CN106226700A - 锂电池检测平台系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锂电池检测平台系统，包括锂电池，还包括主控单元、低压脉冲发生器、宽范围低压变频注入单元、低压微电流注入单元、开关控制单元、高精度采集单元、频谱分析单元、人机交互单元，所述主控单元包括锂电池建模单元，所述主控单元分别和低压脉冲发生器、宽范围低压变频注入单元、低压微电流注入单元、开关控制单元、高精度采集单元、频谱分析单元及人机交互单元相连。本发明所述的锂电池检测平台系统检测方法能够在微损耗的情况下建立待测锂电池的精确模型，利用模型可精确模拟出待测锂电池在不同情况下的剩余使用价值。

Description

锂电池检测平台系统及测试方法

技术领域

本发明涉及锂电池检测领域，具体地，涉及一种锂电池检测平台系统及测试方法。

背景技术

随着电动车的推广和普及，电动汽车动力电池的性能至关重要，电池续航时间和蓄电池使用寿命长短都是电动汽车动力电池的性能好坏的指标，因此，对蓄电池

性能参数和特性非常有必要进行全面综合的能效测试。但是锂电池生产公司或第三方检测机构对锂电池的检测手段和设备严重缺乏。因此，建立一种功能全、效率高、可靠性高且检测全面、便于维护的自动测试平台将具有重要的经济和社会意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种蓄电池检测平台系统及其测试方法，以实现对蓄电池高效精确及自动化的检测，保证蓄电池的性能。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种锂电池检测平台系统，包括锂电池，还包括主控单元、低压脉冲发生器、宽范围低压变频注入单元、低压微电流注入单元、开关控制单元、高精度采集单元、频谱分析单元、人机交互单元，所述主控单元包括锂电池建模单元，所述主控单元分别和低压脉冲发生器、宽范围低压变频注入单元、低压微电流注入单元、开关控制单元、高精度采集单元、频谱分析单元及人机交互单元相连。

优选地，所述低压脉冲发生器由基压单元和开关组成，并通过开关控制单元与锂电池检测输入端相连，运行时通过开关切换实现微压差单位阶跃或脉冲电压。

优选地，所述压单元为可编程基压单元。

优选地，所述低压微电流注入单元通过开关控制单元与锂电池检测输入端相连，输入恒定的微电流，测量锂电池两端的压降。

优选地，所述宽范围低压变频注入单元通过开关控制单元与锂电池检测输入端相连，受主控单元控制，可编程控制其电压输出变化频率。

优选地，所述高精度采集单元与锂电池检测输出端相连。

优选地，所述频谱分析单元与高精度采集单元相连，实时获取采集到的锂电池电压电流数据，进行实时分析当前锂电池输出的电压电流频谱，输送给主控制单元。

优选地，所述锂电池建模单元，通过神经元算法和遗传算法智能算法实现。

优选地，主控制单元在获取待测锂电池模型后，自动根据设定使用场景进行仿真。

采用上述检测平台系统的检测方法包括以下步骤：

（1）将待测锂电池装入检测接口，启动检测平台，在开始测试时，人机交互单元设定电池使用的场景，如应用在电动汽车的动力电池、用于储能的备用电源；

（2）主控单元控制低压脉冲发生器，产生不同的脉冲注入到待测锂电池，高精度采集单元采集注入脉冲后锂电池输出的响应；

（3）频谱分析单元获取高精度采集单元采集的低电压响应数据，进行频谱分析；

（4）主控单元分别获取高精度采集单元采集的低电压响应数据和频谱分析单元分析的低压响应频谱，主控单元中锂电池建模单元根据给定的低压脉冲数据和对应采集的响应数据和频谱，建立待测锂电池初步模型；

（5）主控单元控制低压微电流注入单元，产生不同的微电流注入到待测锂电池，高精度采集单元采集注入脉冲后锂电池输出的响应；

（6）频谱分析单元获取高精度采集单元采集的微电流响应数据，进行频谱分析；

（7）主控单元分别获取高精度采集单元采集的微电流响应数据和频谱分析单元分析的微电流响应频谱，主控单元中锂电池建模单元根据给定的微电流数据和对应采集的响应数据和频谱，对初步锂电池模型进行进一步修正；

