CN108398653B - 大电流直流内阻测试装置 - Google Patents
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Abstract
大电流直流内阻测试装置，包括电源箱、辅助电源箱、运动机构部和电源控制机构，所述测试控制区设有若干可与被测试电池匹配且独立的电源测试通道，每个测试通道对应多块待测电池；所述运动机构部包括用于将托盘输送至测试工位的动力滚筒线、用于与待测电池接触连接的探针板、用于驱动探针板水平移动至测试工位的探针板驱动气缸以及用于控制探针板上探针夹紧的探针夹紧气缸；所述电源控制机构包括若干电源控制板、控制器和数据处理器；所述辅助电源箱安装在电源安装区。本发明有益效果是：能结合流水线体批量对动力锂电池进行整盘加额定大电流进行短时间的充放电流程，操作方便、安全性高、测试一致性好，适于各种类型动力电池一定尺寸范围内变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种大电流直流内阻测试装置。
背景技术
功率型动力电池脉冲充放电特性优良，能够提供高倍率电流输出、输入，满足车辆在启动、加速等条件下运行时对动力的特殊要求。因此，功率型动力电池要求具有较低内阻。电池内阻普遍采用1kHz交流阻抗表示,当做为动力电池使用时,其内阻特性是由直流内阻来反映。准确说明及测试动力电池直流内阻非常重要。目前我国科技部863项目《HEV用高功率金属氢化物镍﹙锂离子﹚动力蓄电池性能测试规范》、日本电动车辆协会标准JEVSD7132003《混合动力电动汽车用密闭型镍氢电池的输出密度及输入密度试验方法》、美国FreedomCAR项目《功率辅助型混合动力汽车用动力电池测试手册》中,都有具体方法测试动力电池直流内阻。但是现有动力电池大电流直流内阻测试，在动力电池生产线环节中无法整盘直流内阻测试、无法与物流线连接，批量生产操作繁琐效率低下，多批次生产产品的一致性难保证、保护机制不完善等缺点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种能结合流水线体批量对动力锂电池进行整盘加额定大电流进行短时间的充放电流程，操作方便、安全性高、测试一致性好，适用于各种类型动力电池一定尺寸范围内变化的大电流直流内阻测试装置。
本发明所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：包括电源箱、辅助电源箱、运动机构部和电源控制机构，所述电源箱内腔通过隔板分隔成用于对待测电池进行直流内阻测试的充放电工作区、用于安装辅助电源箱的电源安装区以及用于安装电源控制机构的测试控制区，其中所述充放电工作区安装用于放置电池的机构部；所述测试控制区设有若干可与被测试电池匹配且独立的电源测试通道，每个测试通道对应一块待测电池；
所述运动机构部包括用于将托盘输送至测试工位的动力滚筒线、用于与待测电池接触连接的探针板、用于驱动探针板水平移动至测试工位的探针板驱动气缸以及用于控制探针板上探针夹紧的探针夹紧气缸，所述滚筒线平铺在充放电工作区，且所述滚动线自带驱动装置，可将置于其上的托盘运输至充放电工作区；两块探针板相对布置，且每块探针板与对应的探针板驱动气缸的动作端固接，实现两探针板间距的调整；探针板面向托盘的端面分布若干探针，其中探针通过连接件与探针夹紧气缸固接，其中两探针夹紧气缸的运动端相向运动，实现探针对待测电池极耳的压紧；探针板驱动气缸以及探针夹紧气缸通过相应供气管与外部气源管路连通，并且供气管处配有气压阀；
所述电源控制机构包括若干电源控制板、控制器和数据处理器，每块电源控制板对应一个电源测试通道，所述电源控制板第一信号传输端通过导线与所述电源测试通道的信号传输端电连接，实现电源控制板与电源测试通道的信号双向传输；电源控制板的第二信号传输端与所述控制器的第一信号传输端电连接，实现电源控制板与控制器的信号双向传输；所述控制器的第二信号传输端与所述电源操作面板的信号传输端电连接，实现控制器与电源操作面板的信号双向传输；所述控制器的第一信号输出端通过以太网与所述数据处理器的信号输入端信号连接，用于将测试电池的检测电流、电压数据传输给数据处理器以得到电池的直流内阻值；所述控制器的第二信号输出端分别与所述驱动装置的控制端、所述探针板驱动气缸的控制端以及所述探针夹紧气缸的控制端电连接；
所述辅助电源箱安装在电源安装区，并且所述辅助电源箱的输电端分别通过相应导线与所述运动机构部以及所述电源控制机构的供电端电连接，所述辅助电源箱配有用于控制整个输电电连通断的电源总开关，用于控制运动机构部以及电源控制机构的供电。
