CN107367695B - 一种高压锂离子电池充放电测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种高压锂离子电池充放电测试系统，包括：第一、第二电池包，所述第一、第二电池包分别具有一充放电端口；一大功率双向DCDC变换器，所述大功率双向DCDC变换器具有第一、第二功率端口和一控制端口，所述大功率双向DCDC变换器的第一、第二功率端口分别与所述第一、第二电池包的充放电端口连接；以及一控制器，所述控制器与所述大功率双向DCDC变换器的控制端口连接。本发明的充放电测试系统通过利用大功率双向DCDC变换器实现两个电池包之间的能量传递，即将一个电池包的所有电能通过大功率双向DCDC变换器传递至另一个电池包，有效地在电池充放电时节约能源，实现在同一充放电通道上同一时间对两个电池包进行充放电，提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池充放电测试技术领域，尤其涉及一种高压锂离子电池充放电测试系统。
背景技术
目前常规的高压锂离子电池充放电测试方法在充电过程中将交流220V/380V转化成直流给电池包充电，在放电过程中能量只能通过发热损耗掉，少部分能量可以反馈，但由于国家电网对反馈的电能是有非常严格的限制，因此，这样会造成放电过程中能量损失非常大。此外，目前常规的高压锂离子电池充放电测试方法只允许一个充放电通道同一时间只能对一个电池包进行充放电，这无疑导致充放电测试效率低下。为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：针对目前常规的高压锂离子电池充放电测试方法存在能量损失大、测试效率低等问题，而提供一种节约能量、提高测试效率的高压锂离子电池充放电测试系统。
本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：
一种高压锂离子电池充放电测试系统，包括：
第一、第二电池包，所述第一、第二电池包分别具有一充放电端口；
一大功率双向DCDC变换器，所述大功率双向DCDC变换器具有第一、第二功率端口和一控制端口，所述大功率双向DCDC变换器的第一、第二功率端口分别与所述第一、第二电池包的充放电端口连接；以及
一控制器，所述控制器与所述大功率双向DCDC变换器的控制端口连接。
在本发明的一个优选实施例中，还包括一第一充电机和第一、第二开关，所述第一充电机具有一充电输入端、一充电输出端和一充电机控制端，所述第一充电机的充电输入端与220V交流电网连接，其充电输出端通过所述第一开关的常开触点连接在所述第一电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第一功率端口之间，其充电输出端还通过所述第二开关的常开触点连接在所述第二电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第二功率端口之间，其充电机控制端与所述控制器连接，所述第一、第二开关的控制端分别与所述控制器连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述大功率双向DCDC变换器为大功率双向BUCK/BOOST DCDC变换器，其第一功率端口的电压始终大于其第二功率端口的电压，还包括一第二充电机和第三、第四、第五、第六开关；所述第二充电机具有一充电输入端、一充电输出端和一充电机控制端，所述第二充电机的充电输入端与220V交流电网连接，其充电输出端与所述大功率双向DCDC变换器的第一功率端口连接，其充电机控制端与所述控制器连接；所述第三开关的常开触点串接在所述第一电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第一功率端口之间；所述第四开关的常开触点串接在所述第二电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第二功率端口之间，所述第五开关的常开触点的一端并接在所述大功率双向DCDC变换器的第一功率端口与第三开关的常开触点之间，其另一端并接在所述第二电池包的充放电端口与第四开关的常开触点之间，所述第六开关的常开触点的一端并接在所述第一电池包的充放电端口与第三开关的常开触点之间，其另一端并接在所述大功率双向DCDC变换器的第二功率端口与第四开关的常开触点之间，所述第三、第四、第五、第六开关的控制端分别与所述控制器连接。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：本发明的充放电测试系统通过利用大功率双向DCDC变换器实现两个电池包之间的能量传递，即将一个电池包的所有电能通过大功率双向DCDC变换器传递至另一个电池包，有效地在电池充放电时节约能源，实现在同一充放电通道上同一时间对两个电池包进行充放电，提高了测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明的基本实施例的结构示意图。
图2是本发明加装有充电机的一种实施例的结构示意图。
