CN106707177A - 一种锂电池充放电综合测试柜 - Google Patents

一种锂电池充放电综合测试柜 Download PDF

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李辉
宣善俊
光昌国
晏菁
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

Abstract

本发明公开了一种锂电池充放电综合测试柜，该测试柜包括干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池固定装置、锂电池监控单元、充放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元和控制单元，所述干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池监控单元、充电放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块分别控制单元连接，所用锂电池固定装置用于固定锂电池组，所述显示单元安装在测试柜正面面板上部，显示单元包括状态分析灯和液晶显示屏；测试柜内设有隔板，通过隔板把测试柜分为6层，分别放置充电放电单元、控制单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元。

Description

一种锂电池充放电综合测试柜
技术领域
本发明属于充电电池技术领域，具体涉及一种锂电池充放电综合测试柜。
背景技术
现有的锂电检测设备大多都是针对单体电芯的，而成品的锂电池组检测基本都是使用一种锂电池充放电综合测试柜，测试手段就是对成组的锂电池组进行自设定电流的充电和放电并记录该过程的曲线图，通过测试柜这种设备的测试，主要判定被测锂电池组是否能正常充放电、组容量有多少。这种测试柜的主要缺陷有：无法监测到锂电池组内单体电芯的实时电压，如果单体电芯一致性不高甚至会出现过充电或过放电导致电芯损坏的情况；无法对锂电池组内的系统状况做出检测，即使锂电池组内并没有安装保护系统依然会按测试柜的设置来进行充放电；对待测锂电池组有明确的电压和电流限制，如果100V50A的测试柜，只能对100V以下的锂电池组进行放电测试且电压也不能过低，最大放电电流只能小于50A，充电时的功率会更小。充放电的测试过程均为恒流或恒压模式，即只能测试出被测锂电池组在阻性负载或微小波动条件下的放电状态，而锂电池组的实际应用负载绝大部分为感性负载且放电电流的波动幅度极大，一般都是数十倍甚至更高的波动范围，即无法较真实的模拟出实际工况。由于锂电池组的负载多为感性负载且控制模式均为脉宽调制方式，测试柜无法对锂电池组的抗干扰能力做出测试。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种锂电池充放电综合测试柜，通过干扰信号生成单元，解决了测试柜无法对锂电池组的抗干扰能力做出测试的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种锂电池充放电综合测试柜，该测试柜包括干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池固定装置、锂电池监控单元、充放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元和控制单元，所述干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池监控单元、充电放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块分别控制单元连接，所用锂电池固定装置用于固定锂电池组，所述显示单元安装在测试柜正面面板上部，显示单元包括状态分析灯和液晶显示屏；测试柜内设有隔板，通过隔板把测试柜分为6层，分别放置充电放电单元、控制单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元；所述充放电单元与锂电池组连接，锂电池组分别与锂电池监控单元、均衡管理模块连接，辅助电源分别与充放电单元、锂电池监控单元、均衡管理模块连接，控制单元通过CAN总线与显示单元连接；所述干扰信号生成单元通过功率放大单元和定向天线与锂电池组连接，所述锂电池组通过BMS检测仪得到数据记录发送给故障分析单元；所述干扰信号生成单元包括高斯白噪声、单频正弦波、瞬时强脉冲以及线性调频波四种干扰信号，所述干扰信号生成单元干扰信号的产生采用软件无线电技术，在通用的可编程器件平台上，通过不同的算法实现不同的波形；频率、占空比、扫频带宽等波形参数的工作频率范围1KHz～300MHz,干扰信号生成单元干扰信号输出幅度10dBm-50dBm；该测试柜还包括与控制单元连接的恒流恒压测试单元，仿真式震荡测试，对被测锂电池组进行测试，震荡频率范围大，震荡幅度额定值的1到50倍。所述充放电单元包括充放电功率变换模块、能耗模块和电源变换模块，充放电功率变换模块、能耗模块和电源变换模块直接分别相互连接，所述电源变换模块连接电流源，充放电功率变换模块与蓄电池组连接。
本发明有益效果是:本发明通过增加检测端口，测试柜内部自带锂电监控系统，可对锂电池组内安装的保护系统同步测试；整体采用限功率模式，扩大测试范围，仿真式震荡模式高度模拟实际工况；数控多模式电池包抗干扰特性(EMC)测试，具备宽频带、多干扰模式下的电池包抗干扰性能的测试能力。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的系统结构示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
