CN102680900B - 电池包的测试装置及驱动该测试装置的方法 - Google Patents

电池包的测试装置及驱动该测试装置的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种电池包的测试装置及驱动该测试装置的方法。包括至少一个电池单体和用于控制电池单体的充电/放电的电池管理单元的电池包的测试装置包括：主控制单元，根据从外部装置输入的测试条件产生驱动控制信号、第一测量控制信号和第二测量控制信号；驱动电路单元，接收驱动控制信号以根据测试条件对电池包充电或使电池包放电；辅助测量单元，通过接收第二测量控制信号来测量电池单体的状态，以产生关于电池单体的状态的辅助测量单元数据。电池管理单元通过接收第一测量控制信号来测量电池单体的状态，以产生关于电池单体的状态的电池管理单元数据，主控制单元接收电池管理单元数据和辅助测量单元数据，以将这些数据发送到外部装置。

Description

电池包的测试装置及驱动该测试装置的方法
技术领域
实施例涉及一种电池包的测试装置及一种驱动该测试装置的方法。
背景技术
通常，与不可充电的原电池不同，二次电池是可再充电电池。二次电池正被广泛地用于各个领域，诸如蜂窝电话、笔记本计算机、摄像机以及混合动力车领域。
以包括电池单体(battery cell)和充电/放电电路的电池包的形式来制造这样的二次电池。通过安装在电池包上的外部端子来执行使用外部电源或外部负载的电池单体的充电或放电。也就是说，当电池包通过外部端子连接到外部电源时，通过外部端子和充电/放电电路供应的外部电源对电池单体进行充电。此外，当电池包通过外部端子连接到外部负载时，通过充电/放电电路和外部端子由外部负载使电池单体放电。这里，充电/放电电路控制电池单体在外部端子和电池单体之间的充电/放电。通常，充电/放电电路由电池包中所包括的电池管理单元(BMU)来控制。
在电池包被装配之前，对所述电池包执行用于验证电池包的性能的测试处理。
发明内容
本发明的一方面提提供了一种电池包的测试装置以及一种驱动所述测试装置的方法，所述方法提高了关于用于验证所述电池包的性能的电池包测试的可靠性。
根据至少一个实施例，包括至少一个电池单体和用于控制电池单体的充电/放电的电池管理单元的电池包的测试装置包括：主控制单元，根据从外部装置输入的测试条件产生驱动控制信号、第一测量控制信号和第二测量控制信号；驱动电路单元，接收驱动控制信号以根据测试条件对电池包进行充电或使电池包放电；辅助测量单元，通过接收第二测量控制信号来测量电池单体的状态，以产生关于电池单体的状态的辅助测量单元数据，其中，电池管理单元通过接收第一测量控制信号来测量电池单体的状态，以产生关于电池单体的状态的电池管理单元数据，主控制单元接收电池管理单元数据和辅助测量单元数据，以将这些数据发送到外部装置。
外部装置可包括计算机，并且主控制单元可将电池管理单元数据和辅助测量单元数据发送到计算机，当电池管理单元数据和辅助测量单元数据彼此不同时，计算机可显示错误消息。
当主控制单元将电池管理单元数据和辅助测量单元数据发送到外部装置时，主控制单元可将测试条件一起发送。
驱动电路单元和主控制单元可被实现为一个模块。
辅助测量单元可连接到电池单体，并与所述模块分离。
电池单体的状态可包括电池单体的电压、温度、荷电状态(SOC)中的至少一种。
根据另一实施例，一种对连接到包括至少一个电池单体和用于控制电池单体的充电/放电的电池管理单元的电池包并且包括驱动电路单元和辅助测量单元的测试装置进行驱动的方法包括：从外部装置接收测试条件以产生驱动控制信号、第一测量控制信号和第二测量控制信号；将驱动控制信号发送到驱动电路单元；将第一测量控制信号发送到电池管理单元并将第二测量控制信号发送到辅助测量单元；接收由电池管理单元产生的电池管理单元数据以及由辅助测量单元产生的辅助测量单元数据，以将这些数据发送到外部装置。
接收和发送数据的步骤可包括：当电池管理单元数据和辅助测量单元数据被发送到外部装置时，将测试条件一起发送。
在接收和发送数据的步骤之后，外部装置可将电池管理单元数据与辅助测量单元数据相比较，当电池管理单元数据与辅助测量单元数据彼此不同时，外部装置可显示错误消息。
驱动测试装置的方法还可包括：在接收和发送数据的步骤之后，确定是否满足了从外部装置接收的测试结束条件。
当没有满足测试结束条件时，可再次执行接收和发送数据的步骤。
