CN106707216A - 一种配电自动化终端用电池管理的测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种配电自动化终端用电池管理的测试系统，BMS模块与控制模块连接，BMS模块用于通过控制第一开关和第二开关通断，控制锂电池组充放电，以及监测锂电池组的充放电电流及电压，并将监测的锂电池组充放电电流及电压发送至控制模块，将控制模块获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息传输给PC机，PC机显示获取的数据信息，并将锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息与阈值进行比较，评估被测配电自动化终端的性能。系统能够实时显示检测BMS模块相关信息；模拟锂电池电压、电流、温度等状态参数，用以检测BMS模块的功能状态。

Description

一种配电自动化终端用电池管理的测试系统
技术领域
本发明涉及配电自动化领域，尤其涉及一种配电自动化终端用电池管理的测试系统。
背景技术
经济高速发展的当代，全球变暖、资源匮乏等能源与环境的问题困扰着我们，由于锂电池本身的高比能等特点，逐渐成为首选环保能源之一。在配电自动化终端中，电池组可在断电后为配电自动化终端电源供电，保证终端内关键部件的正常运行，增加其可靠性。由于铅酸电池的种种缺陷，锂电池逐渐取代传统的铅酸电池组，作为备用电源应用于配电自动化终端中。锂电池组使用时，必须受电池管理系统(Battery Management System,BMS)的管理，BMS主要承担着监测锂电池电压、温度、充放电电流等参数信息，以及实现均衡、控制、数据传输等功能。可以说BMS是锂电池对外沟通的“大脑”，其可靠性保证了备用锂电池组的正常运行。但目前配电自动化终端所配BMS良莠不齐，因此在BMS入网前，必须进行检测。目前对配电自动化终端用BMS的检测仍以人工为主，检测效率较低。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种配电自动化终端用电池管理的测试系统，包括：PC机，控制模块，BMS模块、锂电池组，充放电机，充放电回路；
锂电池组包括：多个锂电池，锂电池之间串联连接；
充放电机设有控制模块连接端，充电输出端，充电输入端，放电输出端，放电输入端；
BMS模块包括：充放电接入端一，充放电接入端二，第一二极管，第二二极管，第一开关，第二开关；
充放电回路设有充放电回路一、充放电回路二；
放电输出端和充电输入端分别通过充放电回路一连接至BMS模块的充放电接入端一；充放电接入端一，锂电池组正极，第一二极管阳极，第一开关第一端同时连接；
充电输出端和放电输入端分别通过充放电回路二连接至BMS模块的充放电接入端二；充放电接入端二，锂电池组负极，第二二极管阳极，第二开关第二端同时连接；第一二极管阴极，第一开关第二端，第二二极管阴极，第二开关第一端同时连接；BMS控制模块连接端与控制模块连接；
BMS模块与控制模块连接，BMS模块用于通过控制第一开关和第二开关通断，控制锂电池组充放电，以及监测锂电池组的充放电电流及电压，并将监测的锂电池组充放电电流及电压发送至控制模块；
控制模块包括：PC机连极端，充放电控制模块11，通信检测模块；
充放电控制模块与充放电机的控制模块连接端连接，充放电控制模块用于获取充放电机的运行数据信息；
通信检测模块与BMS模块连接，通信检测模块用于接收BMS模块发送的锂电池组充放电电流及电压；
PC机连极端与PC机连接，用于将控制模块获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息传输给PC机，PC机显示获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息，并将锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息与阈值进行比较，评估被测配电自动化终端的性能。
优选地，还包括：用于模拟电池温度状态的数字电位器；
控制模块还包括：温度检测模块，数字电位器控制模块，
数字电位器控制模块与数字电位器连接，数字电位器控制模块用于设置数字电位器输出不同的电阻信号以模拟不同温度值，供BMS模块检测；
BMS模块分别与数字电位器和温度检测模块连接，BMS模块用于检测数字电位器模拟的温度信息，并将检测的温度信息传送到控制模块，控制模块将BMS模块检测的温度信息与数字电位器设置的温度信息进行比较，以检测BMS模块的温度检测功能。
优选地，还包括：第一可编程电源；
第一可编程电源与控制模块连接，第一可编程电源用于替换锂电池组中某一锂电池，并模拟输出一节锂电池异常状态的电压；
控制模块还包括：均衡检测模块；
均衡检测模块用于调整第一可编程电源的模拟电池电压，使第一可编程电源输出的模拟电池电压满足均衡条件，观测BMS模块均衡开启状况，并检测当前状态下的均衡电流。
