CN107656213A - 一种电池芯的智能测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池芯的智能测试方法及系统，包括预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据电池芯的型号设置智能控制算法中的测试参数；接收用户的测试指令，并根据测试指令确定电池芯的性能指标；调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。与现有技术中的测试方法相比，本发明预设了与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，当接收到测试指令时，便可以确定要测试的性能指标，然后调用并运行确定的性能指标对应的智能控制算法，从而相应的实现测试功能并得到测试结果。本发明在电池芯的测试过程中不需要人工参与，从而简化了测试步骤，缩短了产品开发周期，提高了测试的稳定性和测试结果的准确性。

Description

一种电池芯的智能测试方法及系统

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，特别是涉及一种电池芯的智能测试方法及系统。

背景技术

在云计算时代，存储产品为了防止数据丢失，专门加入了备份电池。当存储产品掉电时，备份电池为其供电，从而保证了在掉电的情况下，存储产品能够及时存储数据，因此，提高备份电池的备电能力、稳定性及可靠性至关重要。而电池芯是备份电池的关键部件，电池芯的内阻、自放电及循环寿命等性能指标决定了备份电池的备电能力、稳定性及可靠性。现有技术中，对电池芯的内阻、自放电及循环寿命的测试需要人工参与，导致测试步骤繁琐，延长了产品开发周期，且测试不够稳定、测试结果不够准确。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池芯的智能测试方法及系统，本发明在电池芯的性能指标的测试过程中不需要人工参与，从而简化了测试步骤，缩短了产品开发周期，提高了测试的稳定性和测试结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池芯的智能测试方法，包括：

预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据所述电池芯的型号设置所述智能控制算法中的测试参数；

接收用户的测试指令，并根据所述测试指令确定所述电池芯的性能指标；

调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

优选地，所述性能指标包括所述电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。

优选地，所述确定的性能指标为所述电池芯的自放电；

则所述运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

根据标准自放电测试得到放电欠压保护时的第一电量和充电截止时的第二电量；

将所述第二电量除以所述第一电量，并判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则所述电池芯合格；如果否，则所述电池芯不合格。

优选地，所述确定的性能指标为所述电池芯的循环寿命；

则所述运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

根据标准循环寿命测试得到第N个循环次数下的充电截止时的电量，并将得到的电量除以所述电池芯的初始满电电量，其中，N为大于1的整数；

判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则所述电池芯合格；如果否，则所述电池芯不合格。

优选地，所述根据标准循环寿命测试得到第N个循环次数下的充电截止时的电量的过程具体为：

根据标准循环寿命测试得到N个循环次数下的N个充电截止时的电量；

则该方法还包括：

根据得到的N个所述充电截止时的电量确定循环次数与充电截止时的电量的对应关系式。

优选地，所述确定的性能指标为所述电池芯的内阻；

则所述运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

在所述电池芯的两端加入恒流信号源并分别对两端加入恒流信号源的电池芯的电压和电流进行采样，相应的得到电压采样值和电流采样值；

根据小波变换的频谱分析原理分别对所述电压采样值和所述电流采样值进行分析，得到所述电池芯的阻抗、容抗及感抗。

优选地，所述恒流信号源的获取过程具体为：

将从正弦脉宽调制SPWM发生器获取的SPWM进行滤波及信号放大处理；

通过比例积分微分控制器将信号放大处理后的SPWM转换成恒流信号源。

优选地，所述SPWM发生器具体为数字信号处理器DSP。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电池芯的智能测试系统，包括：

算法单元，用于预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据所述电池芯的型号设置所述智能控制算法中的测试参数；

确定单元，用于接收用户的测试指令，并根据所述测试指令确定所述电池芯的性能指标；

测试单元，用于调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

优选地，所述性能指标包括所述电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。

本发明提供了一种电池芯的智能测试方法，包括：预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据电池芯的型号设置智能控制算法中的测试参数；接收用户的测试指令，并根据测试指令确定电池芯的性能指标；调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