在发送第一测量控制信号和第二测量控制信号的步骤中，电池管理单元可通过接收第一测量控制信号来测量电池单体的状态以产生电池管理单元数据，辅助测量单元可通过接收所述第二测量控制信号来测量电池单体的状态以产生辅助测量单元数据。
电池单体的状态可包括电池单体的电压、温度、荷电状态(SOC)中的至少一种。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步的理解，并且所述附图合并在本说明书中且组成本说明书的一部分。附图示出本公开的示例性实施例，并且与说明一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1示出根据实施例的电池包的测试装置、将被测试的对象以及外部装置的框图；
图2示出用于解释驱动图1的电池包的测试装置的方法的主控制单元的操作的流程图；
图3示出用于解释驱动图1的电池包的测试装置的方法的电池管理单元与辅助测量单元的操作的流程图。
具体实施方式
在本说明书中，应该注意，如果在说明书中描述了一个组件“连接”、“结合”或“接合”至另一组件，则尽管第一组件可直接地连接、装配或接合至第二组件，但第三组件可“连接”、“结合”或“接合”在第一组件和第二组件之间。此外，当描述了一装置包含(或包括或具有)一些元件时，应该理解，它可仅包含(或包括或具有)那些元件，或者在不存在特定限制的情况下，它可包含(或包括或具有)其他元件以及那些元件。
在下文中，将参照附图详细描述实施例。
图1示出根据实施例的电池包的测试装置、将被测试的对象以及外部装置的框图。
参照图1，电池包的测试装置100包括主控制单元110、驱动电路单元120以及辅助测量单元130。通过将作为将被测试的对象的电池包10连接到作为外部装置的计算机20来操作电池包的测试装置100。另外，测试装置100测试在对电池包10进行充电/放电时电池包10的状态，以验证电池包10的性能。这里，电池包10包括至少一个电池单体11以及用于控制电池单体11的充电/放电的电池管理单元BMU 12。计算机20将信号输入到主控制单元110，并根据从主控制单元110接收的信号输出结果值。
主控制单元110从作为外部装置的计算机20接收测试条件(例如，关于电池包10的充电/放电的条件)，以控制驱动电路单元120、BMU 12以及辅助测量单元130。为此，主控制单元110根据测试条件产生驱动控制信号、第一测量控制信号和第二测量控制信号。这里，关于电池包10的充电/放电的条件可包括恒流(CC)充电条件、恒流-恒压(CC-CV)充电条件以及C倍率(C-rate)放电条件，但不限于此。驱动控制信号可以是用于对电池包10充电或使电池包10放电的信号。例如，第一测量控制信号可以是用于使BMU 12测量电池单体11的状态的信号。这里，BMU 12可通过控制器区域网络(CAN)通信来与主控制单元110进行通信。第二测量控制信号可以是使辅助测量单元130测量电池单体11的状态的信号。电池单体11的状态可以是从电压、温度以及荷电状态(SOC)中选择的至少一种。例如，第一测量控制信号可以是用于测量电池单体11的电压、温度和SOC的全体的信号。第二测量控制信号可以是用于测量排除电池单体11的SOC以外的电池单体11的电压和温度的信号。这是因为辅助测量单元130包括用于测试电池包10的简易电路装置，从而不需要用于测量SOC的复杂电路装置。
另外，主控制单元110分别接收通过经由BMU 12和辅助测量单元130测量电池单体11的状态而产生的BMU数据和辅助测量单元数据，以将接收的数据发送到计算机20。计算机20将BMU数据与辅助测量单元数据相比较。结果，当BMU数据与辅助测量单元数据不同时，计算机20显示错误消息。例如，当计算机20确定BMU数据中的一个电池单体的电压与辅助测量单元数据中的一个电池单体的电压不同时，计算机20显示用于警告对应电池单体或BMU的缺陷的错误消息。因此，电池包10的制造商可了解关于电池包10的缺陷。
驱动电路单元120连接在主控制单元110与电池包10之间。驱动电路单元120从主控制单元110接收驱动控制信号，以根据测试条件对电池包10进行充电或使电池包10放电，从而创建与实际环境类似的环境。这里，驱动电路单元120和主控制单元110可被实现为一个模块M。
