CN105467234B - 一种电池组电压采集板工装测试仪 - Google Patents

一种电池组电压采集板工装测试仪 Download PDF

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Abstract

一种电池组电压采集板工装测试仪，属于电动汽车或大功率储能电源电池管理系统应用领域。解决了现有电池组电压采集板在生产和调试阶段，对其进行故障检测方法效率低、检测可靠性差的问题。包括电源模块、接口模块、多点故障检测模块、LCD模块和MCU模块；电源模块，用于给接口模块、多点故障检测模块、LCD模块和MCU模块提供电能；接口模块，用于与待测电压采集板上电池组电压采集信号输入端连接；多点故障检测模块，用于通过接口模块对待测电压采集板上多点进行故障检测，并发送故障检测信号；MCU模块，用于对多点故障检测模块进行控制，接收及处理故障检测信号，并发送故障检测信号处理结果。用于对电池组电压采集板进行检测。

Description

一种电池组电压采集板工装测试仪
技术领域
本发明属于电动汽车或大功率储能电源电池管理系统应用领域。
背景技术
电动汽车电池管理系统电压采集板主要实现单体电池电压采集、温度采集及控制、与主板通信等功能。其中单体电池电压采集是电压采集板最主要和最基本的功能，电池电压采集输入端口通过线束与电池箱内的电池组相连实现单体电池电压采集的功能。电压采集板电池组电压采集输入电路一般都由RC滤波电路、二极管保护电路及由MOS管控制的能耗方式的均衡电路等组成。但电压采集板在生产和调试时，经常会出现元件不合格、保护二极管反接、MOS管静电击穿、元件损坏或焊接工艺导致的连接器端子间的短路等问题，这样，电压采集板通过线束与电池箱内的电池组连接时将导致电压采集板某些功能失常、电池组电池电压采集精度下降、电池间短路等问题，甚至会造成电池损坏、鼓涨、燃烧爆炸的等严重后果。
为防止上述情况发生，目前一般在电压采集板生产阶段或调试阶段通过人工使用万用表的方式检测电池电压采集输入电路相关元件是否存在不合格、反接、损坏、连接器端子焊接短路等问题，这样不仅工作量大，效率低，可靠性也差。
发明内容
本发明是为了解决现有电池组电压采集板在生产和调试阶段，对其进行的故障检测方法效率低、检测可靠性差的问题，本发明提供了一种电池组电压采集板工装测试仪。
一种电池组电压采集板工装测试仪，它包括电源模块、接口模块、多点故障检测模块、LCD模块和MCU模块；
电源模块，用于给接口模块、多点故障检测模块、LCD模块和MCU模块提供电能；
接口模块，用于与待测电压采集板上的电池组电压采集信号输入端连接；
多点故障检测模块，用于通过接口模块对待测电压采集板上的多点进行故障检测，并发送故障检测信号；
MCU模块，用于对多点故障检测模块进行控制，接收及处理故障检测信号，并将故障检测信号的处理结果发送出去；
LCD模块，用于接收故障检测信号的处理结果，并对故障检测信号的处理结果进行显示。
所述的多点故障检测模块包括n个故障检测单元、分压电阻R、信号调理电路和A/D转换电路；n为大于或等于2的正整数；
第1至第n个故障检测单元的数据信号输入端分别与待测电压采集板上的n个电池组电压采集信号输入端连接，
每个故障检测单元的第一数据信号输出端同时与分压电阻R的一端和信号调理电路的数据信号输入端连接，信号调理电路的数据信号输出端与A/D转换电路的数据信号输入端连接，
A/D转换电路的数据信号输入/输出端用于与MCU模块进行数据交换；
每个故障检测单元的第二数据信号输出端接电源地，
每个故障检测单元的控制信号输入端用于接收MCU模块输出的控制信号，
分压电阻R的另一端与参考电压源Vref连接。
所述的每个故障检测单元包括检测开关S11和检测开关S12；
检测开关S11和检测开关S12的控制信号输入端均用于接收MCU模块输出的控制信号；
检测开关S11的一端和检测开关S12的一端同时与接口模块一个数据信号输出端连接，
检测开关S11的另一端作为故障检测单元的第一数据信号输出端，
检测开关S12的另一端作为故障检测单元的第二数据信号输出端，
检测开关S11的一端为故障检测单元的数据信号输入端。
本发明带来的有益效果是，
1、本发明测试仪可以大大提高生产检测效率、产品质量和检测的可靠性，使得检测效率提高几十倍，检测可靠性提高5％以上。
2、本发明测试仪可以检测元件参数、反接、损坏、短路等不同的故障类型，
3、本发明测试仪可以检测由于焊接工艺问题可能导致的连接器任意两个或多个端子间的短路问题。
同时，本发明所述的一种电池组电压采集板工装测试仪电路结构简单，方法可靠，成本低廉。
附图说明
图1为本发明所述的一种电池组电压采集板工装测试仪的原理示意图；
图2为多点故障检测模块的内部结构示意图；
图3为Bm和Bn端子间故障检测原理的等效电路图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的一种电池组电压采集板工装测试仪，它包括电源模块1、接口模块2、多点故障检测模块3、LCD模块4和MCU模块5；