与现有技术中的电池芯的测试方法相比，本发明提前设置了与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，当接收到用户发送的测试指令时，便可以根据接收的测试指令确定要进行测试的性能指标，然后从集成的智能控制算法中调用并运行确定的性能指标对应的智能控制算法，从而相应的实现测试功能并得到测试结果。本发明在电池芯的性能指标的测试过程中不需要人工参与，从而简化了测试步骤，缩短了产品开发周期，提高了测试的稳定性和测试结果的准确性。

本发明还提供了一种电池芯的智能测试系统，与上述测试方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明提供的一种电池芯的智能测试方法的流程图；

图2为本发明提供的一种电池芯的自放电的智能控制算法的流程图；

图3为本发明提供的一种电池芯的循环寿命的智能控制算法的流程图；

图4为本发明提供的一种电池芯的智能测试系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电池芯的智能测试方法及系统，本发明在电池芯的性能指标的测试过程中不需要人工参与，从而简化了测试步骤，缩短了产品开发周期，提高了测试的稳定性和测试结果的准确性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种电池芯的智能测试方法的流程图，该方法包括：

步骤S1：预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据电池芯的型号设置智能控制算法中的测试参数；

具体地，本申请中的预设是提前设置好的，且只需要设置一次，除非根据实际情况要求修改，否则不需要修改。为了保证电池芯的备电能力、稳定性及可靠性，应对电池芯的性能指标进行测试。由于电池芯有多个性能指标，所以本申请提前设置了与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，从而通过设置的智能控制算法实现相应的测试。

需要说明的是，智能控制算法里有未知的测试参数，这里的测试参数的参数值是根据电池芯的型号确定的。例如，如果要测试的是锂离子电池的电池芯，这些测试参数应根据锂离子电池的电池芯特性相应的赋值。而且测试参数的参数值即使在掉电的情况下，也可以完成存储。可见，本申请提供的智能测试方法能够适用于不同型号的电池芯，适用范围广泛。

步骤S2：接收用户的测试指令，并根据测试指令确定电池芯的性能指标；

具体地，用户可以从电池芯的多个性能指标中选择某个性能指标进行测试，至于用户是通过人机交互界面的选择方式完成的性能指标的选择，还是通过无线遥控器的选择方式完成的性能指标的选择，本申请在此不做特别的限定。可以理解的是，本申请应提前设置用户的测试指令与电池芯的性能指标的一一对应关系，当用户选择了电池芯的某个性能指标时，测试系统便会接收到用户的测试指令，从而根据用户的测试指令与电池芯的性能指标的一一对应关系，确定用户选择的是电池芯的哪个性能指标。

此外，如果用户是通过人机交互界面的选择方式完成的性能指标的选择，智能控制算法中还可以设置与人机交互界面的界面登录功能对应的算法，也就是说，只有在控制系统中注册过的用户才能登录该控制系统，增加了控制系统的安全性和可靠性。

步骤S3：调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

具体地，当确定用户选择的电池芯的性能指标时，控制系统便从集成的智能控制算法中调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，在运行智能控制算法的过程中，控制系统通过定时器控制智能控制算法中的每条指令的运行时间，通过寄存器存储智能控制算法运行过程中产生的测试数据。而这里的智能控制算法中的每条指令和其运行产生的测试数据均通过控制系统包含的通讯口传递，这里的通讯口相当于监控电池芯状态的窗口，从而相应的完成电池芯的测试。

需要说明的是，智能控制算法中包含测试分析算法，通过运行测试分析算法对产生的测试数据进行分析，从而得到最终的测试结果。本申请还可以将测试结果进行存储，从而实现测试结果的统计、汇总、查询、显示、打印等功能。可见，本发明提供的测试方法不需要人工参与，简化了测试步骤，缩短了产品开发周期，提高了测试的稳定性和测试结果的准确性。

本发明提供了一种电池芯的智能测试方法，包括：预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据电池芯的型号设置智能控制算法中的测试参数；接收用户的测试指令，并根据测试指令确定电池芯的性能指标；调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