一种锂电池充放电综合测试柜，该测试柜包括干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池固定装置、锂电池监控单元、充放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元和控制单元，所述干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池监控单元、充电放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块分别控制单元连接，所用锂电池固定装置用于固定锂电池组，所述显示单元安装在测试柜正面面板上部，显示单元包括状态分析灯和液晶显示屏；测试柜内设有隔板，通过隔板把测试柜分为6层，分别放置充电放电单元、控制单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元；所述充放电单元与锂电池组连接，锂电池组分别与锂电池监控单元、均衡管理模块连接，辅助电源分别与充放电单元、锂电池监控单元、均衡管理模块连接，控制单元通过CAN总线与显示单元连接；所述干扰信号生成单元通过功率放大单元和定向天线与锂电池组连接，所述锂电池组通过BMS检测仪得到数据记录发送给故障分析单元；所述干扰信号生成单元包括高斯白噪声、单频正弦波、瞬时强脉冲以及线性调频波四种干扰信号，所述干扰信号生成单元干扰信号的产生采用软件无线电技术，在通用的可编程器件平台上，通过不同的算法实现不同的波形；频率、占空比、扫频带宽等波形参数的工作频率范围1KHz～300MHz,干扰信号生成单元干扰信号输出幅度10dBm-50dBm；该测试柜还包括与控制单元连接的恒流恒压测试单元，仿真式震荡测试，对被测锂电池组进行测试，震荡频率范围大，震荡幅度额定值的1到50倍。所述充放电单元包括充放电功率变换模块、能耗模块和电源变换模块，充放电功率变换模块、能耗模块和电源变换模块直接分别相互连接，所述电源变换模块连接电流源，充放电功率变换模块与蓄电池组连接。
智能型全模拟测试柜的功率通道采用单通道4线制，另增加检测端口，测试柜内部自带锂电监控系统，可对锂电池组内安装的保护系统同步测试；整体采用限功率模式，扩大测试范围，仿真式震荡模式高度模拟实际工况；数控多模式电池包抗干扰特性(EMC)测试，具备宽频带、多干扰模式下的电池包抗干扰性能的测试能力。
1、充放电公用一个端口，在测试过程中无需更换测试端口，可直接进行长时间的循环老化测试，4线制以控制测量偏差；
2、内置的锂电保护系统实时监控锂电池组内的所有单体电芯状态，在测试柜对锂电池组进行整组电性能进行测试的同时，分析出各单体的差异性，既安全又全面，真正测试到了每一只电池；
3、采用限功率方式，使测试柜的测试面更宽，同样为100V50A的测试柜，在总功率不超额过高的条件下，可对各种规格的锂电池组进行测试，高压小电流、低压大电流，对性能各异的锂电池组都可进行针对很强的全面测试，几乎无盲点。
4、除具有常规的恒流恒压测试模式，还可进行仿真式震荡测试，高度模拟了实际工况，对被测锂电池组在各种应用场合可能出现的情况做出全面测试。震荡频率范围大，震荡幅度高达额定值的50倍。
5、检测设备内置多模式干扰信号发射机，可产生高斯白噪声、单频正弦波、瞬时强脉冲以及线性调频波这四种干扰信号。信号的产生采用软件无线电技术，即在通用的可编程器件(FPGA)平台上，通过不同的算法实现不同的波形；频率、占空比、扫频带宽等波形参数的修改也仅仅改变程序就可以实现，工作频率范围可达1KHz～300MHz，具有很强的灵活性。信号输出幅度10dBm-50dBm可调，通过改变可调输出功放的增益实现。
进行抗干扰特性检测时，干扰信号发射机先产生某一种干扰信号，系统内置的BMS检测仪对BMS在强干扰下的各项工作性能进行检测，如保护功能、均衡电流、数据通信功能、显示功能等，并将检测结果储存，与预存的正常工作参数进行对比，给出故障报告。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种锂电池充放电综合测试柜，其特征在于,该测试柜包括干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池固定装置、锂电池监控单元、充放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元和控制单元，所述干扰信号生成单元、辅助电源、显示单元、锂电池监控单元、充电放电单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块分别控制单元连接，所用锂电池固定装置用于固定锂电池组，所述显示单元安装在测试柜正面面板上部，显示单元包括状态分析灯和液晶显示屏。
2.根据权利要求1所述的具备充放电功能的测试柜，其特征在于,测试柜内设有隔板，通过隔板把测试柜分为6层，分别放置充电放电单元、控制单元、抽屉式键盘鼠标、均衡管理模块、线缆固定单元。
3.根据权利要求1所述的具备充放电功能的测试柜，其特征在于,所述充放电单元与锂电池组连接，锂电池组分别与锂电池监控单元、均衡管理模块连接，辅助电源分别与充放电单元、锂电池监控单元、均衡管理模块连接，控制单元通过CAN总线与显示单元连接。
4.根据权利要求1所述的具备充放电功能的测试柜，其特征在于,所述干扰信号生成单元通过功率放大单元和定向天线与锂电池组连接，所述锂电池组通过BMS检测仪得到数据记录发送给故障分析单元。
5.根据权利要求1所述的具备充放电功能的测试柜，其特征在于,所述干扰信号生成单元包括高斯白噪声、单频正弦波、瞬时强脉冲以及线性调频波四种干扰信号，所述干扰信号生成单元干扰信号的产生采用软件无线电技术，在通用的可编程器件平台上，通过不同的算法实现不同的波形；频率、占空比、扫频带宽等波形参数的工作频率范围1KHz～300MHz,干扰信号生成单元干扰信号输出幅度10dBm-50dBm。
6.根据权利要求1所述的具备充放电功能的测试柜，其特征在于,该测试柜还包括与控制单元连接的恒流恒压测试单元，仿真式震荡测试，对被测锂电池组进行测试，震荡频率范围大，震荡幅度额定值的1到50倍。
7.根据权利要求1所述的具备充放电功能的测试柜，其特征在于,所述充放电单元包括充放电功率变换模块、能耗模块和电源变换模块，充放电功率变换模块、能耗模块和电源变换模块直接分别相互连接，所述电源变换模块连接电流源，充放电功率变换模块与蓄电池组连接。
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