辅助测量单元130连接在主控制单元110和电池单体11之间。辅助测量单元130从主控制单元110接收第二测量控制信号来测量电池单体11的状态，以产生关于电池单体11的状态的辅助测量单元数据，从而将所述辅助测量单元数据发送到主控制单元110。除了BMU 12，辅助测量单元130另外地测量电池单体11的状态，以将关于电池单体11的状态的两数据(即，BMU数据和辅助测量单元数据)彼此进行比较。因此，辅助测量单元130可进一步提高关于电池单体11的状态的可靠性。另外，辅助测量单元130使计算机20能够在BMU 12中发生错误时利用辅助测量单元数据了解电池单体11的状态，并能够了解BMU 12的错误。这里，计算机20可通过BMU数据的错误了解BMU 12的缺陷。另外，即使没有为电池包10提供BMU 12，但由于辅助测量单元130连接到电池单体11以了解电池单体11的状态，因此计算机20也可了解电池单体11的状态。
辅助测量单元130可通过CAN通信与主控制单元110进行通信。另外，辅助测量单元130可内建在模块M中或与模块M分离。当辅助测量单元130与模块M分离时，辅助测量单元130可仅通过与主控制单元110的通信容易地测量电池单体11，而不受模块M的影响。
如上所述，由于根据实施例的电池包的测试装置100包括主控制单元110、驱动电路单元120以及辅助测量单元130，因此测试装置100可在与实际环境类似的环境中了解电池单体11的状态。另外，可以提高关于电池单体11的状态的可靠性。
另外，即使BMU 12发生故障或者没有提供BMU 12，根据实施例的电池包的测试装置100也可利用辅助测量单元130了解电池单体11的状态。另外，电池包的测试装置100可了解BMU 12的缺陷。
因此，根据实施例的测试装置100可提高关于用于验证电池包10的性能的对电池包10的测试的可靠性。
以下将描述根据实施例的驱动电池包的测试装置的方法。
图2示出用于解释驱动图1的电池包的测试装置的方法的主控制单元的操作的流程图，图3示出用于解释驱动图1的电池包的测试装置的方法的电池管理单元和辅助测量单元的操作的流程图。在下文中，将参照主控制单元110、辅助测量单元130以及电池包10的电池管理单元(BMU)12来大体上描述驱动电池包的测试装置100的方法。
可假设包括主控制单元110、驱动电路单元120以及辅助测量单元130的电池包的测试装置100连接到包括电池单体11和BMU 12的电池包10以及作为外部装置的计算机20，所述电池单体11是将被测试的对象。
参照图2，驱动电池包的测试装置的方法包括接收测试条件(S1)、发送驱动控制信号(S2)、发送测量控制信号(S3)、接收/发送数据(S4)以及确定测试结束条件(S5)。
在接收测试条件的步骤(S1)中，主控制单元110从作为外部装置的计算机20接收测试条件(例如，电池包10的充电/放电条件)。然后，主控制单元110根据电池包10的充电/放电条件产生驱动控制信号、第一测量控制信号以及第二测量控制信号。例如，驱动控制信号可以是用于将约50A的充电电流以及约4.2V的充电电压施加到电池包10以对电池包10进行充电的信号。可选择地，驱动控制信号可以是用于以约1C(C倍率)的放电倍率使电池包10放电的信号。这里，由于充电条件和放电条件可被改变，因此驱动控制信号可根据充电条件和放电条件而改变。第一测量控制信号可以是当BMU12对电池包10进行充电或使电池包10放电时，用于测量从电池单体11的电压、温度和荷电状态(SOC)中所选择的至少一种的信号。例如，第一测量控制信号可以是当BMU 12对电池包10进行充电或使电池包10放电时，用于测量电池单体11的电压、温度和SOC的全体的信号。另外，第二测量控制信号可以是当辅助测量单元130对电池包10进行充电或使电池包10放电时，用于测量电池单体11的电压、温度和SOC中的至少一种的信号。例如，第二测量控制信号可以是当辅助测量单元130对电池包10进行充电或使电池包10放电时，用于测量电池单体11的电压和温度的信号。
在发送驱动控制信号的步骤(S2)中，主控制单元110将驱动控制信号发送到驱动电路单元120，以控制驱动电路单元120。例如，驱动电路单元120可将约50A的充电电流和约4.2V的充电电压施加到电池包10，以对电池包10进行充电，或者以约1C的放电倍率使电池包10放电。
在发送测量控制信号的步骤(S3)中，主控制单元110将第一测量控制信号发送到BMU 12以控制BMU 12的操作。另外，主控制单元110将第二测量控制信号发送到辅助测量单元130以控制辅助测量单元130的操作。例如，BMU 12和辅助测量单元130中的每一个测量从作为电池单体11的状态的电池单体11的电压、温度和SOC中所选择的至少一种，以产生关于电池单体11的状态的BMU数据和辅助测量单元数据。