与现有技术中的电池芯的测试方法相比，本发明提前设置了与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，当接收到用户发送的测试指令时，便可以根据接收的测试指令确定要进行测试的性能指标，然后从集成的智能控制算法中调用并运行确定的性能指标对应的智能控制算法，从而相应的实现测试功能并得到测试结果。本发明在电池芯的性能指标的测试过程中不需要人工参与，从而简化了测试步骤，缩短了产品开发周期，提高了测试的稳定性和测试结果的准确性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，性能指标包括电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。

具体地，电池芯的性能指标包括电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。电池芯的自放电是指电池芯的荷电保持能力，也即电池芯在开路状态下，电池芯所储存的电量在一定条件下的保持能力。电池芯的循环寿命是指电池芯的循环次数，电池芯充满电一次和完全放电一次，循环次数累计一次。电池芯的内阻是指电流流过电池芯内部所受的阻力。这里的电池芯的自放电、循环寿命及内阻均是衡量电池性能的重要参数。

作为一种优选地实施例，确定的性能指标为电池芯的自放电；

则运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

根据标准自放电测试得到放电欠压保护时的第一电量和充电截止时的第二电量；

将第二电量除以第一电量，并判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则电池芯合格；如果否，则电池芯不合格。

具体地，当测试电池芯的自放电时，与电池芯的自放电对应的智能控制算法的原理为：按照IEC(International Electrotechnical Commission，国际电工委员会)规定的标准对电池芯进行标准自放电测试。

请参照图2，图2为本发明提供的一种电池芯的自放电的智能控制算法的流程图，具体步骤如下：

步骤S11：将电池芯按照规定的第一放电倍率放电，当检测到电池芯放电欠压保护时，将电池芯按照规定的充电倍率充电；

具体地，当检测到电池芯放电欠压保护时，说明电池芯处于完全放电的状态，将该电池芯按照规定的充电倍率充电。

步骤S12：当检测到电池芯充电截止时，将电池芯待机规定的第一时间；

具体地，当检测到电池芯充电截止时，说明电池芯处于充满电的状态，将电池芯待机规定的第一时间。

步骤S13：将电池芯按照规定的第二放电倍率放电，当检测到电池芯放电欠压保护时，记录此时的第一电量，并将电池芯按照规定的充电倍率充电；

步骤S14：当检测到电池芯充电截止时，将电池芯待机规定的第二时间，记录待机后的第二电量；

步骤S15：将第二电量除以第一电量，并判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则电池芯合格；如果否，则电池芯不合格。

具体地，这里的第一电量和第二电量为该智能控制算法运行过程中获得的测试数据，步骤S15的算法为该智能控制算法中包含测试分析算法，这里的测试分析算法的运行原理为：将第二电量除以第一电量，第二电量是指电池芯在充满电的状态下待机第二时间后的剩余电量，第一电量是指电池芯在完全放电的状态下的电量，因此，第二电量除以第一电量的计算结果代表了电池芯所储存的满电电量经过待机第二时间后电量的保持能力；然后判断计算结果是否大于提前设置的阈值，如果是，说明电池芯保持电量的能力符合测试标准，该电池芯合格，如果否，说明电池芯保持电量的能力不符合测试标准，该电池芯不合格。

作为一种优选地实施例，确定的性能指标为电池芯的循环寿命；

则运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

根据标准循环寿命测试得到第N个循环次数下的充电截止时的电量，并将得到的电量除以电池芯的初始满电电量，其中，N为大于1的整数；

判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则电池芯合格；如果否，则电池芯不合格。

具体地，当测试电池芯的循环寿命时，与电池芯的循环寿命对应的智能控制算法的原理为：按照IEC规定的标准对电池芯进行标准循环寿命测试。

请参照图3，图3为本发明提供的一种电池芯的循环寿命的智能控制算法的流程图，具体步骤如下：

步骤S21：将电池芯按照规定的第一放电倍率放电，当检测到电池芯放电欠压保护时，将电池芯按照规定的充电倍率充电；

步骤S22：当检测到电池芯充电截止时，将电池芯待机规定的时间，在电池芯待机后返回执行至将电池芯按照规定的第一放电倍率放电的步骤，直至循环执行该步骤N次，记录第N个循环次数下的充电截止时的电量，其中，N为大于1的整数；

