CN103412262A - 一种电池充放电测试设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池充放电测试设备及方法，控制模块分别连接开关电源及电子负载，开关电源和电子负载各自连接待测电池的两极；启动开关电源，开关电源开始对电池进行恒流充电，当充电电压≥U1时，进行恒压充电，当充电电流≤I2时，关断开关电源，静置T小时；启动电子负载，进行恒流放电，当放电电压≤U2时，关断电子负载，测试次数加1，计算并判断电池容量，若容量≥M，继续测试，若容量≤M，结束测试。本发明旨在克服现有技术中的不足，公开一种通过开关电源、电子负载、控制模块等易于操作的构件所组合而成的总成本低，系统构造简单的设备，并通过一种可靠的循环多次充放电流程进行运作的电池充放电测试设备及方法。
Description
技术领域
本发明属于电池性能测试领域，具体涉及一种电池循环充放电测试设备及方法。
背景技术：
电池在使用的过程中必然伴随着一次次的充放电过程，而电池在不断的充放电过程中也会逐渐老化，所以电池在充放电中的抗老化的能力是衡量电池性能的重要评价指标，传统的电池充放电测试设备结构复杂，成本高，普通的企业和用户难以承受，所以对于电池的充放电测试往往需要到专门的测试单位才能完成，但对于很多企业比如混合动力汽车或纯电动汽车企业，对于车载电池的检测是每天都需要进行的日常事务，所以需要开发一种结构简单，制造成本较低且可靠性高的电池充放电测试设备及方法。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、易于操作、成本较低且可靠易行的电池充放电检测设备及方法。
其技术方案为：
一种电池充放电测试设备：包括控制模块、开关电源及电子负载；控制模块分别连接开关电源及电子负载；控制模块控制开关电源的开关状态、工作模式、输出电流及输出电压，并接收开关电源反馈的工作模式、充电电压、充电电流参数；控制模块控制电子负载的开关状态、工作模式、输入电压、输入电流，并接收电子负载反馈的工作模式、放电电压、放电电流参数；开关电源和电子负载各自连接待测电池的两极。
开关电源为通用开关电源，由AC输入电路、变压器、整流模块、滤波器、串联调节器、电流比较器、限流模块、控制电路构成。
电子负载为通用电子负载，通过控制其内部的MOSFET功率管的导通量，并通过功率管的耗散作用消耗电能。
开关电源在充电过程中的向电池输出的电压为充电电压，向电池输出的电流为充电电流。
电子负载在放电过程中的接收到的电池所输入的电压为放电电压，接收到的电池所输入的电流为放电电流。
控制模块为个人计算机，控制模块连接至显示模块，所述显示模块为显示器，控制模块与开关电源以及电子负载通过串口数据线进行连接，控制模块通过Labview编程语言程序控制开关电源及电子负载，并通过Labview编程语言程序的显示面板显示在显示模块上。
一种电池充放电测试方法，包括以下步骤：
（1）进入充放电测试流程，启动开关电源，控制模块控制开关电源为恒流源工作模式，开关电源的充电电流为恒定值I1，开关电源开始对电池进行充电；
（2）当开关电源的充电电压即电池当前电压值大于等于第一预设电压值U1时，控制模块控制开关电源转入恒压源工作状态，并设定开关电源的充电电压为恒定值且等于第一预设电压值U1；
（3）当充电电流小于等于第一预设电流值I2时，关断开关电源，并静置电池T小时，完成电池充电过程；
（4）启动电子负载，控制模块设定电子负载承受的放电电流为恒定值I3，电子负载开始接受电池的放电；
（5）当负载承受的放电电压即电池当前电压小于等于第二预设电压值U2时，完成电池放电过程；
（6）充放电次数加1并存储至控制模块中，计算电池容量，若电池容量值大于预设容量值M，则返回步骤（1），若电池容量值小于预设容量值M，则结束充放电测试流程。
在充电过程中，所述控制模块实时接收开关电源所反馈的工作模式、充电电压、充电电流的参数；在放电过程中，控制模块实时接收电子负载所反馈的工作模式、放电电压、放电电压的参数；控制模块根据所接收到的各类参数向开关电源或电子负载传输控制信号，并将各参数显示在显示模块上。