在接收/发送数据的步骤(S4)中，主控制单元110接收BMU数据和辅助测量单元数据，以将所述数据同时发送到作为外部装置的计算机20。然后，计算机20将BMU数据与辅助测量单元数据相比较。结果，当BMU数据和辅助测量单元数据彼此不同时，计算机20显示错误消息。例如，当BMU数据中的任何一个电池单体的电压与辅助测量单元数据中的任何一个电池单体的电压不同时，计算机了解到在对应的电池单体或BMU 12中发生错误，从而显示错误消息。这里，BMU数据中的所述任何一个电池单体与辅助测量单元数据中的所述任何一个电池单体表示同一个电池单体。
在接收/发送数据的步骤(S4)中，当主控制单元110将BMU数据和辅助测量单元数据同时发送到计算机20时，主控制单元110可一起发送最初接收的测试条件(例如，电池包10的充电条件或放电条件)。这是因为主控制单元110存储电池包10的充电条件或放电条件。如果计算机20将BMU数据和辅助测量单元数据以及电池包10的充电条件或放电条件彼此进行比较，则可以进一步准确地了解电池单体11的状态。在这种情况下，关于用于验证电池包10的性能的测试装置100对电池包的测试的可靠性可被进一步提高。
在确定测试结束条件的步骤(S5)中，主控制单元110确定是否满足了从作为外部装置的计算机20接收的测试结束条件(例如，预定测试时间)。这里，可在主控制单元110接收测试条件时一起接收测试结束条件。当主控制单元110确定满足测试结束条件(例如，预定测试时间)时，测试装置100对电池包的测试结束。另一方面，当主控制单元110确定没有满足预定测试时间时，再次执行接收/发送数据的步骤(S4)。测试结束条件可被设置为除了特定测试条件的各种值，诸如特定电压，但不限于此。
参照图3，驱动电池包的测试装置的方法包括接收测量控制信号(S11)、测量电池单体的状态(S12)以及发送BMU 12和辅助测量单元130中的数据(S13)。
在接收测量控制信号的步骤(S11)中，BMU 12从主控制单元110接收第一测量控制信号。另外，辅助测量单元130从主控制单元110接收第二测量控制信号。这里，可通过单元之间的通信来执行第一测量控制信号和第二测量控制信号的接收。
在测量电池单体的状态的步骤(S12)中，BMU 12通过第一测量控制信号测量电池单体11的状态，以根据电池单体11的状态产生BMU数据。辅助测量单元130通过第二测量控制信号测量电池单体11的状态，以根据电池单体11的状态产生辅助测量单元数据。
在发送数据的步骤(S13)中，BMU 12和辅助测量单元130分别将BMU数据和辅助测量单元数据发送到主控制单元110。这里，可通过单元之间的通信来执行BMU数据和辅助测量单元数据的发送。
根据实施例的电池包的测试装置包括主控制单元、驱动电路单元以及辅助测量单元。因此，可以了解电池单体在与实际环境类似的环境中的状态，从而提高关于电池单体的状态的可靠性。
另外，即使BMU发生故障或没有提供BMU，根据实施例的电池包的测试装置也可使用辅助测量单元了解电池单体的状态。另外，电池包的测试装置可了解BMU的缺陷。
因此，根据实施例的电池包的测试装置可提高关于用于验证电池包的性能的对电池包的测试的可靠性。
在此已经公开了示例性实施例，尽管采用了特定术语，但是所述特定术语仅被用于并且将被解释为一般和描述性的含义，而不是为了限制的目的。因此，本领域的普通技术人员将理解，在不脱离权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。

Claims (11)

1.一种电池包的测试装置，所述电池包包括至少一个电池单体和用于控制所述至少一个电池单体的充电/放电的电池管理单元，所述测试装置包括：
主控制单元，根据从外部装置输入的测试条件产生驱动控制信号、第一测量控制信号和第二测量控制信号；
驱动电路单元，接收所述驱动控制信号以根据所述测试条件对所述电池包进行充电或使所述电池包放电；以及
辅助测量单元，通过接收所述第二测量控制信号来测量所述至少一个电池单体的状态，以产生关于所述至少一个电池单体的状态的辅助测量单元数据，
其中，所述电池管理单元通过接收所述第一测量控制信号来测量所述至少一个电池单体的状态，以产生关于所述至少一个电池单体的状态的电池管理单元数据，以及