当然，本申请还可以记录电池芯在每次循环次数下的充电截止时的电量，本申请在此不做特别的限定。

步骤S23：将记录的电量除以电池芯的初始满电电量，并判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则电池芯合格；如果否，则电池芯不合格。

具体地，可以理解的是，电池芯经过多次充电和多次放电后，电池芯会老化，老化后的电池芯充满电时的电量并非等于电池芯的初始满电电量，而且，电池芯老化到一定程度，将不能继续使用。因此，本申请记录电池芯在多次循环放电及充电后的充电截止时的电量，并通过运行测试分析算法将得到的电量除以电池芯的初始满电电量，分析出的计算结果便代表了电池芯的老化程度。

然后判断该计算结果是否大于提前设置的阈值，如果是，说明电池芯的老化程度符合测试标准，该电池芯合格，如果否，说明电池芯的老化程度不符合测试标准，该电池芯不合格。

作为一种优选地实施例，根据标准循环寿命测试得到第N个循环次数下的充电截止时的电量的过程具体为：

根据标准循环寿命测试得到N个循环次数下的N个充电截止时的电量；

则该方法还包括：

根据得到的N个充电截止时的电量确定循环次数与充电截止时的电量的对应关系式。

具体地，本申请记录电池芯在每次循环次数下的充电截止时的电量，便可以根据记录的电量确定循环次数与充电截止时的电量的对应关系式。如果已知电池芯此时的满电电量，便可以根据该对应关系式计算出该电池芯放电及充电的剩余循环次数，也即该电池芯的剩余循环寿命。

具体地，当已知电池芯此时的满电电量时，便可以根据对应关系式计算出该电池芯已经放电及充电的循环次数。如果该电池芯的满电电量小于该电池芯的初始满电电量的60％时，该电池芯不能继续使用，则将该电池芯的初始满电电量的60％电量代入对应关系式，便可以计算出该电池芯的满电电量到达初始满电电量的60％电量时，放电及充电的总循环次数，将计算的总循环次数减去计算的已经放电及充电的循环次数，便得到该电池芯的剩余循环次数。

作为一种优选地实施例，确定的性能指标为电池芯的内阻；

则运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

在电池芯的两端加入恒流信号源并分别对两端加入恒流信号源的电池芯的电压和电流进行采样，相应的得到电压采样值和电流采样值；

根据小波变换的频谱分析原理分别对电压采样值和电流采样值进行分析，得到电池芯的阻抗、容抗及感抗。

具体地，当测试电池芯的内阻时，与电池芯的内阻对应的智能控制算法的运行原理为：

在电池芯的两端加入恒流信号源，并分别对该电池芯两端的电压信号和流经该电池芯的电流信号进行高精度采样，从而相应的得到电压采样值和电流采样值。这里的电压采样值和电流采样值为该智能控制算法运行过程中获得的测试数据，然后运行该智能控制算法中包含测试分析算法，这里的测试分析算法的运行原理为：根据小波变换的频谱分析原理分别对电压采样值和电流采样值进行分析，便可以分析出电压信号和电流信号二者的相位差，并将电压信号除以电流信号，从而得到该电池芯的阻抗、容抗及感抗。

现有技术中，电池芯的内阻是通过在电池芯两端加入电压信号，并根据检测的电流信号计算得到的，在电池芯两端加入电压信号的时刻，会导致流经电池芯的电流瞬间增大，从而影响了电池芯的使用性能和寿命，降低了内阻的测量精度。与现有技术中测量电池芯的内阻的方法相比，本申请通过在电池芯的两端加入恒流信号源得到电池芯的电压信号和电流信号，从而计算出电池芯的内阻。恒流信号源不会使流经电池芯的电流瞬间增大，因此，本发明提供的测量电池芯的内阻的方法不影响电池芯的使用性能和寿命，提高了内阻的测量精度。

