CN105589043A - 一种动力电池组电性能测试防护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种动力电池组电性能测试防护系统及方法，防护系统包括监控系统和安全防护系统；监控系统包括电池组、CAN采集卡和监控主机；安全防护系统包括电池组、数据采集仪和安全防护主机。本发明创造利用监控系统和安全防护系统配合使用，既可以通过监控电池组单体电压、温度等参数来实现安全防护，又可通过监控动力电池组总电压进行保护，保证了动力电池组测试过程中的安全性。当系统检测到电池组总电压或者电池组中某节单体电池的电压超出预先设置的安全范围时，系统将产生声光报警并切断主回路继电器和电池组自身继电器，从而达到安全防护的目的。

Description

一种动力电池组电性能测试防护系统及方法

技术领域

本发明创造属于电池性能测试领域，尤其是涉及一种动力电池组电性能测试防护系统及方法。

背景技术

动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池，动力电池组产品在出厂之前需要进行容量测试，而产品本身由多串并单体电芯组成，动力电池组上设有BMS设备，测试过程中具备高电压和大电流的特性。为了保证测试过程中的安全性，需要对产品进行安全防护。

目前测试过程中存在两级保护，分别是设备与BMS,然而在设备与BMS失效的情况下，测试时容易出现危险，因此本发明在此基础上，增加一道防护，在设备与BMS失效的情况下，三级防护系统起作用，防止危险的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种动力电池组电性能测试防护系统，以实现在设备与BMS系统失效的情况下对电池测试系统进行防护，防止电池过充电和过放电。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种动力电池组电性能测试防护系统，包括监控系统和安全防护系统；

所述监控系统包括电池组、CAN采集卡和监控主机，其中

CAN采集卡用于采集电池组单体电池的信息并传输至监控主机中；

监控主机用于根据传输的信息判断电池组是否工作正常，从而控制电池组的通断；

所述安全防护系统包括电池组、数据采集仪和安全防护主机，其中

数据采集仪用于采集电池组总电压并传输至安全防护主机中；

安全防护主机用于根据传输的信息判断电池组是否工作正常，从而控制电池组的通断。

进一步的，所述监控防护系统还包括交换机、网络IO模块、第一开关电源、报警装置、继电器、充放电设备；所述监控系统通过所述交换机与所述网络IO模块连接；所述网络IO模块还与所述第一开关电源、报警装置、电池组连接；所述电池组通过所述CAN采集卡与所述监控主机连接；所述电池组通过所述继电器连接所述充放电设备；

进一步的，所述安全防护系统还包括交换机、网络IO模块、第一开关电源、第二开关电源、报警装置、继电器、充放电设备；所述安全防护系统通过所述数据采集仪连接所述电池组；所述数据采集仪和所述电池组之间还设有降压模块；所述数据采集仪通过所述继电器连接所述充放电设备；所述数据采集仪连接所述第二开关电源；所述安全防护系统还通过所述交换机连接所述网络IO模块。

进一步的，所述数据采集仪为安捷伦34980A。

进一步的，所述降压模块为电阻分压式降压模块。

进一步的，所述报警装置为声光报警装置。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种动力电池组电性能测试防护系统具有以下优势：本发明创造利用监控系统和安全防护系统配合使用，既可以通过监控电池组单体电压、温度等参数来实现安全防护，又可通过监控动力电池组总电压进行保护，保证了动力电池组测试过程中的安全性。当系统检测到电池组总电压或者电池组中某节单体电池的电压超出预先设置的安全范围时，系统将产生声光报警并切断主回路继电器和电池组自身继电器，从而达到安全防护的目的。

本发明创造的另一目的在于提出一种动力电池组电性能测试防护方法，以实现对电池组的安全防护。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种动力电池组电性能测试防护方法，包括监控方法和安全防护方法，

所述监控方法包括

CAN采集卡采集电池组单体电池的信息并传输至监控主机中；

监控主机根据传输的信息判断电池组是否工作正常；

若电池组工作不正常，对电池组进行断电；

所述安全防护方法包括

数据采集仪采集电池组总电压并传输至安全防护主机中；

安全防护主机根据传输的信息判断电池组是否工作正常；

若电池组工作不正常，对电池组进行断电。

进一步的，所述监控方法具体包含如下步骤：

(a1)监控系统发送命令到网络IO模块，使12V电源接通电池组；

(a2)闭合主回路继电器，使电池组与充放电设备连通，对电池组进行充放电；

(a3)电池组上的BMS系统采集电池组信息，将采集到的数据通过CAN采集卡传送到监控主机中；

(a4)监控主机对接收到的数据与设定的参数阈值进行对比，一旦有参数超出阈值，控制BMS系统断开电池组上电继电器，同时控制报警装置进行报警；

所述安全防护方法具体包含如下步骤:

