CN108539302A - 一种电动汽车动力电池充放电检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池充放电检测装置，该装置包括检测连接插头和检测单元；所述检测连接插头通过连接线束与检测单元相连接；所述检测连接插头与电动汽车直流充电插座相配合；通过将检测插头插入电动汽车直流充电插座，可将检测单元与电动汽车动力电池电连接，进而实现对动力电池直接进行充放电测试。本发明，可在不对电动汽车动力电池进行拆卸的情况下进行充放电测试，简化了测试流程；通过CAN通信功能能进行双向通信，并能将测试结果反馈给动力电池，方便电动汽车对动力电池参数进行校正；同时通过电阻的方式进行充放电状态独立确认，避免因错误设置或操作造成对电池的损伤，增加了系统的安全性和可靠性。

Description

一种电动汽车动力电池充放电检测装置

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池检测领域，具体地说是一种电动汽车动力电池充放电检测装置。

背景技术

动力电池作为电动汽车的关键部件之一，为电动汽车提供电力来源，其电性能好坏直接影响整车动力性、舒适性和安全性。动力电池的电性能参数主要包括容量、内阻、功率、充电倍率等，其数值主要采用充放电检测装置进行测量。现有充放电检测装置一般不包括状态控制单元和检测连接插头，在进行电动汽车动力电池电性能测试时，仅通过螺栓或简易插件将检测装置正负极与电池正负极机械连接，然后人工检查连接可靠性并手动设置检测状态、测试参数；特别是对于已经装上车的动力电池电性能的测试，需要将动力电池或／和高压线束拆卸，再与充放电检测装置进行连接后方可测试，而且测试过程需要进行复杂的设置，费时费力。因此，迫切需要一种电动汽车动力电池充放电检测装置，在不对动力电池或／和高压线束进行拆卸的情况下能快速的通过直流充电插座对装载于电动汽车上的动力电池进行检测，特别是能自动检测或设置检测状态并根据检测状态自动设置测试参数，能将测试结果反馈给电动汽车或动力电池，方便电动汽车对动力电池运行参数进行校正或测量。

发明内容

根据上述提出的技术问题，本发明提供了一种电动汽车动力电池充放电检测装置，通过检测连接插头与电动汽车直流充电接口连接，并利用状态控制单元引导电池进入检测状态，同时通过CAN通信功能进行双向通信，完成测试参数设置并能将测试结果反馈给动力电池。本发明采用的技术手段如下。

一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：该装置包括检测连接插头和检测单元；所述检测连接插头通过连接线束与检测单元相连接；所述检测连接插头与电动汽车直流充电插座相匹配，并至少包含电池正极连接端子、电池负极连接端子、车身地连接端子、检测状态信号连接端子、CAN通信正连接端子、CAN通信负连接端子；所述检测单元包括人机交互单元、检测控制单元、状态控制单元、充放电单元。

作为优选，所述状态控制单元包括检测设备接地端子、第一状态电阻、第二状态电阻、第一状态开关、第二状态开关；所述第一状态电阻一端与所述检测设备接地端子电连接，另一端经过第一状态开关与所述检测状态信号连接端子电连接；所述第二状态电阻一端与所述检测设备接地端子电连接，另一端经过第二状态开关与所述检测状态信号连接端子电连接；所述第一状态开关、第二状态开关的控制端分别与所述检测控制单元电连接。

作为优选，所述检测控制单元可根据所述检测设备接地端子与所述检测状态信号连接端子之间的电阻值或/和电阻值的周期变化频率值，控制充放电单元处于充电状态、放电状态、充放电状态、停止状态或其它定义的任意状态。