电源模块1，用于给接口模块2、多点故障检测模块3、LCD模块4和MCU模块5提供电能；
接口模块2，用于与待测电压采集板上的电池组电压采集信号输入端连接；
多点故障检测模块3，用于通过接口模块2对待测电压采集板上的多点进行故障检测，并发送故障检测信号；
MCU模块5，用于对多点故障检测模块3进行控制，接收及处理故障检测信号，并将故障检测信号的处理结果发送出去；
LCD模块4，用于接收故障检测信号的处理结果，并对故障检测信号的处理结果进行显示。
本实施方式中，一种电池组电压采集板工装测试仪结构简单、操作方便，可以实现电压采集板电池组单体电压采集输入电路元件参数不合格、反接、损坏及由元件损坏导致的短路和由于焊接工艺问题导致的任意两个或多个输入端点间的短路的故障检测，电路结构简单，方法可靠，成本低廉。
具体实施方式二：参见图1和2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种电池组电压采集板工装测试仪的区别在于，所述的多点故障检测模块3包括n个故障检测单元3-1、分压电阻R、信号调理电路3-2和A/D转换电路3-3；n为大于或等于2的正整数；
第1至第n个故障检测单元3-1的数据信号输入端分别与待测电压采集板上的n个电池组电压采集信号输入端连接，
每个故障检测单元3-1的第一数据信号输出端同时与分压电阻R的一端和信号调理电路3-2的数据信号输入端连接，信号调理电路3-2的数据信号输出端与A/D转换电路3-3的数据信号输入端连接，
A/D转换电路3-3的数据信号输入/输出端用于与MCU模块5进行数据交换；
每个故障检测单元3-1的第二数据信号输出端接电源地，
每个故障检测单元3-1的控制信号输入端用于接收MCU模块5输出的控制信号，
分压电阻R的另一端与参考电压源Vref连接。
本实施方式中，MCU模块5，接收及处理故障检测信号的过程可通过现有的技术手段实现。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二所述的一种电池组电压采集板工装测试仪的区别在于，所述的每个故障检测单元3-1包括检测开关S11和检测开关S12；
检测开关S11和检测开关S12的控制信号输入端均用于接收MCU模块5输出的控制信号；
检测开关S11的一端和检测开关S12的一端同时与接口模块2一个数据信号输出端连接，
检测开关S11的另一端作为故障检测单元3-1的第一数据信号输出端，
检测开关S12的另一端作为故障检测单元3-1的第二数据信号输出端，
检测开关S11的一端为故障检测单元3-1的数据信号输入端。
本实施方式，以检测电压采集板上电池组单体电压采集输入端子Bm和Bn间的故障为例来说明该测试仪的故障检测实现方法；
当检测电压采集输入电路元件的参数、反接、损坏和短路等故障时，Bm和Bn为相邻两个端子，即n＝m+1；
当检测由于焊接工艺而导致的电压采集输入端子短路故障时，Bm和Bn为任意两个端子，即m≠n。
本发明在具体应用过程中，当一种电池组电压采集板工装测试仪上电后，所有检测开关均处于断开状态，判断检测接口模块2采集到的待测电压采集板上的Bm和Bn端子间是否故障时，首先，MCU模块5输出开关对应的控制信号Cm1和Cn2，控制相应的第m个故障检测单元3-1中的检测开关S11和第n个故障检测单元3-1中的S12闭合，此时，参考电压源Vref与分压电阻R一端相连，同时，分压电阻R另一端一方面通过闭合第m个故障检测单元3-1中的检测开关S11与端子Bm相连，另一方面也与信号调理电路相连；而Bn通过闭合第n个故障检测单元3-1中的检测开关S12与参考地GND相连；
然后，信号调理电路3-2的数据信号输出端与A/D转换电路3-3相连，A/D转换电路3-3的输出端与MCU模块5相连；
Bm和Bn端子间故障检测原理的等效电路如附图3所示。Vref为参考电压源，R为已知固定分压电阻，Ri为电压采集板电池组单体电池电压采集输入端子间的输入电阻，Ui为待测采样电压。由此可知Ui＝Ri/(R+Ri)*Vref，则Ri＝Ui*R/(Vref-Ui)(公式1)。
信号调理电路3-2将采集到的信号Ui调理为信号U2，输入给A/D转换电路3-3，最后，A/D转换电路3-3将模拟信号U2转换为数字信号输出给MCU模块5处理，MCU模块5将U2值换算为Ui值，并根据公式1计算输入电阻Ri值。MCU模块将Ri值与存储在MCU模块中的不同故障类型数据参考值进行对比分析，判断是何种故障类型，得出相关结果，并将结果传给LCD模块4显示。
其它端子间故障检测实现方法与此相同。
本发明所述的一种电池组电压采集板工装测试仪，根据不同类型的故障方式电压采集输入电路输入电阻的不同，通过检测电压采集输入端口的阻值来判断故障类型。一方面，该测试仪可以大大提高生产效率、产品质量和检测的可靠性，另一方面，该测试仪可以检测元件参数、反接、损坏、短路等不同的故障类型，同时还可以检测由于焊接工艺问题可能导致的连接器的任意两个或多个端子间的短路问题。

