CN103558557A - 动力电池组检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力电池组检测电路，其结构包括检测控制电路、第一充放电回路、第二充放电回路和辅充电路；所述检测控制电路用于控制所述第一被测电池组与所述第二被测电池组之间的相互充放电过程，并在放电电量不足时，控制辅充电源向第一被测电池组补充充电；在被测电池组之间的相互充放电过程中，所述检测控制电路通过检测充放电的电压和电流，计算并显示出被测电池组的放电容量和充放电次数，从而确定被测电池组的产品质量。本发明使充电设备和放电设备合二为一，可在不改变动力电池组接入位置的情况下，实现两组被测电池组之间的互相充放电操作，使充电能量和放电能量重复利用，节能降耗，简化操作，提高工效。

Description

动力电池组检测电路

技术领域

本发明涉及一种电池性能检测电路，具体地说是一种动力电池组检测电路。

背景技术

动力电池组特别是动力锂电池组的应用越来越广泛。在动力电池组的生产过程中，为了确保动力电池组的品质，需要对组装好的动力电池组进行性能检测，以确定动力电池组的产品质量。在检测过程中，需要对动力电池组进行反复的充电和放电操作。

目前，生产厂家采用最多的充放电方式是：首先在充电场所用充电器给动力电池组充满电；然后再将动力电池组搬到放电场所，用串联负载电阻的方式进行快速放电。这种充放电方式存在有搬运费力、操作不便和电能浪费严重的问题，特别是进行多个充放电循环时，需要频繁手动更换被测电池组的接入位置，耗费大量人力物力，限制了生产效率的提高。

为了达到节能降耗的目的，部分生产厂家采用有源逆变方式进行放电，该方式是将放电电能馈送到电网，以达到一定的节能目的。但这种方式存在有一些缺点：一是能量转换效率较低，电能损耗较大；二是反馈给电网的电流波形中有大量的高次谐波成分，会污染电网。

发明内容

本发明的目的就是提供一种动力电池组检测电路，以解决现有动力电池组检测过程中操作不便、工作效率低下和电能损耗严重的问题。

本发明是这样实现的：一种动力电池组检测电路，包括有：检测控制电路、第一充放电回路、第二充放电回路和辅充电路；

所述第一充放电回路是在第一被测电池组的负极串接第一采样电阻，在第一被测电池组与所述第一采样电阻的两端并联第一滤波电容，在第一被测电池组的正极端还接有并联的第一二极管和第一开关，在所述第一二极管和所述第一开关的并联节点与所述第一采样电阻和所述第一滤波电容的并联节点之间接有电感；

所述第二充放电回路是在第二被测电池组的正极串接第二采样电阻，在第二被测电池组与所述第一采样电阻的两端并联第二滤波电容，在第二被测电池组的负极端还接有第二二极管与第二开关的并联支路，所述第二二极管和所述第二开关的并联节点连接在所述电感的一端，所述第二采样电阻和所述第二滤波电容的并联节点连接在所述电感的另一端；

所述辅充电路包括串联的辅充电源和辅充开关；所述辅充电路并联在所述第一被测电池组的两端；

在所述检测控制电路中设置有两个电压检测端、两个电流检测端和三个开关控制端；两个所述电压检测端中的第一电压检测端连接到所述第一采样电阻的两端，第二电压检测端连接到所述第二采样电阻的两端；两个所述电流检测端中的第一电流检测端连接到所述第一被测电池组的正极端，第二电流检测端连接到所述第二被测电池组的负极端；三个所述开关控制端中的第一开关控制端连接到所述第一开关的控制端，第二开关控制端连接到所述第二开关的控制端，第三开关控制端连接到所述辅充开关的控制端；

所述检测控制电路用于控制所述第一被测电池组与所述第二被测电池组之间的相互充放电过程，并在放电电量不足时，控制辅充电源向第一被测电池组补充充电；在被测电池组之间的相互充放电过程中，所述检测控制电路通过检测充放电的电压和电流，计算并显示出被测电池组的放电容量和充放电次数，从而确定被测电池组的产品质量。

所述第一开关、所述第二开关和所述辅充开关为MOS管或场效应管类的开关管。

本发明使充电设备和放电设备合二为一，并通过设置第一充放电回路和第二充放电回路，可以在不改变动力电池组接入位置的情况下，由检测控制电路控制第一被测电池组和第二被测电池组进行互相充放电操作，利用辅充电源进行必要的充电补充，这样，充电能量和放电能量就能够重复利用，由此可降低电能损耗60%以上，既降低了生产和检测成本，同时又简化了操作过程，提高了生产效率。