优选地，BMS模块还包括：单体锂电池检测模块；
单体锂电池检测模块用于检测锂电池组中每一节锂电池的电压，并将每节锂电池的电压通过控制模块传输给PC机；
控制模块还包括：电压检测模块；
电压检测模块用于检测锂电池组中每一节锂电池的电压，并将每节锂电池的电压传输给PC机；
PC机用于根据BMS模块检测的每节锂电池电压，以及控制模块检测的每节锂电池电压进行对比，评估BMS模块对于每节锂电池电压的检测功能。
优选地，充放电回路包括：短路保护检测电路；
短路保护检测电路包括：短路继电器及电容；
短路继电器的一端与充放电回路一连接，短路继电器的另一端通过电容连接充放电回路二；
控制模块还包括：充放电保护模块；
充放电保护模块与短路继电器控制端连接，充放电保护模块用于控制模块输出短路信号，控制充放电回路中短路继电器，检测BMS模块短路保护功能。
优选地，还包括：第二可编程电源；
第二可编程电源与控制模块连接，第二可编程电源用于为系统供电，并检测BMS模块的功耗；
控制模块还包括：功耗检测模块；
功耗检测模块用于通过第二可编程电源为BMS模块供电，检测BMS模块的工作电流，并传输到PC机，以检测BMS模块功耗情况。
优选地，还包括：风扇；
控制模块还包括：系统温度检测控制模块；
系统温度检测控制模块用于系统的工作温度，当温度超过阈值时，系统温度检测控制模块控制风扇开启，对系统进行散热。
优选地，充放电控制模块还用于控制充放电机对锂电池组以固定的电流值对锂电池组充放电，并将固定的电流值传送到PC机；
BMS模块检测充放电电流，并通过控制模块将检测的充放电电流传送到PC机；
检测充放电电流，并将检测的充放电电流传送到PC机；
PC机用于将固定的电流值与BMS模块检测的充放电电流进行比较，以检测BMS模块的电流检测功能。
优选地，控制模块还包括：预留扩展通信接口端，显示屏连接端，预留RS485通信连接端。
优选地，锂电池组包括：16节串联连接的锂电池；
BMS模块与控制模块通过RS485，或RS322连接；
BMS模块与充放电机通过CAN总线连接。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
配电自动化终端用电池管理的测试系统能够实时显示检测BMS模块相关信息；模拟锂电池电压、电流、温度等状态参数，用以检测BMS模块的功能状态。本系统检测手段多样，避免单一检测失效带来的隐患，能够准确快速反馈BMS模块信息给PC机，综合评判BMS模块的质量问题；
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为配电自动化终端用电池管理的测试系统的整体示意图；
图2为图1中A部放大图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种配电自动化终端用电池管理的测试系统，如图1和图2所示，包括：PC机5，控制模块1，BMS模块2、锂电池组4，充放电机3，充放电回路；锂电池组4包括：多个锂电池，锂电池之间串联连接；
充放电机3设有控制模块连接端35，充电输出端31，充电输入端32，放电输出端33，放电输入端34；
BMS模块2包括：充放电接入端一21，充放电接入端二22，第一二极管23，第二二极管24，第一开关25，第二开关26；充放电回路设有充放电回路一84、充放电回路二85；
放电输出端33和充电输入端32分别通过充放电回路一84连接至BMS模块的充放电接入端一21；充放电接入端一21，锂电池组正极，第一二极管23阳极，第一开关25第一端同时连接；
充电输出端31和放电输入端34分别通过充放电回路二连接至BMS模块2的充放电接入端二22；充放电接入端二22，锂电池组负极，第二二极管24阳极，第二开关26第二端同时连接；第一二极管23阴极，第一开关25第二端，第二二极管24阴极，第二开关26第一端同时连接；BMS控制模块2连接端与控制模块1连接；
BMS模块2与控制模块1连接，BMS模块2用于通过控制第一开关25和第二开关26通断，控制锂电池组4充放电，以及监测锂电池组4的充放电电流及电压，并将监测的锂电池组充放电电流及电压发送至控制模块1；
控制模块1包括：PC机连极端，充放电控制模块11，通信检测模块12；
充放电控制模块11与充放电机的控制模块连接端35连接，充放电控制模块11用于获取充放电机的运行数据信息；
通信检测模块12与BMS模块2的连接端25连接，通信检测模块12用于接收BMS模块2发送的锂电池组4充放电电流及电压；
PC机连极端与PC机5连接，用于将控制模块获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息传输给PC机，PC机显示获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息，并将锂电池组充放电电流及电压，充放电机3的运行数据信息，BMS模块2的运行数据信息与阈值进行比较，评估被测配电自动化终端的性能。