本发明设计的要点是：当所述充放电单元处于充电状态时，所述检测装置仅对电池进行充电操作；当所述充放电单元处于放电状态时，检测装置仅对动力电池进行放电操作；当所述充放电单元处于充放电状态时，检测装置可对动力电池进行充电或放电操作；当所述充放电单元处于停止状态时，检测装置将不对动力电池进行任何操作；当所述充放电单元处于定义的其他状态时，如：故障状态，完成状态等，检测装置将对动力电池进行相对应的操作。通过将第一状态电阻、第二状态电阻设定为不同的电阻值，并控制第一状态开关、第二状态开关周期性的闭合和断开，将使所述检测设备接地端子与所述检测状态信号连接端子之间的电阻值，以不同的电阻或/和频率变化，定义不同的电阻或/和电阻变化频率与各定义的状态相对应，则可以根据不同的电阻或/和电阻变化频率区分各个状态。如选取第一状态电阻为1kΩ，第二状态电阻为2kΩ，分别设置仅闭合第一状态开关、仅闭合第二状态开关、同时闭合第一状态开关和第二状态开关、第二状态开关常闭并以50Hz闭合和断开第一状态开关、第一状态开关常闭并以50Hz闭合和断开第二状态开关，则可以在所述检测设备接地端子与所述检测状态信号连接端子之间分别得到1kΩ、2kΩ、2/3kΩ、2kΩ和2/3kΩ50Hz变化、1kΩ和2/3kΩ50Hz变化5个不同的电阻状态值，从而可以定义充放电单元的5个状态与之相对应。本发明的检测装置在进行实际检测时，外部待检测电池亦可以通过所述检测状态信号连接端子监控此电阻值，进而确定当前检测装置所处的状态。

作为优选，所述电池正极连接端子通过导线与所述充放电单元正极电连接；所述电池负极连接端子通过导线与所述充放电单元负极电连接；所述车身地连接端子通过导线与所述检测设备接地端子电连接；所述检测状态信号连接端子、所述CAN通信正连接端子、所述CAN通信负连接端子分别通过导线与所述检测控制单元电连接；所述人机交互单元、所述充放电单元分别通过总线与检测控制单元电连接。

作为优选，所述检测控制单元具备CAN通信功能并可通过所述CAN通信正连接端子、所述CAN通信负连接端子与待检测动力电池进行双向CAN通信；所述检测单元与所述检测连接插头间的导线集成在所述连接线束中，并通过导线的绝缘层相互隔离。

作为优选，所述检测控制单元可根据人机交互单元或CAN通信发送的指令，闭合或断开第一状态开关或/和第二状态开关，即通过人机交互单元或待检测电池的CAN通信发送指令使充放电单元进行状态切换。

作为优选，当所述充放电单元处于充电状态/放电状态/充放电状态时，所述检测控制单元可根据人机交互单元设置的工况或CAN通信设置的工况控制充放电单元对待检测动力电池进行充电操作/放电操作/充放电操作。

作为优选，所述人机交互单元为上位机、触摸屏或其他可以实现信息输入输出的设备。

作为优选，所述总线为RS485、RS422、RS232、CAN、LIN或其它可以实现数据通信的任意方式中的一种。

作为优选，所述第一状态电阻、第二状态电阻的阻值为0.1-10kΩ；所述第一状态开关、所述第二状态开关为固态继电器、MOSFET、IGBT、三极管或可以实现电路导通与断开的任何元器件中的一个。

本发明在具体应用时，检测连接插头外形可参照与待检测车辆直流充电插座相对应的充电枪的设计，并将所述电池正极连接端子、电池负极连接端子、车身地连接端子、检测状态信号连接端子、CAN通信正连接端子、CAN通信负连接端子分别与直流充电插座的充电正极连接端子、充电负极连接端子、车身地连接端子、充电确认信号连接端子、CAN通信正连接端子、CAN通信负连接端子一一对应，其它未用的端子可留空，以方便插接。

较现有技术相比，本发明的检测装置在不对动力电池或／和高压线束进行拆卸的情况下能快速的通过直流充电插座对装载于电动汽车上的动力电池进行检测，特别是能进行检测状态的实时识别，简化了测试流程；通过CAN通信功能能进行双向通信，并能将测试结果反馈给动力电池，方便电动汽车对动力电池运行参数的测量和校正；同时通过电阻的方式进行充放电状态独立确认，避免因错误设置或操作造成对电池的损伤，增加了系统的安全性和可靠性。