(b1)安全防护主机发送命令到数据采集仪，将24V电源提供给通道主回路上的继电器，使电池组与充放电设备连通，对电池组进行充放电；

(b2)通过数据采集仪采集电池组总电压，并将数据传输至安全防护主机中；

(b3)安全防护主机对采集到的数据与设定的参数阈值进行对比，一旦超出阈值或者未检测到电池组总电压，控制主回路继电器断开，同时控制报警装置进行报警。

所述一种动力电池组电性能测试防护方法与上述一种动力电池组电性能测试防护系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的一种动力电池组电性能测试防护系统示意图；

图2为本发明创造实施例所述的监控系统测试方法流程图；

图3为本发明创造实施例所述的安全防护系统测试方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1所示，一种动力电池组电性能测试防护系统，包括监控系统和安全防护系统；所述监控系统包括电池组、CAN采集卡和监控主机，其中CAN采集卡用于采集电池组单体电池的信息并传输至监控主机中；监控主机用于根据传输的信息判断电池组是否工作正常，从而控制电池组的通断；所述安全防护系统包括电池组、数据采集仪和安全防护主机，其中数据采集仪用于采集电池组总电压并传输至安全防护主机中；安全防护主机用于根据传输的信息判断电池组是否工作正常，从而控制电池组的通断。监控防护系统还包括交换机、网络IO模块、第一开关电源、报警装置、继电器、充放电设备；所述监控系统通过所述交换机与所述网络IO模块连接；所述网络IO模块还与所述第一开关电源、报警装置、电池组连接；所述电池组通过所述CAN采集卡与所述监控主机连接；所述电池组通过所述继电器连接所述充放电设备；安全防护系统还包括交换机、网络IO模块、第一开关电源、第二开关电源、报警装置、继电器、充放电设备；所述安全防护系统通过所述数据采集仪连接所述电池组；所述数据采集仪和所述电池组之间还设有降压模块；所述数据采集仪通过所述继电器连接所述充放电设备；所述数据采集仪连接所述第二开关电源；所述安全防护系统还通过所述交换机连接所述网络IO模块。

数据采集仪为安捷伦34980A。

降压模块为电阻分压式降压模块。

报警装置为声光报警装置。

测试过程如下，电池组在充放电测试前，需要先开启测试通道的监控系统和防护系统防护功能。

开启监控系统软件的测试通道监控时，系统首先会通过TCP/IP通信，发送继电器闭合命令到网络IO模块，使12V电源接通到动力电池组。接通电源后，动力电池组上的BMS系统开始工作。系统接着通过CAN采集卡，发送继电器闭合指令到CAN总线，BMS接收到指令后，将闭合动力电池组上的继电器，接着系统会循环通过CAN总线获取BMS发送到总线上的动力电池组状态信息(包括电池单体电压、温度、总电压、电流等)，并对CAN信息进行解析、记录，然后再与设定的限制阈值进行对比，一旦有参数超出阈值，系统会发送指令控制网络IO模块闭合控制声光报警灯的继电器来给声光报警灯上电，使其发出声光报警，以提醒测试人员。紧接着系统发送断开电池组上继电器命令到BMS，BMS断开电池组上的继电器，避免了电池组的过充电和过放电。

开启防护系统软件测试通道后，系统首先会发送命令到安捷伦34980A，使其闭合相应通道上的继电器，将24V电提供给通道主回路上的继电器，主回路继电器闭合，动力电池组与充放电设备连通。接着系统会通过34980A循环读取通道上电池组的总电压。传输到34980A的电压，是经过电阻分压电路分压后的动力电池组电压，其值在动力电池组总压为500V时仍低于36V。当系统检测到电池组总电压超过限制阈值时，系统会发送指令控制网络IO模块闭合控制声光报警灯的继电器来给声光报警灯上电，使其发出声光报警，以提醒测试人员，接着系统发送指令到34980A，使其断开通道上的24V供电继电器，主回路继电器断开，电池组与充放电设备断开，防止动力电池组的过充电和过放电。