图3是本发明加装有充电机的另一种实施例的结构示意图。
图4是本发明加装有充电机的另一种实施例的S3和S4开关闭合而S5、S6开关断开的结构示意图。
图5是本发明加装有充电机的另一种实施例的S5和S6开关闭合而S3、S4开关断开的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
参见图1，图中给出的是一种高压锂离子电池充放电测试系统，包括电池包100、200、大功率双向DCDC变换器300以及控制器400。
电池包100、200分别具有一充放电端口110、210。大功率双向DCDC变换器300具有功率端口310、320和控制端口330，大功率双向DCDC变换器300的功率端口310、320分别与电池包100、200的充放电端口110、210连接。控制器400与大功率双向DCDC变换器300的控制端口330连接。
假设电池包100初始状态是SOC＝100％的满电状态，电池包200初始状态为SOC＝0的无电状态。控制器400通过大功率双向DCDC变换器300的控制端口330将大功率双向DCDC变换器300设置为从功率端口310至功率端口320降压的工作模式，电流方向从功率端口310到功率端口320。电池包100将开始放电，电池包200将开始充电，控制器400通过检测电路(图中未示出)检测电池包电压，直到电池包100和电池包200的电压相等。然后，控制器400通过大功率双向DCDC变换器300的控制端口330将大功率双向DCDC变换器300设置为从功率端口310至功率端口320升压的工作模式，电流方向保持从功率端口310到功率端口320。电池包100将继续放电，电池包200继续充电，直到电池包100达到SOC＝0的无电状态，电池包200达到SOC接近100％的将近满电状态，完成一次充、放电过程。
电池包100、200初始状态的SOC假设为100％和0％只是为了更好地说明电池包100、200的充放电过程，但电池包100、200的初始SOC为其他值对本发明的充放电过程不产生影响。
实施例2
本实施例的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：参见图2，本实施例的高压锂离子电池充放电测试系统还包括一充电机500和第一、第二开关(图中未示出)，充电机500具有充电输入端510、充电输出端520和充电机控制端530。
充电机500的充电输入端510与220V交流电网连接，其充电输出端520通过第一开关的常开触点S1连接在电池包100的充放电端口110与大功率双向DCDC变换器300的功率端口310之间，其充电输出端520还通过第二开关的常开触点S2连接在电池包200的充放电端口210与大功率双向DCDC变换器300的功率端口320之间，其充电机控制端530与控制器400连接，第一、第二开关的控制端分别与控制器400连接。
本实施例与实施例1的工作过程基本相同。由于大功率双向DCDC变换器300的转换效率存在一定的限制，因此存在一定的能量损耗，一个电池包放电到SOC＝0的无电状态时，另一个电池包不能充电到SOC＝100％的满电状态，所以本实施例的高压锂离子电池充放电测试系统中加入了一个小功率的充电机500用以辅助充电。控制器400通过检测电路检测电池包100、200充放电状态，必要时使用充电机500，闭合相应的开关触点(S1或S2)，辅助充电使电池包200(或电池包100)充电到SOC＝100％的满电状态。
实施例3
本实施例的结构与实施例1的结构大致相同，其区别在于：参见图3，大功率双向DCDC变换器300为大功率双向BUCK/BOOST DCDC变换器，其功率端口310的电压始终大于其功率端口320的电压。因为其一个功率端口电压始终比另一个功率端口电压高，技术上比较容易实现，成本也低。
还包括一充电机500a和第三、第四、第五、第六开关，其中，充电机500a具有一充电输入端510a、一充电输出端520a和一充电机控制端530a。
充电机500a的充电输入端510a与220V交流电网连接，其充电输出端520a与大功率双向DCDC变换器300的功率端口310连接，其充电机控制端530a与控制器400连接。
第三开关的常开触点S3串接在电池包100的充放电端口110与大功率双向DCDC变换器300的功率端口310之间，第四开关的常开触点S4串接在电池包200的充放电端口210与大功率双向DCDC变换器300的功率端口320之间，第五开关的常开触点S5的一端并接在大功率双向DCDC变换器300的功率端口310与第三开关的常开触点S3之间，其另一端并接在电池包200的充放电端口210与第四开关的常开触点S4之间，第六开关的常开触点S6的一端并接在电池包100的充放电端口110与第三开关的常开触点S3之间，其另一端并接在大功率双向DCDC变换器300的功率端口320与第四开关的常开触点S4之间。第三、第四、第五、第六开关的控制端分别与控制器400连接。
假设电池包100初始状态是SOC＝100％的满电状态，电池包200初始状态为SOC＝0的无电状态。由于大功率双向DCDC变换器300的功率端口310和功率端口320存在电压限制，其功率端口310的电压始终大于其功率端口320的电压。