所述电源操作面板上设有用于控制充放电电源启停的启动按钮、用于出现异常情况的紧急停止的急停按钮以及用于指示电源箱充放电电源工作状态的状态指示灯，所述启动按钮、急停按钮以及状态指示灯通过控制电路串联。
所述电源箱内设有散热风机，所述散热风机安装在电池托盘正上方的电源箱上，所述散热风机的出风口对准电池托盘，其散热方向由上往下进风，热风由托盘两侧排出后从电源箱背面的通风网板排出，所述散热风机的控制端与所述电源控制板的控制端电连接。
所述电源测试通道为300A电源测试通道。
每一个电源测试通道对应一块电池。
所述电源控制机构还增设报警器和托盘到位检测器，其中报警器的控制端与所述控制端信号输出端电连接，用于在异常情况下报警，所述托盘到位检测器的信号输出端与所述控制器相应信号输入端电连接。
所述电源箱内腔的充放电工作区位于中部，充放电工作区位于电源安装区正上方，测试控制区设置在充放电工作区的侧面。
电池托盘通过滚筒线到达指定位置，运动机构部可以装载带一定数量的电池托盘，还包括托盘装载运动机构，运动机构具有上下运动和电池夹具控制汽缸，用于控制加载不同电池宽度的电池托盘，电池夹具采用汽缸整体控制压紧，控制方便，一致性好。运动机构柜同时还包含了不同状态的托盘到位检测，能检测各种情况的托盘到位异常情况并提出警示，安全性好。电源箱放置于运动机构柜的侧面，连线简便，每块电池对应一个充放电通道，具有充放电效率高和电阻值一致性好等优点。强电控制部主要给机构部和电源部提供供电需求，在工作过程事实检测各主要功能部件的工作状态，出现异常情况能及时上传异常处理模块报警信息。异常处理模块在出现异常停电情况能及时保存当前工作状态，保证充放电过程的数据不丢失，来电后给操作者提示信息，检测的数据通过路由器上传至服务器。
工作时，机构部将托盘通过滚筒线将托盘传送到位，探针板驱动气缸用于控制左右两块探针板相向或反向移动，把探针板移动到位，探针夹紧气缸控制探针夹紧，压紧电池极耳。但启动测试流程时电池托盘上方的散热风机开启，散热方向是由上往下进风，热风由托盘两侧排出。
电源箱中有多个独立电源充放电测试通道，每个通道对应一块电池，电源控制板独立控制，检测的电流、电压数据及报警信息经控制器统一通过以太网打包传送到数据处理器，再由数据处理器根据上传的数据计算得到电池的直流内阻值。电源箱的电源热量由通风网板后面排出。电源箱操作面板上分布2个按钮和1个指示灯，分别是设备启动按钮用于控制充放电电源启停，急停按钮用于出现异常情况的紧急停止，状态指示灯可以指示电源箱充放电电源的工作状态，包含测试中、停止、异常。
本发明的有益效果是：能结合流水线体批量对动力锂电池进行整盘加额定大电流进行短时间的充放电流程，在充放电过程中可以对电流的开始时间和结束时间进行准确的控制和检测，通过标准公式进行计算得到内阻，还可以描绘对应的曲线。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的侧视图。
图3是本发明的后视图。
图4是本发明的内部结构图一。
图5是本发明的内部结构图二。
图6是本发明的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图：
实施例1本发明所述的大电流直流内阻测试装置，包括电源箱1、辅助电源箱2、运动机构部3和电源控制机构4，所述电源箱1内腔通过隔板分隔成用于对待测电池进行直流内阻测试的充放电工作区、用于安装辅助电源箱的电源安装区以及用于安装电源控制机构的测试控制区，其中所述充放电工作区安装用于放置电池的机构部；所述测试控制区设有若干可与被测试电池匹配且独立的电源测试通道，每个测试通道对应多块待测电池；
所述运动机构部3包括用于将托盘输送至测试工位的动力滚筒线15、用于与待测电池接触连接的探针板、用于驱动探针板水平移动至测试工位的探针板驱动气缸9以及用于控制探针板上探针夹紧的探针夹紧气缸10，所述滚筒线15平铺在充放电工作区，且所述滚动线15自带驱动装置，可将置于其上的托盘5运输至充放电工作区；两块探针板相对布置，且每块探针板与对应的探针板驱动气缸的动作端固接，实现两探针板间距的调整；探针板面向托盘的端面分布若干探针，其中探针通过连接件与探针夹紧气缸固接，其中两探针夹紧气缸的运动端相向运动，实现探针对待测电池极耳的压紧；探针板驱动气缸9以及探针夹紧气缸10通过相应供气管与外部气源管路连通，并且供气管处配有气压阀14；