（8）主控单元提取电池模型参数导入到神经网络算法中；

（9）主控单元控制宽范围低压变频注入单元，产生不同赫兹的幅值低压频率信号注入到待测锂电池中，高精度采集单元采集注入低压频率信号后锂电池输出的响应数据；

（10）频谱分析单元获取高精度采集单元采集的低压频率信号响应数据，进行频谱分析；

（11）主控单元分别获取高精度采集单元采集的低压频率信号响应数据和频谱分析单元分析的低压频率信号响应频谱，采集到数据送入模型，通过神经网络算法对待测锂电池的模型参数进行精确修正，得到待测锂电池的精确模型。

（12）主控单元根据用户设定的锂电池使用场景，使用模型进行循环模拟验证，测试出电池可以使用的寿命及经济价值在人机交互单元中显示。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明所述的锂电池检测平台及方法能够在微损耗的情况下建立待测锂电池的精确模型，利用模型可精确模拟出待测锂电池在不同情况下的剩余使用价值。

附图说明

图1为本发明所述锂电池检测平台示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示，本发明优选实施例的一种锂电池检测平台，包括锂电池1，还包括主控单元2、低压脉冲发生器3、宽范围低压变频注入单元4、低压微电流注入单元5、开关控制单元6、高精度采集单元7、频谱分析单元8、人机交互单元9，所述主控单元2包括锂电池建模单元21和模拟单元22，所述主控单元2分别和低压脉冲发生器3、宽范围低压变频注入单元4、低压微电流注入单元5、开关控制单元6、高精度采集单元7、频谱分析单元7及人机交互单元9相连。

所述低压脉冲发生器3由可编程基压单元31和开关32组成，并通过开关控制单元6与锂电池1检测输入端相连，运行时通过开关切换实现微压差单位阶跃或脉冲电压。

所述低压微电流注入单元5通过开关控制单元6与锂电池1检测输入端相连，输入恒定的微电流，测量锂电池两端的压降，对锂电池损耗小，可以实现多次测量。

所述宽范围低压变频注入单元4通过开关控制单元6与锂电池1检测输入端相连，受主控单元2控制，可编程控制其电压输出变化频率，电压低、变化小、可控频率范围广及谐波少。

所述高精度采集单元7分别与锂电池1检测输出端和频谱分析单元8相连，高精度采集单元7实时获取采集到的锂电池电压电流数据，频谱分析单元8进行实时分析当前锂电池输出的电压电流频谱，输送给主控单元2。

所述主控单元2通过采集到待测锂电池脉冲和频率响应数据，由锂电池建模单元21建立当前锂电池的模型，所述锂电池建模单元21，通过神经元算法和遗传算法智能算法实现，能够在多次注入采集响应数据后，自我模型修正，实现精确的模型。主控制单元2在获取待测锂电池模型后，通过模拟单元22自动根据设定使用场景进行仿真，能够精确的模拟出当前待测锂电池的使用寿命和使用的经济价值。

采用上述检测平台系统的检测方法包括以下步骤：

（1）将待测锂电池1装入检测接口，启动检测平台，在开始测试时，通过人机交互单元9设定电池使用的场景，如应用在电动汽车的动力电池、用于储能的备用电源；

（2）主控单元2控制低压脉冲发生器3，产生10mv、20mv、……、500mv的脉冲注入到待测锂电池1，高精度采集单元7采集注入脉冲后锂电池输出的响应；

（3）频谱分析单元8获取高精度采集单元7采集的低电压响应数据，进行频谱分析；

（4）主控单元2分别获取高精度采集单元7采集的低电压响应数据和频谱分析单元8分析的低压响应频谱，主控单元2中锂电池建模单元21根据给定的低压脉冲数据和对应采集的响应数据和频谱，建立待测锂电池初步模型；

（5）主控单元2控制低压微电流注入单元5，产生10mA、20mA、……、500mA的微电流注入到待测锂电池1，高精度采集单元7采集注入脉冲后锂电池输出的响应；

（6）频谱分析单元8获取高精度采集单元7采集的微电流响应数据，进行频谱分析；

（7）主控单元2分别获取高精度采集单元7采集的微电流响应数据和频谱分析单元分析的微电流响应频谱，主控单元2中锂电池建模单元21根据给定的微电流数据和对应采集的响应数据和频谱，对初步锂电池模型进行进一步修正；