本实施例中，锂电池组4采用16节串联连接的锂电池；BMS模块2与控制模块1通过RS485，或RS322连接；BMS模块2与充放电机3通过CAN总线连接。
系统还包括：用于模拟电池温度状态的数字电位器10；
数字电位器10可以采用PTC热敏电阻，或NTC热敏电阻。
PTC(Positive Temperature CoeffiCient)是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒定温度传感器。NTC(NegativeTemperature CoeffiCient)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。
控制模块1还包括：温度检测模块，数字电位器控制模块13，数字电位器控制模块13与数字电位器10连接，数字电位器控制模块13用于设置数字电位器10输出不同的电阻信号以模拟不同温度值，供BMS模块2检测；
BMS模块2分别与数字电位器10和温度检测模块连接，BMS模块2用于检测数字电位器模拟的温度信息，并将检测的温度信息传送到控制模块1，控制模块1将BMS模块2检测的温度信息与数字电位器10设置的温度信息进行比较，以检测BMS模块2的温度检测功能。
系统还包括：第一可编程电源6；第一可编程电源6与控制模块1连接，第一可编程电源6用于替换锂电池组4中锂电池41，并模拟输出锂电池41异常状态的电压；控制模块1还包括：均衡检测模块；均衡检测模块用于调整第一可编程电源的模拟电池电压，使第一可编程电源输出的模拟电池电压满足均衡条件，观测BMS模块均衡开启状况，并检测当前状态下的均衡电流。
BMS模块2还包括：单体锂电池检测模块；
单体锂电池检测模块用于检测锂电池组中每一节锂电池的电压，并将每节锂电池的电压通过控制模块传输给PC机；控制模块1还包括：电压检测模块；电压检测模块用于检测锂电池组中每一节锂电池的电压，并将每节锂电池的电压传输给PC机5；PC机5用于根据BMS模块1检测的每节锂电池电压，以及控制模块检测的每节锂电池电压进行对比，评估BMS模块对于每节锂电池电压的检测功能。
充放电回路包括：短路保护检测电路；短路保护检测电路包括：短路继电器及电容；短路继电器的一端与充放电回路一连接，短路继电器的另一端通过电容连接充放电回路二；
控制模块1还包括：充放电保护模块；充放电保护模块与短路继电器控制端连接，充放电保护模块用于控制模块输出短路信号，控制充放电回路中短路继电器，检测BMS模块2短路保护功能。
系统还包括：第二可编程电源7；第二可编程电源7与控制模块1连接，第二可编程电源7用于为系统供电，并检测BMS模块2的功耗；
控制模块1还包括：功耗检测模块；功耗检测模块用于通过第二可编程电源为BMS模块供电，检测BMS模块的工作电流，并传输到PC机，以检测BMS模块功耗情况。
系统还包括：风扇9；控制模块1还包括：系统温度检测控制模块；系统温度检测控制模块用于系统的工作温度，当温度超过阈值时，系统温度检测控制模块控制风扇9开启，对系统进行散热。
充放电控制模块还用于控制充放电机3对锂电池组以固定的电流值对锂电池组充放电，并将固定的电流值传送到PC机5；BMS模块2检测充放电电流，并通过控制模块将检测的充放电电流传送到PC机；检测充放电电流，并将检测的充放电电流传送到PC机5，PC机5用于将固定的电流值与BMS模块检测的充放电电流进行比较，以检测BMS模块的电流检测功能。
控制模块1还包括：预留扩展通信接口端，显示屏连接端，预留RS485通信连接端。这样可以扩展控制模块1的功能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，包括：PC机，控制模块，BMS模块、锂电池组，充放电机，充放电回路；
锂电池组包括：多个锂电池，锂电池之间串联连接；
充放电机设有控制模块连接端，充电输出端，充电输入端，放电输出端，放电输入端；
BMS模块包括：充放电接入端一，充放电接入端二，第一二极管，第二二极管，第一开关，第二开关；
充放电回路设有充放电回路一、充放电回路二；
放电输出端和充电输入端分别通过充放电回路一连接至BMS模块的充放电接入端一；充放电接入端一，锂电池组正极，第一二极管阳极，第一开关第一端同时连接；
充电输出端和放电输入端分别通过充放电回路二连接至BMS模块的充放电接入端二；充放电接入端二，锂电池组负极，第二二极管阳极，第二开关第二端同时连接；第一二极管阴极，第一开关第二端，第二二极管阴极，第二开关第一端同时连接；BMS控制模块连接端与控制模块连接；
BMS模块与控制模块连接，BMS模块用于通过控制第一开关和第二开关通断，控制锂电池组充放电，以及监测锂电池组的充放电电流及电压，并将监测的锂电池组充放电电流及电压发送至控制模块；
控制模块包括：PC机连极端，充放电控制模块11，通信检测模块；