所述电源控制机构4包括若干电源控制板、控制器和数据处理器，每块电源控制板对应一个电源测试通道，所述电源控制板第一信号传输端通过导线与所述电源测试通道的信号传输端电连接，实现电源控制板与电源测试通道的信号双向传输；电源控制板的第二信号传输端与所述控制器的第一信号传输端电连接，实现电源控制板与控制器的信号双向传输；所述控制器的第二信号传输端与所述电源操作面板的信号传输端电连接，实现控制器与电源操作面板的信号双向传输；所述控制器的第一信号输出端通过以太网与所述数据处理器的信号输入端信号连接，用于将测试电池的检测电流、电压数据传输给数据处理器以得到电池的直流内阻值；所述控制器的第二信号输出端分别与所述驱动装置的控制端、所述探针板驱动气缸的控制端以及所述探针夹紧气缸的控制端电连接；
所述辅助电源箱2安装在电源安装区，并且所述辅助电源箱的输电端分别通过相应导线与所述运动机构部以及所述电源控制机构的供电端电连接，所述辅助电源箱配有用于控制整个输电电连通断的电源总开关11，用于控制运动机构部以及电源控制机构的供电。
所述电源控制板包括用于控制电源箱供电的强电控制模块、用于控制辅助电源供电的辅助控制模块以及用于存储异常断电时电池信息的异常处理模块，其中所述强电控制模块的第一信号传输端通过导线与所述电源测试通道的信号传输端电连接，实现电源控制板与电源测试通道的信号双向传输；所述强电控制模块的第二信号输出端与所述异常处理模块的信号输入端信号相连；所述辅助控制模块的信号输出端与所述辅助电源的其中一个输电端电连接，所述异常处理模块的输出端与所述控制器的对应的信号输入端电连接。
所述电源操作面板上设有用于控制充放电电源启停的启动按钮6、用于出现异常情况的紧急停止的急停按钮8以及用于指示电源箱充放电电源工作状态的状态指示灯7，所述启动按钮、急停按钮以及状态指示灯通过控制电路串联。
所述电源箱1内设有散热风机12，所述散热风机安装在电池托盘正上方的电源箱上，所述散热风机的出风口对准电池托盘，其散热方向由上往下进风，热风由托盘两侧排出后从电源箱背面的通风网板排出，所述散热风机的控制端与所述电源控制板的控制端电连接。
所述电源测试通道为300A电源测试通道。
每一个电源测试通道对应一块电池。
所述电源控制机构还增设报警器和托盘到位检测器，其中报警器的控制端与所述控制端信号输出端电连接，用于在异常情况下报警，所述托盘到位检测器的信号输出端与所述控制器相应信号输入端电连接。
所述电源箱内腔的充放电工作区位于中部，充放电工作区位于电源安装区正上方，测试控制区设置在充放电工作区的侧面。
电池托盘通过滚筒线到达指定位置，运动机构部可以装载带一定数量的电池托盘，还包括托盘装载运动机构，运动机构具有上下运动和电池夹具控制汽缸，用于控制加载不同电池宽度的电池托盘，电池夹具采用汽缸整体控制压紧，控制方便，一致性好。运动机构柜同时还包含了不同状态的托盘到位检测，能检测各种情况的托盘到位异常情况并提出警示，安全性好。电源箱放置于运动机构柜的侧面，连线简便，每块电池对应一个充放电通道，具有充放电效率高和电阻值一致性好等优点。强电控制部主要给机构部和电源部提供供电需求，在工作过程事实检测各主要功能部件的工作状态，出现异常情况能及时上传异常处理模块报警信息。异常处理模块在出现异常停电情况能及时保存当前工作状态，保证充放电过程的数据不丢失，来电后给操作者提示信息，检测的数据通过路由器上传至服务器。
工作时，机构部将托盘通过滚筒线将托盘传送到位，探针板驱动气缸用于控制左右两块探针板相向或反向移动，把探针板移动到位，探针夹紧气缸控制探针夹紧，压紧电池极耳。但启动测试流程时电池托盘上方的散热风机开启，散热方向是由上往下进风，热风由托盘两侧排出。
电源箱中有多个独立电源充放电测试通道，每个通道对应多块电池，电源控制板独立控制，检测的电流、电压数据及报警信息经控制器统一通过以太网打包传送到数据处理器，再由数据处理器根据上传的数据计算得到电池的直流内阻值。电源箱的电源热量由通风网板后面排出。电源箱操作面板上分布2个按钮和1个指示灯，分别是设备启动按钮用于控制充放电电源启停，急停按钮用于出现异常情况的紧急停止，状态指示灯可以指示电源箱充放电电源的工作状态，包含测试中、停止、异常。
本装置具备电池反接保护、电池短路保护、电压、电流波动度超限保护、电池过压欠压保护、电池过流保护、过温保护、烟雾报警保护等保护机制。可适应动力电池电流在300A以下的直流内阻测试。
实施例2本实施例与实施例1的区别之处在于：电源柜1中有8个独立电源充放电测试通道。每个通道对应一个电池，电源控制板独立控制，检测的电流、电压数据及报警信息通过以太网传送到外部数据处理器，由数据处理器根据上传的数据计算得到电池的直流内阻值。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (8)