在放电过程中，所述控制模块记录放电持续的时间T1，控制模块将放电持续的时间T1乘以电子负载承受的放电电流I3。
电子负载通过控制其内部的MOSFET功率管的导通量从而控制其负载值，使得其所承受的放电电流始终能保持为恒定值I3。
本发明的技术方案较传统的电池充放电测试设备及方法有显著的优势，具体表现在：
（1）传统的电池充放电测试设备是结构复杂，成本多在几十万元以上，而本发明的控制模块和显示模块为市场上通行的个人计算机及显示器，配置开关电源和电子负载，整个系统的连接及结构简单，成本很低，整体成本仅几万元。
（2）本发明的电池充放电测试设备及方法通过LabView等PC电脑上可运行的通用程序软件控制，软件可实现自动化测试，且操作简单易行。
（3）本发明的电池充放电测试方法通过循环的恒流充电转恒压充电在经过恒流放电，整个流程安全可靠，能有效地测试出电池的充放电性能，进而得出电池在反复充放电过程中的抗老化能力。
附图说明
图1是本发明的电池充放电测试设备的系统结构图；
图2是本发明的电池充放电测试方法的流程图；
具体实施方式
以下结合附图来叙述本发明的具体实施方式，以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，以下关于本发明的实施方式的描述只是示例性，并不是为了限制本发明的所要保护的主题，对于本发明所描述的实施例还存在的其他在权利要求保护范围内的变化，都属于本发明所需要保护的主题。
如图1所示，该充电设备包括控制模块、开关电源及电子负载；控制模块分别连接开关电源及电子负载；控制模块分别向开关电源或电子负载传输控制信号，并分别接受开关电源和电子负载所实时反馈的参数信息。具体为控制模块控制开关电源的开关状态、工作模式、输出电流及输出电压，并接收开关电源反馈的工作模式、充电电压、充电电流参数；控制模块控制电子负载的开关状态、工作模式、输入电压、输入电流，并接收电子负载反馈的工作模式、放电电压、放电电流参数；开关电源和电子负载各自连接待测电池的两极。
开关电源为通用开关电源，由AC输入电路、变压器、整流模块、滤波器、串联调节器、电流比较器、限流模块、控制电路构成。
电子负载为通用电子负载，通过控制其内部的MOSFET功率管的导通量，并通过功率管的耗散作用消耗电能。
开关电源在充电过程中的向电池输出的电压为充电电压，向电池输出的电流为充电电流。
电子负载在放电过程中的接收到的电池所输入的电压为放电电压，接收到的电池所输入的电流为放电电流。
控制模块为个人计算机，控制模块连接至显示模块，所述显示模块为显示器，控制模块与开关电源以及电子负载通过串口数据线进行连接，控制模块通过Labview编程语言程序控制开关电源及电子负载，并通过Labview编程语言程序的显示面板显示在显示模块上。
如图2所示，一种电池充放电测试方法，包括以下步骤：
（1）进入充放电测试流程，启动开关电源，控制模块控制开关电源为恒流源工作模式，开关电源的充电电流为恒定值I1，开关电源开始对电池进行充电；
（2）当开关电源的充电电压即电池当前电压值大于等于第一预设电压值U1时，控制模块控制开关电源转入恒压源工作状态，并设定开关电源的充电电压为恒定值且等于第一预设电压值U1；
（3）当充电电流小于等于第一预设电流值I2时，关断开关电源，并静置电池T小时，完成电池充电过程；
（4）启动电子负载，控制模块设定电子负载承受的放电电流为恒定值I3，电子负载开始接受电池的放电；
（5）当负载承受的放电电压即电池当前电压小于等于第二预设电压值U2时，完成电池放电过程；
（6）充放电次数加1并存储至控制模块中，控制模块计算电池容量，若电池容量值大于预设容量值M，则返回步骤（1），若电池容量值小于预设容量值M，则结束充放电测试流程。
在充电过程中，所述控制模块实时接收开关电源所反馈的工作模式、充电电压、充电电流的参数；在放电过程中，控制模块实时接收电子负载所反馈的工作模式、放电电压、放电电压的参数；控制模块根据所接收到的各类参数向开关电源或电子负载传输控制信号，并将各参数显示在显示模块上。
在放电过程中，所述控制模块记录放电持续的时间T1，控制模块将放电持续的时间T1乘以电子负载承受的放电电流I3。