充放电控制模块与充放电机的控制模块连接端连接，充放电控制模块用于获取充放电机的运行数据信息；
通信检测模块与BMS模块连接，通信检测模块用于接收BMS模块发送的锂电池组充放电电流及电压；
PC机连极端与PC机连接，用于将控制模块获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息传输给PC机，PC机显示获取的锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息，并将锂电池组充放电电流及电压，充放电机的运行数据信息，BMS模块的运行数据信息与阈值进行比较，评估被测配电自动化终端的性能。
2.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
还包括：用于模拟电池温度状态的数字电位器；
控制模块还包括：温度检测模块，数字电位器控制模块，
数字电位器控制模块与数字电位器连接，数字电位器控制模块用于设置数字电位器输出不同的电阻信号以模拟不同温度值，供BMS模块检测；
BMS模块分别与数字电位器和温度检测模块连接，BMS模块用于检测数字电位器模拟的温度信息，并将检测的温度信息传送到控制模块，控制模块将BMS模块检测的温度信息与数字电位器设置的温度信息进行比较，以检测BMS模块的温度检测功能。
3.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
还包括：第一可编程电源；
第一可编程电源与控制模块连接，第一可编程电源用于替换锂电池组中某一锂电池，并模拟输出一节锂电池异常状态的电压；
控制模块还包括：均衡检测模块；
均衡检测模块用于调整第一可编程电源的模拟电池电压，使第一可编程电源输出的模拟电池电压满足均衡条件，观测BMS模块均衡开启状况，并检测当前状态下的均衡电流。
4.根据权利要求3所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
BMS模块还包括：单体锂电池检测模块；
单体锂电池检测模块用于检测锂电池组中每一节锂电池的电压，并将每节锂电池的电压通过控制模块传输给PC机；
控制模块还包括：电压检测模块；
电压检测模块用于检测锂电池组中每一节锂电池的电压，并将每节锂电池的电压传输给PC机；
PC机用于根据BMS模块检测的每节锂电池电压，以及控制模块检测的每节锂电池电压进行对比，评估BMS模块对于每节锂电池电压的检测功能。
5.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
充放电回路包括：短路保护检测电路；
短路保护检测电路包括：短路继电器及电容；
短路继电器的一端与充放电回路一连接，短路继电器的另一端通过电容连接充放电回路二；
控制模块还包括：充放电保护模块；
充放电保护模块与短路继电器控制端连接，充放电保护模块用于控制模块输出短路信号，控制充放电回路中短路继电器，检测BMS模块短路保护功能。
6.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
还包括：第二可编程电源；
第二可编程电源与控制模块连接，第二可编程电源用于为系统供电，并检测BMS模块的功耗；
控制模块还包括：功耗检测模块；
功耗检测模块用于通过第二可编程电源为BMS模块供电，检测BMS模块的工作电流，并传输到PC机，以检测BMS模块功耗情况。
7.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
还包括：风扇；
控制模块还包括：系统温度检测控制模块；
系统温度检测控制模块用于系统的工作温度，当温度超过阈值时，系统温度检测控制模块控制风扇开启，对系统进行散热。
8.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
充放电控制模块还用于控制充放电机对锂电池组以固定的电流值对锂电池组充放电，并将固定的电流值传送到PC机；
BMS模块检测充放电电流，并通过控制模块将检测的充放电电流传送到PC机；
检测充放电电流，并将检测的充放电电流传送到PC机；
PC机用于将固定的电流值与BMS模块检测的充放电电流进行比较，以检测BMS模块的电流检测功能。
9.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
控制模块还包括：预留扩展通信接口端，显示屏连接端，预留RS485通信连接端。
10.根据权利要求1所述的配电自动化终端用电池管理的测试系统，其特征在于，
锂电池组包括：16节串联连接的锂电池；
BMS模块与控制模块通过RS485，或RS322连接；
BMS模块与充放电机通过CAN总线连接。
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