1.大电流直流内阻测试装置，其特征在于：包括电源箱、辅助电源箱、运动机构部和电源控制机构，所述电源箱内腔通过隔板分隔成用于对待测电池进行直流内阻测试的充放电工作区、用于安装辅助电源箱的电源安装区以及用于安装电源控制机构的测试控制区，其中所述充放电工作区安装用于放置电池的机构部；所述测试控制区设有若干可与被测试电池匹配且独立的电源测试通道，每个测试通道对应多块待测电池；
所述运动机构部包括用于将托盘输送至测试工位的动力滚筒线、用于与待测电池接触连接的探针板、用于驱动探针板水平移动至测试工位的探针板驱动气缸以及用于控制探针板上探针夹紧的探针夹紧气缸，所述滚筒线平铺在充放电工作区，且所述滚筒线自带驱动装置，可将置于其上的托盘运输至充放电工作区；两块探针板相对布置，且每块探针板与对应的探针板驱动气缸的动作端固接，实现两探针板间距的调整；探针板面向托盘的端面分布若干探针，其中探针通过连接件与探针夹紧气缸固接，其中两探针夹紧气缸的运动端相向运动，实现探针对待测电池极耳的压紧；探针板驱动气缸以及探针夹紧气缸通过相应供气管与外部气源管路连通，并且供气管处配有气压阀；
所述电源控制机构包括若干电源控制板、控制器和数据处理器，每块电源控制板对应一个电源测试通道，所述电源控制板第一信号传输端通过导线与所述电源测试通道的信号传输端电连接，实现电源控制板与电源测试通道的信号双向传输；电源控制板的第二信号传输端与所述控制器的第一信号传输端电连接，实现电源控制板与控制器的信号双向传输；所述控制器的第二信号传输端与电源操作面板的信号传输端电连接，实现控制器与电源操作面板的信号双向传输；所述控制器的第一信号输出端通过以太网与所述数据处理器的信号输入端信号连接，用于将测试电池的检测电流、电压数据传输给数据处理器以得到电池的直流内阻值；所述控制器的第二信号输出端分别与所述驱动装置的控制端、所述探针板驱动气缸的控制端以及所述探针夹紧气缸的控制端电连接；
所述辅助电源箱安装在电源安装区，并且所述辅助电源箱的输电端分别通过相应导线与所述运动机构部以及所述电源控制机构的供电端电连接，所述辅助电源箱配有用于控制整个输电电连通断的电源总开关，用于控制运动机构部以及电源控制机构的供电。
2.如权利要求1所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：所述电源控制板包括用于控制电源箱供电的强电控制模块、用于控制辅助电源供电的辅助控制模块以及用于存储异常断电时电池信息的异常处理模块，其中所述强电控制模块的第一信号传输端通过导线与所述电源测试通道的信号传输端电连接，实现电源控制板与电源测试通道的信号双向传输；所述强电控制模块的第二信号输出端与所述异常处理模块的信号输入端信号相连；所述辅助控制模块的信号输出端与所述辅助电源的其中一个输电端电连接，所述异常处理模块的输出端与所述控制器的对应的信号输入端电连接。
3.如权利要求1所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：所述电源操作面板上设有用于控制充放电电源启停的启动按钮、用于出现异常情况的紧急停止的急停按钮以及用于指示电源箱充放电电源工作状态的状态指示灯，所述启动按钮、急停按钮以及状态指示灯通过控制电路串联。
4.如权利要求3所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：所述电源箱内设有散热风机，所述散热风机安装在电池托盘正上方的电源箱上，所述散热风机的出风口对准电池托盘，其散热方向由上往下进风，热风由托盘两侧排出后从电源箱背面的通风网板排出，所述散热风机的控制端与所述电源控制板的控制端电连接。
5.如权利要求1所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：所述电源测试通道为300A电源测试通道。
6.如权利要求5所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：每一个电源测试通道对应24块电池。
7.如权利要求1所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：所述电源控制机构还增设报警器和托盘到位检测器，其中报警器的控制端与所述控制端信号输出端电连接，用于在异常情况下报警，所述托盘到位检测器的信号输出端与所述控制器相应信号输入端电连接。
8.如权利要求1所述的大电流直流内阻测试装置，其特征在于：所述电源箱内腔的充放电工作区位于中部，充放电工作区位于电源安装区正上方，测试控制区设置在充放电工作区的侧面。
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