本发明通过对两组动力电池组相互充放电的电流和电压的检测，可计算并显示出被测电池组的放电容量和充放电次数，并可对动力锂电池组内部的电池管理系统BMS进行老化和确定其品质好坏。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明动力电池组检测电路包括有检测控制电路、第一充放电回路、第二充放电回路和辅充电路。

第一充放电回路是在第一被测电池组BT1的负极串接第一采样电阻R1，在第一被测电池组BT1与第一采样电阻R1的两端并联第一滤波电容C1，在第一被测电池组BT1的正极端还接有并联的第一二极管D1和第一开关S1，在第一二极管D1和第一开关S1的并联节点与第一采样电阻R1和第一滤波电容C1的并联节点之间接有电感L1。其中，第一二极管D1的正极端与第一被测电池组BT1的正极端相连接。

第二充放电回路是在第二被测电池组BT2的正极串接第二采样电阻R2，在第二被测电池组BT2与第一采样电阻R1的两端并联第二滤波电容C2，在第二被测电池组BT2的负极端还接有第二二极管D2与第二开关S2的并联支路，第二二极管D2和第二开关S2的并联节点连接在电感L1的一端，第二采样电阻R2和第二滤波电容C2的并联节点连接在电感L1的另一端。其中，第二二极管D2的负极端与第二被测电池组BT2的负极端相连接。

辅充电路包括串联的辅充电源PW1和辅充开关，辅充电路并联在第一被测电池组BT1的两端，用于在检测控制电路的控制下对第一被测电池组BT1进行充电。

检测控制电路可采用常规电路构成，检测控制电路中的4、5端为电压检测端，2、6端为电流检测端，1、3、7端为开关控制端，还包括一个地线端。

检测控制电路中的第一电压检测端（4端）和地线端连接到第一采样电阻R1的两端，第二电压检测端（5端）和地线端连接到第二采样电阻R2的两端，两个电压检测端分别用来检测第一采样电阻R1和第二采样电阻R2的电压，根据电压的大小来观察充放电的情况。

检测控制电路中的第一电流检测端（2端）连接到第一被测电池组BT1的正极端，第二电流检测端（6端）连接到第二被测电池组BT2的负极端，两个电流检测端分别用来检测被测第一被测电池组BT1和第二被测电池组BT2的充放电电流，并通过电流和时间的积分来计算动力电池组的放电容量。

检测控制电路中的第一开关控制端（1端）连接到第一充放电回路中的第一开关S1的控制端，第二开关控制端（7端）连接到第二充放电回路中的第二开关S2的控制端，第三开关控制端（3端）连接到辅充开关S3的控制端。三个开关控制端分别用于控制第一开关S1、第二开关S2和辅充开关S3的通断，以控制第一被测电池组BT1与第二被测电池组BT2之间的相互充放电；在放电电量不足时，控制辅充电源PW1对第一被测电池组BT1进行补充充电，以使被充电的第一被测电池组BT1或第二被测电池组BT2充满电量。第一开关S1、第二开关S2和辅充开关S3可以采用MOS管或场效应管，或是此类的其他开关管。

在第一被测电池组BT1与第二被测电池组BT2之间的相互充放电过程中，检测控制电路通过检测充放电的电压和电流，计算并显示出被测电池组的放电容量和充放电次数，从而确定被测电池组的产品质量。

具体地，检测控制电路可以由检测电路、控制电路、显示电路和中央处理器组成。中央处理的I/O口与检测电路、控制电路、显示电路连接。控制电路控制第一开关S1、第二开关S2和辅充开关S3的导通与关断，检测电路检测第一被测电池组BT1、第二被测电池组BT2、第一采样电阻R1和第二采样电阻R2的电压电流信息。中央处理器根据检测电路检测到的信息进行智能分析和存储。中央处理器通过控制电路对第一开关S1、第二开关S2和辅充开关S3实时控制，实现对第一被测电池组BT1和第二被测电池组BT2充放电控制。中央处理器驱动显示电路，显示第一被测电池组BT1和第二被测电池组BT2的相关检测信息。