电子负载通过控制其内部的MOSFET功率管的导通量从而控制其负载值，使得其所承受的放电电流始终能保持为恒定值I3。
上述的各电流和电压的数值根据电池的具体参数及具体测试标准可以有不同的取值；通常若电池的额定电量为wAh、额定电压为yV，则I1=I3=wA、U1=yV，I2、U2、T等参数根据电池的具体情况调节，例如：额定电量为7.5Ah、额定电压为3.65V的电池，则I1为7.5A、U1为3.65V、I2为375mA、I3为7.5A、U2为2V，M为6Ah、T为1h。
本发明的实施例为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。
Claims (10)
1.一种电池充放电测试设备，其特征在于：包括控制模块、开关电源及电子负载；控制模块分别连接开关电源及电子负载；控制模块控制开关电源的开关状态、工作模式、输出电流及输出电压，并接收开关电源反馈的工作模式、充电电压、充电电流参数；控制模块控制电子负载的开关状态、工作模式、输入电压、输入电流，并接收电子负载反馈的工作模式、放电电压、放电电流参数；开关电源和电子负载各自连接待测电池的两极。
2.根据权利要求1所述的电池充放电测试设备，其特征在于：所述开关电源为通用开关电源，由AC输入电路、变压器、整流模块、滤波器、串联调节器、电流比较器、限流模块、控制电路及相关电路构成。
3.根据权利要求1所述的电池充放电测试设备，其特征在于：所述电子负载为通用电子负载，通过控制其内部的MOSFET功率管的导通量，并通过功率管的耗散作用消耗电能。
4.根据权利要求1所述的电池充放电测试设备，其特征在于：所述开关电源在充电过程中的向电池输出的电压为充电电压，向电池输出的电流为充电电流。
5.根据权利要求1所述的电池充放电测试设备，其特征在于：所述电子负载在放电过程中的接收到的电池所输入的电压为放电电压，接收到的电池所输入的电流为放电电流。
6.根据权利要求1所述的电池充放电测试设备，其特征在于：控制模块为个人计算机，控制模块连接至显示模块，所述显示模块为显示器，控制模块与开关电源以及电子负载通过串口数据线进行连接，控制模块通过Labview编程语言程序控制开关电源及电子负载，并通过Labview编程语言程序的显示面板显示在显示模块上。
7.一种电池充放电测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）进入充放电测试流程，启动开关电源，控制模块控制开关电源为恒流源工作模式，开关电源的充电电流为恒定值I1，开关电源开始对电池进行充电；
（2）当开关电源的充电电压即电池当前电压值大于等于第一预设电压值U1时，控制模块控制开关电源转入恒压源工作状态，并设定开关电源的充电电压为恒定值且等于第一预设电压值U1；
（3）当充电电流小于等于第一预设电流值I2时，关断开关电源，并静置电池T小时，完成电池充电过程；
（4）启动电子负载，控制模块设定电子负载承受的放电电流为恒定值I3，电子负载开始接受电池的放电；
（5）当负载承受的放电电压即电池当前电压小于等于第二预设电压值U2时，完成电池放电过程；
（6）充放电次数加1并存储至控制模块中，计算电池容量，若电池容量值大于预设容量值M，则返回步骤（1），若电池容量值小于预设容量值M，则结束充放电测试流程。
8.根据权利要求7所述的电池充放电测试方法，其特征在于：在充电过程中，所述控制模块实时接收开关电源所反馈的工作模式、充电电压、充电电流的参数；在放电过程中，控制模块实时接收电子负载所反馈的工作模式、放电电压、放电电压的参数；控制模块根据所接收到的各类参数向开关电源或电子负载传输控制信号，并将各参数显示在显示模块上。
9.根据权利要求7所述的电池充放电测试方法，其特征在于：在放电过程中，所述控制模块记录放电持续的时间T1，控制模块将放电持续的时间T1乘以电子负载承受的放电电流I3。
10.根据权利要求7所述的电池充放电测试方法，其特征在于：所述电子负载通过控制其内部的MOSFET功率管的导通量从而控制其负载值，使得其所承受的放电电流始终能保持为恒定值I3。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131127 |