所述主控制单元从所述电池管理单元接收所述电池管理单元数据并从所述辅助测量单元接收所述辅助测量单元数据，以将所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据发送到所述外部装置，
其中，当所述主控制单元将所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据发送到所述外部装置时，所述主控制单元将所述测试条件一起发送，并且测试条件包括电池包的充电条件或放电条件。
2.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述外部装置包括计算机，以及
所述主控制单元将所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据发送到所述计算机，并且当所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据彼此不同时，所述计算机显示错误消息。
3.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述驱动电路单元和所述主控制单元被实现为一个模块。
4.如权利要求3所述的测试装置，其中，所述辅助测量单元连接到所述至少一个电池单体，并与所述模块分离。
5.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述至少一个电池单体的状态包括所述至少一个电池单体的电压、温度、荷电状态中的至少一种。
6.一种驱动测试装置的方法，所述测试装置连接到包括至少一个电池单体和用于控制所述至少一个电池单体的充电/放电的电池管理单元的电池包，且所述测试装置包括驱动电路单元和辅助测量单元，所述方法包括：
从外部装置接收测试条件以产生驱动控制信号、第一测量控制信号和第二测量控制信号；
将所述驱动控制信号发送到所述驱动电路单元；
将所述第一测量控制信号发送到所述电池管理单元，并将所述第二测量控制信号发送到所述辅助测量单元；以及
接收由所述电池管理单元产生的电池管理单元数据以及由所述辅助测量单元产生的辅助测量单元数据，以将所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据发送到所述外部装置，
其中，接收和发送所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据的步骤包括：当所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据被发送到所述外部装置时，将所述测试条件一起发送，并且测试条件包括电池包的充电条件或放电条件。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在接收和发送所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据的步骤之后，所述外部装置将所述电池管理单元数据与所述辅助测量单元数据相比较，当所述电池管理单元数据与所述辅助测量单元数据彼此不同时，所述外部装置显示错误消息。
8.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括：在接收和发送所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据的步骤之后，确定是否满足了从所述外部装置接收的测试结束条件。
9.如权利要求8所述的方法，其中，当没有满足所述测试结束条件时，再次执行接收和发送所述电池管理单元数据和所述辅助测量单元数据的步骤。
10.如权利要求6所述的方法，其中，在发送所述第一测量控制信号和所述第二测量控制信号的步骤中，所述电池管理单元通过接收所述第一测量控制信号来测量所述至少一个电池单体的状态以产生所述电池管理单元数据，所述辅助测量单元通过接收所述第二测量控制信号来测量所述至少一个电池单体的状态以产生所述辅助测量单元数据。
11.如权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个电池单体的状态包括所述至少一个电池单体的电压、温度、荷电状态中的至少一种。
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