首先将图3中的S3和S4两个开关闭合，S5和S6开关处于断开状态，控制器400通过大功率双向DCDC变换器300的控制端口330将大功率双向DCDC变换器300设置为从功率端口310至功率端口320降压的工作模式，电流方向从功率端口310流到功率端口320，充电机500a不工作，此时的工作模式如图4所示。电池包100将开始放电，电池包200将开始充电，控制器400通过检测电路(图中未示出)检测电池包的电压，直到电池包100、200的电压基本相等(压差小于1V)。
然后将S5和S6开关闭合，将S3和S4开关断开。控制器400通过大功率双向DCDC变换器300的控制端口330将大功率双向DCDC变换器300设置为从功率端口320至功率端口310升压的工作模式，电流方向从功率端口320流到功率端口310，充电机500a必要时由控制器400启动，此时的工作模式如图5所示。电池包100将继续放电，电池包200继续充电，控制器400通过检测电路检测电池包100、200的电压，直到电池包100的SOC＝0，电池包200的SOC接近100％。
由于大功率双向DCDC变换器300的转换效率存在一定的限制，所以该系统中加入了一个小功率的充电机500a用以辅助充电。控制器400通过检测电路检测电池包100、200充放电状态，必要时使用充电机500a，辅助充电使电池包200(或电池包100)充电至SOC＝100％的满电状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种高压锂离子电池充放电测试系统，其特征在于，包括：
第一、第二电池包，所述第一、第二电池包分别具有一充放电端口；
一大功率双向DCDC变换器，所述大功率双向DCDC变换器具有第一、第二功率端口和一控制端口，所述大功率双向DCDC变换器的第一、第二功率端口分别与所述第一、第二电池包的充放电端口连接；以及
一控制器，所述控制器与所述大功率双向DCDC变换器的控制端口连接；
当第一电池包初始状态是SOC=100%的满电状态，第二电池包初始状态为SOC=0的无电状态时，控制器通过大功率双向DCDC变换器的控制端口将大功率双向DCDC变换器设置为从第一功率端口至第二功率端口降压的工作模式，电流方向从第一功率端口到第二功率端口；第一电池包将开始放电，第二电池包将开始充电，控制器通过检测电路检测电池包电压，直到第一电池包和第二电池包的电压相等；然后，控制器通过大功率双向DCDC变换器的控制端口将大功率双向DCDC变换器设置为从第一功率端口至第二功率端口升压的工作模式，电流方向保持从第一功率端口到第二功率端口；第一电池包将继续放电，第二电池包200继续充电，直到第一电池包达到SOC=0的无电状态，第二电池包达到SOC 接近100%的将近满电状态，完成一次充、放电过程。
2.如权利要求1所述的高压锂离子电池充放电测试系统，其特征在于，还包括一第一充电机和第一、第二开关，所述第一充电机具有一充电输入端、一充电输出端和一充电机控制端，所述第一充电机的充电输入端与220V交流电网连接，其充电输出端通过所述第一开关的常开触点连接在所述第一电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第一功率端口之间，其充电输出端还通过所述第二开关的常开触点连接在所述第二电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第二功率端口之间，其充电机控制端与所述控制器连接，所述第一、第二开关的控制端分别与所述控制器连接。
3.如权利要求1所述的高压锂离子电池充放电测试系统，其特征在于，所述大功率双向DCDC变换器为大功率双向BUCK/BOOST DCDC变换器，其第一功率端口的电压始终大于其第二功率端口的电压，还包括一第二充电机和第三、第四、第五、第六开关；所述第二充电机具有一充电输入端、一充电输出端和一充电机控制端，所述第二充电机的充电输入端与220V交流电网连接，其充电输出端与所述大功率双向DCDC变换器的第一功率端口连接，其充电机控制端与所述控制器连接；所述第三开关的常开触点串接在所述第一电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第一功率端口之间；所述第四开关的常开触点串接在所述第二电池包的充放电端口与大功率双向DCDC变换器的第二功率端口之间，所述第五开关的常开触点的一端并接在所述大功率双向DCDC变换器的第一功率端口与第三开关的常开触点之间，其另一端并接在所述第二电池包的充放电端口与第四开关的常开触点之间，所述第六开关的常开触点的一端并接在所述第一电池包的充放电端口与第三开关的常开触点之间，其另一端并接在所述大功率双向DCDC变换器的第二功率端口与第四开关的常开触点之间，所述第三、第四、第五、第六开关的控制端分别与所述控制器连接。
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