本发明的工作过程是：将已充满电量的一组动力电池组作为第一被测电池组BT1，接入第一充放电回路；将放空电量的一组动力电池组作为第二被测电池组BT2，接入第二充放电回路。检测控制电路先断开第二开关S2和辅充开关S3，同时，控制第一开关S1按一定频率进行交替通断——在第一开关S1闭合的瞬间，第一被测电池组BT1内的瞬时电流流向电感L1并储能；在第一开关S1断开的瞬间，电感L1中的电流被第一二极管D1所阻断，只能反向流通至第二充放电回路，对第二被测电池组BT2进行充电。用于该充电电流为浪涌电流，只有通过第二滤波电容C2的滤波，才能在第二采样电阻R2的两端得到稳定的电流，由检测控制电路进行电压采样。

第一开关S1按一定频率进行通断，就将第一被测电池组BT1中的电量持续充入第二被测电池组BT2中。在对第二被测电池组BT2充电的过程中，检测控制电路检测第一充放电回路与第二充放电回路中的充放电电压和电流，并进行计算、分析和显示。

当第一被测电池组BT1的电量全部充入第二被测电池组BT2后，由于在充放电过程中的能量损耗，第二被测电池组BT2并未充满（约达90%的电量）；此时检测控制电路控制第一开关S1断开、辅充开关S3闭合，使辅充电源PW1给第一被测电池组BT1进行补充充电（补充约达10%的电量）；然后，断开辅充开关S3，闭合第一开关S1，使第一被测电池组BT1将第二被测电池组BT2充满，第一个充放电过程结束。

之后进行反向的充放电过程，此时，检测控制电路断开第一开关S1，并控制第二开关S2按一定频率交替通断——在第二开关S2闭合的瞬间，第二被测电池组BT2内的瞬时电流流向电感L1；在第二开关S2断开的瞬间，电感L1中的电流被第二二极管D2所阻断，只能反向流通至第一充放电回路，对第一被测电池组BT1进行充电。第一滤波电容C1对浪涌电流进行滤波，才能在第一采样电阻R1的两端得到稳定的电流，由检测控制电路进行电压采样。

第二开关S2按一定频率进行通断，就将第二被测电池组BT2中的电量持续充入第一被测电池组BT1中。在对第一被测电池组BT1充电的过程中，检测控制电路检测第一充放电回路与第二充放电回路中的充放电电压和电流，并进行计算、分析和显示。

当第二被测电池组BT2的电量全部充入第一被测电池组BT1后，基于相同的原因，检测控制电路控制第二开关S2断开、辅充开关S3闭合，利用辅充电源PW1直接给第一被测电池组BT1进行补充充电，将第一被测电池组BT1充满，第二个充放电过程结束。

Claims (2)

1.一种动力电池组检测电路，其特征是，包括有：检测控制电路、第一充放电回路、第二充放电回路和辅充电路；

所述第一充放电回路是在第一被测电池组的负极串接第一采样电阻，在第一被测电池组与所述第一采样电阻的两端并联第一滤波电容，在第一被测电池组的正极端还接有并联的第一二极管和第一开关，在所述第一二极管和所述第一开关的并联节点与所述第一采样电阻和所述第一滤波电容的并联节点之间接有电感；

所述第二充放电回路是在第二被测电池组的正极串接第二采样电阻，在第二被测电池组与所述第一采样电阻的两端并联第二滤波电容，在第二被测电池组的负极端还接有第二二极管与第二开关的并联支路，所述第二二极管和所述第二开关的并联节点连接在所述电感的一端，所述第二采样电阻和所述第二滤波电容的并联节点连接在所述电感的另一端；

所述辅充电路包括串联的辅充电源和辅充开关；所述辅充电路并联在所述第一被测电池组的两端；

在所述检测控制电路中设置有两个电压检测端、两个电流检测端和三个开关控制端；两个所述电压检测端中的第一电压检测端连接到所述第一采样电阻的两端，第二电压检测端连接到所述第二采样电阻的两端；两个所述电流检测端中的第一电流检测端连接到所述第一被测电池组的正极端，第二电流检测端连接到所述第二被测电池组的负极端；三个所述开关控制端中的第一开关控制端连接到所述第一开关的控制端，第二开关控制端连接到所述第二开关的控制端，第三开关控制端连接到所述辅充开关的控制端；

所述检测控制电路用于控制所述第一被测电池组与所述第二被测电池组之间的相互充放电过程，并在放电电量不足时，控制辅充电源向第一被测电池组补充充电；在被测电池组之间的相互充放电过程中，所述检测控制电路通过检测充放电的电压和电流，计算并显示出被测电池组的放电容量和充放电次数，从而确定被测电池组的产品质量。

2.根据权利要求1所述的动力电池组检测电路，其特征是，所述第一开关、所述第二开关和所述辅充开关为MOS管或场效应管类的开关管。