基于上述理由本发明可在电动汽车动力电池检测领域广泛推广。

附图说明

图1是本发明的电动汽车动力电池充放电检测装置的结构示意图。

图2是本发明的电动汽车动力电池充放电检测装置实施例1的外形结构示意图。

图3是本发明的电动汽车动力电池充放电检测装置实施例2的外形结构示意图。

图中1、检测连接插头，2、检测单元，3、连接线束，4、人机交互单元，5、充放电单元，6、状态控制单元，7、检测控制单元，8、检测设备接地端子，9、第一状态电阻，10、第一状态开关，11、第二状态电阻，12、第二状态开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参照图1，图1是本发明的电动汽车动力电池充放电检测装置的结构示意图。所示电动汽车动力电池充放电检测装置包括检测连接插头1和检测单元2；所述检测连接插头1通过连接线束3与检测单元2相连接；所述检测连接插头1与电动汽车直流充电插座相匹配，并至少包含电池正极连接端子DC+、电池负极连接端子DC-、车身地连接端子PE、检测状态信号连接端子CC2、CAN通信正连接端子S+、CAN通信负连接端子S-；所述检测单元2包括人机交互单元4、检测控制单元7、充放电单元5、状态控制单元6。所述状态控制单元6包括检测设备接地端子8、第一状态电阻9、第二状态电阻11、第一状态开关10、第二状态开关12；所述第一状态电阻9一端与所述检测设备接地端子8电连接，另一端经过第一状态开关10与所述检测状态信号连接端子CC2电连接；所述第二状态电阻11一端与所述检测设备接地端子8电连接，另一端经过第二状态开关12与所述检测状态信号连接端子CC2电连接；所述第一状态开关10、第二状态开关12的控制端分别与所述检测控制单元7电连接。所述电池正极连接端子DC+通过导线与所述充放电单元5正极DC+电连接；所述电池负极连接端子DC-通过导线与所述充放电单元5负极DC-电连接；所述车身地连接端子PE通过导线与所述检测设备接地端子8电连接；所述检测状态信号连接端子CC2、所述CAN通信正连接端子S+、所述CAN通信负连接端子S-分别通过导线与所述检测控制单元7电连接；所述人机交互单元4、所述充放电单元5分别通过总线与检测控制单元7电连接。

实施例1。

请参照图2，图2是本发明的电动汽车动力电池充放电检测装置实施例1的外形结构示意图。本实施例的电动汽车动力电池充放电检测装置包括检测连接插头1和检测单元2；检测连接插头1采用与GB/T 20234.3-2015中车辆插座相匹配的外形设计，并设计成可以与之插接；检测连接插头1的连接端子包含电池正极连接端子DC+、电池负极连接端子DC-、车身地连接端子PE、检测状态信号连接端子CC2、CAN通信正连接端子S+、CAN通信负连接端子S-，并分别与直流充电插座的充电正极连接端子、充电负极连接端子、车身地连接端子、充电确认信号连接端子、CAN通信正连接端子、CAN通信负连接端子一一对应，其它未用的端子留空。检测单元2包括人机交互单元4、检测控制单元7、状态控制单元6、充放电单元5；人机交互单元4为触摸屏，并通过RS485总线与检测控制单元7电连接；状态控制单元的第一状态电阻9阻值为1kΩ，第二状态电阻11为2kΩ，第一状态开关10、第二状态开关12均为MOSFET，其控制端与检测控制单元7电连接；充放电单元5通过RS485总线与检测控制单元7电连接。

本实施例的电动汽车动力电池充放电检测装置的充放电单元5有充电状态、放电状态、充放电状态、停止状态四个状态，与之对应的检测设备接地端子8与检测状态信号连接端子CC2之间的电阻值为1kΩ、2kΩ、2/3kΩ、高阻态（开路），检测控制单元7根据其电阻值可以控制充放电单元5处于相对应的状态。同时，通过触摸屏4的指令，检测控制单元7可以分别设置仅闭合第一状态开关10、仅闭合第二状态开关12、同时闭合第一状态开关10和第二状态开关12、同时断开第一状态开关10和第二状态开关12以实现四个不同状态的切换。外部待检测电池在测试时通过所述检测状态信号连接端子CC2监控此电阻值，进而确定当前检测装置所处的状态，同时根据当前状态设定检测参数，避免误操作。如：当检测设备仅用作放电时，通过触摸屏4的指令使检测控制单元7仅闭合第二状态开关12，此时检测设备接地端子8与检测状态信号连接端子CC2之间的电阻值为2kΩ，检测控制单元7根据其电阻值设定充放电单元5进入放电状态；当检测连接插头插入电动汽车直流插座对动力电池检测时，动力电池通过检测状态信号连接端子CC2监控到此电阻为2kΩ，当前检测装置仅对动力电池进行放电操作，因此仅通过CAN通信设置放电参数并返回结果，避免了其他错误的设置或操作。