作为一种优选地实施例，恒流信号源的获取过程具体为：

将从正弦脉宽调制SPWM发生器获取的SPWM进行滤波及信号放大处理；

通过比例积分微分控制器将信号放大处理后的SPWM转换成恒流信号源。

具体地，恒流信号源的获取过程：通过SPWM(Sinusoidal Pulse WidthModulation，正弦脉宽调制)发生器生成SPWM波，对生成的SPWM波进行滤波处理得到更加稳定的SPWM波，然后对滤波后的SPWM波进行信号放大处理，并通过比例积分微分控制器将信号放大处理后的SPWM波转换成恒流信号源，这里的比例积分微分控制器将设定值设置为恒流信号源的恒流值，从而控制恒流信号源的恒流。

作为一种优选地实施例，SPWM发生器具体为数字信号处理器DSP。

具体地，为了进一步提高了内阻的测量精度，选用DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理器)作为SPWM发生器，DSP是一种特别适合数字信号处理运算的微处理器，DSP可以快速精确地实现各种数字信号处理算法。因此，本申请中的智能控制算法中包含测试分析算法也可以由DSP实现，至于测试分析算法的具体实现，本申请在此不做特别的限定。

当然，本申请还可以选用其他器件作为SPWM发生器，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况而定。

请参照图4，图4为本发明提供的一种电池芯的智能测试系统的结构示意图，该系统包括：

算法单元1，用于预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据电池芯的型号设置智能控制算法中的测试参数；

确定单元2，用于接收用户的测试指令，并根据测试指令确定电池芯的性能指标；

测试单元3，用于调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

作为一种优选地实施例，性能指标包括电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。

本发明提供的系统的介绍请参考上述方法实施例，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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，在其他实施例中实现。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)

1.一种电池芯的智能测试方法，其特征在于，包括：

预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据所述电池芯的型号设置所述智能控制算法中的测试参数；

接收用户的测试指令，并根据所述测试指令确定所述电池芯的性能指标；

调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能指标包括所述电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定的性能指标为所述电池芯的自放电；

则所述运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

根据标准自放电测试得到放电欠压保护时的第一电量和充电截止时的第二电量；

将所述第二电量除以所述第一电量，并判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则所述电池芯合格；如果否，则所述电池芯不合格。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定的性能指标为所述电池芯的循环寿命；

则所述运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

根据标准循环寿命测试得到第N个循环次数下的充电截止时的电量，并将得到的电量除以所述电池芯的初始满电电量，其中，N为大于1的整数；

判断计算结果是否大于预设阈值，如果是，则所述电池芯合格；如果否，则所述电池芯不合格。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据标准循环寿命测试得到第N个循环次数下的充电截止时的电量的过程具体为：

根据标准循环寿命测试得到N个循环次数下的N个充电截止时的电量；

则该方法还包括：

根据得到的N个所述充电截止时的电量确定循环次数与充电截止时的电量的对应关系式。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定的性能指标为所述电池芯的内阻；

则所述运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果的过程具体为：

在所述电池芯的两端加入恒流信号源并分别对两端加入恒流信号源的电池芯的电压和电流进行采样，相应的得到电压采样值和电流采样值；

根据小波变换的频谱分析原理分别对所述电压采样值和所述电流采样值进行分析，得到所述电池芯的阻抗、容抗及感抗。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述恒流信号源的获取过程具体为：

将从正弦脉宽调制SPWM发生器获取的SPWM进行滤波及信号放大处理；

通过比例积分微分控制器将信号放大处理后的SPWM转换成恒流信号源。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述SPWM发生器具体为数字信号处理器DSP。

9.一种电池芯的智能测试系统，其特征在于，包括：

算法单元，用于预设与电池芯的性能指标一一对应的智能控制算法，并根据所述电池芯的型号设置所述智能控制算法中的测试参数；

确定单元，用于接收用户的测试指令，并根据所述测试指令确定所述电池芯的性能指标；

测试单元，用于调用并运行与确定的性能指标对应的智能控制算法，得到测试结果。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述性能指标包括所述电池芯的自放电和/或循环寿命和/或内阻。