（8）主控单元2提取电池模型参数导入到神经网络算法中；

（9）主控单元2控制宽范围低压变频注入单元4，产生1Hz、2Hz、……、1000Hz等300mV幅值低压频率信号注入到待测锂电池1中；高精度采集单元7采集注入低压频率信号后锂电池输出的响应数据；

（10）频谱分析单元8获取高精度采集单元采集7的低压频率信号响应数据，进行频谱分析；

（11）主控单元2分别获取高精度采集单元7采集的低压频率信号响应数据和频谱分析单元8分析的低压频率信号响应频谱，采集到数据送入模型，通过神经网络算法对待测锂电池1的模型参数进行精确修正，得到待测锂电池1的精确模型；

（12）主控单元2根据用户设定的锂电池使用场景，使用模型进行循环模拟验证，测试出电池可以使用的寿命及经济价值在人机交互单元9中显示。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种锂电池检测平台系统，包括锂电池，其特征在于，还包括主控单元、低压脉冲发生器、宽范围低压变频注入单元、低压微电流注入单元、开关控制单元、高精度采集单元、频谱分析单元、人机交互单元，所述主控单元包括锂电池建模单元，所述主控单元分别和低压脉冲发生器、宽范围低压变频注入单元、低压微电流注入单元、开关控制单元、高精度采集单元、频谱分析单元及人机交互单元相连。

2.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述低压脉冲发生器由基压单元和开关组成，并通过开关控制单元与锂电池检测输入端相连，运行时通过开关切换实现微压差单位阶跃或脉冲电压。

3.根据权利要求2所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述压单元为可编程基压单元。

4.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述低压微电流注入单元通过开关控制单元与锂电池检测输入端相连，输入恒定的微电流，测量锂电池两端的压降。

5.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述宽范围低压变频注入单元通过开关控制单元与锂电池检测输入端相连，受主控单元控制，可编程控制其电压输出变化频率。

6.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述高精度采集单元与锂电池检测输出端相连。

7.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述频谱分析单元与高精度采集单元相连，实时获取采集到的锂电池电压电流数据，进行实时分析当前锂电池输出的电压电流频谱，输送给主控制单元。

8.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，所述锂电池建模单元，通过神经元算法和遗传算法智能算法实现。

9.根据权利要求1所述锂电池检测平台系统，其特征在于，主控制单元在获取待测锂电池模型后，自动根据设定使用场景进行仿真。

10.一种根据权利要求1～8任一项所述锂电池检测平台系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将待测锂电池装入检测接口，启动检测平台，在开始测试时，人机交互单元设定电池使用的场景，如应用在电动汽车的动力电池、用于储能的备用电源；

（2）主控单元控制低压脉冲发生器，产生不同的脉冲注入到待测锂电池，高精度采集单元采集注入脉冲后锂电池输出的响应；

（3）频谱分析单元获取高精度采集单元采集的低电压响应数据，进行频谱分析；

（4）主控单元分别获取高精度采集单元采集的低电压响应数据和频谱分析单元分析的低压响应频谱，主控单元中锂电池建模单元根据给定的低压脉冲数据和对应采集的响应数据和频谱，建立待测锂电池初步模型；

（5）主控单元控制低压微电流注入单元，产生不同的微电流注入到待测锂电池，高精度采集单元采集注入脉冲后锂电池输出的响应；

（6）频谱分析单元获取高精度采集单元采集的微电流响应数据，进行频谱分析；

（7）主控单元分别获取高精度采集单元采集的微电流响应数据和频谱分析单元分析的微电流响应频谱，主控单元中锂电池建模单元根据给定的微电流数据和对应采集的响应数据和频谱，对初步锂电池模型进行进一步修正；

（8）主控单元提取电池模型参数导入到神经网络算法中；

（9）主控单元控制宽范围低压变频注入单元，产生不同赫兹的幅值低压频率信号注入到待测锂电池中，高精度采集单元采集注入低压频率信号后锂电池输出的响应数据；

（10）频谱分析单元获取高精度采集单元采集的低压频率信号响应数据，进行频谱分析；

（11）主控单元分别获取高精度采集单元采集的低压频率信号响应数据和频谱分析单元分析的低压频率信号响应频谱，采集到数据送入模型，通过神经网络算法对待测锂电池的模型参数进行精确修正，得到待测锂电池的精确模型；

（12）主控单元根据用户设定的锂电池使用场景，使用模型进行循环模拟验证，测试出电池可以使用的寿命及经济价值在人机交互单元中显示。