Claims (2)

1.一种电池组电压采集板工装测试仪，它包括电源模块(1)、接口模块(2)、多点故障检测模块(3)、LCD模块(4)和MCU模块(5)；
电源模块(1)，用于给接口模块(2)、多点故障检测模块(3)、LCD模块(4)和MCU模块(5)提供电能；
接口模块(2)，用于与待测电压采集板上的电池组电压采集信号输入端连接；
多点故障检测模块(3)，用于通过接口模块(2)对待测电压采集板上的多点进行故障检测，并发送故障检测信号；
MCU模块(5)，用于对多点故障检测模块(3)进行控制，接收及处理故障检测信号，并将故障检测信号的处理结果发送出去；
LCD模块(4)，用于接收故障检测信号的处理结果，并对故障检测信号的处理结果进行显示；
其特征在于，所述的多点故障检测模块(3)包括n个故障检测单元(3-1)、分压电阻R、信号调理电路(3-2)和A/D转换电路(3-3)；n为大于或等于2的正整数；
第1至第n个故障检测单元(3-1)的数据信号输入端分别与待测电压采集板上的n个电池组电压采集信号输入端连接，
每个故障检测单元(3-1)的第一数据信号输出端同时与分压电阻R的一端和信号调理电路(3-2)的数据信号输入端连接，信号调理电路(3-2)的数据信号输出端与A/D转换电路(3-3)的数据信号输入端连接，
A/D转换电路(3-3)的数据信号输入/输出端用于与MCU模块(5)进行数据交换；
每个故障检测单元(3-1)的第二数据信号输出端接电源地，
每个故障检测单元(3-1)的控制信号输入端用于接收MCU模块(5)输出的控制信号，
分压电阻R的另一端与参考电压源Vref连接。
2.根据权利要求1所述的一种电池组电压采集板工装测试仪，其特征在于，所述的每个故障检测单元(3-1)包括检测开关S11和检测开关S12；
检测开关S11和检测开关S12的控制信号输入端均用于接收MCU模块(5)输出的控制信号；
检测开关S11的一端和检测开关S12的一端同时与接口模块(2)一个数据信号输出端连接，
检测开关S11的另一端作为故障检测单元(3-1)的第一数据信号输出端，
检测开关S12的另一端作为故障检测单元(3-1)的第二数据信号输出端，
检测开关S11的一端为故障检测单元(3-1)的数据信号输入端。
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