监控方法如图2所示，具体步骤为

(a1)监控主机控制IO模块对电池组进行12V上电，安全防护主机控制数据采集卡接通24V电源；

(a2)监控主机发送命令闭合电池组上的继电器，安全防护主机发送命令闭合主回路上的继电器，使电池组与充放电设备连通，对电池组进行充放电；

(a3)电池组上的BMS设备读取电池状态信息，包括电池单体电压、温度、总电压、电流等，并将结果通过CAN采集卡返回到监控主机；

(a4)监控主机对比接收到的数据与预设参数阈值范围，检测电池组是否正常；

(a5)如果检测到数据超出预设范围，监控主机IO模块给报警装置上电，并发送命令断开电池组上的继电器，对电池组进行下电。

安全防护方法如图3所示，

(b1)监控主机控制IO模块对电池组进行12V上电，安全防护主机控制数据采集卡接通24V电源；

(b2)监控主机发送命令闭合电池组上的继电器，安全防护主机发送命令闭合主回路上的继电器，使电池组与充放电设备连通，对电池组进行充放电；

(b3)安全防护主机通过安捷伦数据采集仪采集电池组总电压；

(b4)监控主机对比接收到的数据与预设参数阈值范围，检测电池组总电压是否正常；

(b5)如果检测到数据超出预设范围或者未检测到总电压，控制网络IO模块给报警装置上电，并发送命令断开主回路继电器，对电池组进行下电。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动力电池组电性能测试防护系统，其特征在于：包括监控系统和安全防护系统；

所述监控系统包括电池组、CAN采集卡和监控主机，其中

CAN采集卡用于采集电池组单体电池的信息并传输至监控主机中；

监控主机用于根据传输的信息判断电池组是否工作正常，从而控制电池组的通断；

所述安全防护系统包括电池组、数据采集仪和安全防护主机，其中

数据采集仪用于采集电池组总电压并传输至安全防护主机中；

安全防护主机用于根据传输的信息判断电池组是否工作正常，从而控制电池组的通断。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池组电性能测试防护系统，其特征在于：所述监控防护系统还包括交换机、网络IO模块、第一开关电源、报警装置、继电器、充放电设备；所述监控系统通过所述交换机与所述网络IO模块连接；所述网络IO模块还与所述第一开关电源、报警装置、电池组连接；所述电池组通过所述CAN采集卡与所述监控主机连接；所述电池组通过所述继电器连接所述充放电设备。

3.根据权利要求1所述的一种动力电池组电性能测试防护系统，其特征在于：所述安全防护系统还包括交换机、网络IO模块、第一开关电源、第二开关电源、报警装置、继电器、充放电设备；所述安全防护系统通过所述数据采集仪连接所述电池组；所述数据采集仪和所述电池组之间还设有降压模块；所述数据采集仪通过所述继电器连接所述充放电设备；所述数据采集仪连接所述第二开关电源；所述安全防护系统还通过所述交换机连接所述网络IO模块。

4.根据权利要求1所述的一种动力电池组电性能测试防护系统，其特征在于：所述数据采集仪为安捷伦34980A。

5.根据权利要求1所述的一种动力电池组电性能测试防护系统，其特征在于：所述降压模块为电阻分压式降压模块。

6.根据权利要求1述的一种动力电池组包电性能测试防护系统，其特征在于：所述报警装置为声光报警装置。

7.一种动力电池组电性能测试防护方法，其特征在于：包括监控方法和安全防护方法，

所述监控方法包括

CAN采集卡采集电池组单体电池的信息并传输至监控主机中；

监控主机根据传输的信息判断电池组是否工作正常；

若电池组工作不正常，对电池组进行断电；

所述安全防护方法包括

数据采集仪采集电池组总电压并传输至安全防护主机中；

安全防护主机根据传输的信息判断电池组是否工作正常；

若电池组工作不正常，对电池组进行断电。

8.根据权利要求7述的一种动力电池组电性能测试防护方法，其特征在于：

所述监控方法具体包含如下步骤：

(a1)监控系统发送命令到网络IO模块，使12V电源接通电池组；

(a2)闭合主回路继电器，使电池组与充放电设备连通，对电池组进行充放电；

(a3)电池组上的BMS系统采集电池组信息，将采集到的数据通过CAN采集卡传送到监控主机中；

(a4)监控主机对接收到的数据与设定的参数阈值进行对比，一旦有参数超出阈值，控制BMS系统断开电池组上电继电器，同时控制报警装置进行报警；

所述安全防护方法具体包含如下步骤:

(b1)安全防护主机发送命令到数据采集仪，将24V电源提供给通道主回路上的继电器，使电池组与充放电设备连通，对电池组进行充放电；

(b2)通过数据采集仪采集电池组总电压，并将数据传输至安全防护主机中；

(b3)安全防护主机对采集到的数据与设定的参数阈值进行对比，一旦超出阈值或者未检测到电池组总电压，控制主回路继电器断开，同时控制报警装置进行报警。