采用本实例的电动汽车动力电池充放电检测装置，在不对动力电池或／和高压线束进行拆卸的情况下能快速的通过直流充电插座对装载于电动汽车上的动力电池进行检测，特别是能进行检测状态的自动识别，简化了测试流程。

实施例2。

请参照图3，图3是本发明的电动汽车动力电池充放电检测装置实施例2的外形结构示意图。本实施例的电动汽车动力电池充放电检测装置包括检测连接插头1和检测单元2；检测连接插头1采用与GB/T 20234.3-2015中车辆插座相匹配的外形设计，并设计成可以与之插接；检测连接插头1的连接端子包含电池正极连接端子DC+、电池负极连接端子DC-、车身地连接端子PE、检测状态信号连接端子CC2、CAN通信正连接端子S+、CAN通信负连接端子S-，并分别与直流充电插座的充电正极连接端子、充电负极连接端子、车身地连接端子、充电确认信号连接端子、CAN通信正连接端子、CAN通信负连接端子一一对应，其它未用的端子留空。检测单元2包括人机交互单元4、检测控制单元7、状态控制单元6、充放电单元5；人机交互单元4为上位机，并通过LIN总线与检测控制单元7电连接；状态控制单元6的第一状态电阻9阻值为3kΩ，第二状态电阻11为2kΩ，第一状态开关10、第二状态开关12均为固态继电器，其控制端与检测控制单元7电连接；充放电单元5通过LIN总线与检测控制单元7电连接。

本实施例的电动汽车动力电池充放电检测装置的充放电单元5有充电状态、放电状态、充放电状态、停止状态、故障状态五个状态，与之对应的检测设备接地端子8与检测状态信号连接端子CC2之间的电阻值为3kΩ、2kΩ、1.2kΩ、高阻态（开路）、2kΩ和1.2kΩ10Hz周期变化，检测控制单元7根据其电阻值可以控制充放电单元5处于相对应的状态。同时，通过上位机的指令或待检测动力电池的CAN指令，检测控制单元7可以分别设置仅闭合第一状态开关10、仅闭合第二状态开关12、同时闭合第一状态开关10和第二状态开关12、同时断开第一状态开关10和第二状态开关12、第二状态开关12常闭并以10Hz闭合和断开第一状态开关10以实现五个不同状态的切换。待检测动力电池在测试时通过所述检测状态信号连接端子CC2监控此电阻值，进而确定当前检测装置所处的状态，并根据当前状态设定检测参数，避免误操作，同时在检测过程中根据需要可以通过CAN指令设置切换不同的状态。如：当检测设备仅用作充电时，通过上位机4的指令使检测控制单元7仅闭合第一状态开关10，此时检测设备接地端子8与检测状态信号连接端子CC2之间的电阻值为3kΩ，检测控制单元7根据其电阻值设定充放电单元5进入充电状态；当检测连接插头插入电动汽车直流插座对动力电池检测时，动力电池通过检测状态信号连接端子CC2监控到此电阻为3kΩ，当前检测装置仅对电池进行充电操作，因此仅通过CAN通信设置充电参数并在测试后返回测试结果，避免了其他错误的设置或操作。在充电过程中，如待检测动力电池出现故障，可通过CAN通信指令设置第二状态开关12常闭并以10Hz闭合和断开第一状态开关10以使充放电单元设置为故障状态，同时可以通过检测状态信号连接端子CC2监控到此电阻状态是否正确设置，以确认相应的指令是否正常执行，从而可以快速的对未正常处理的指令进行重新发送或处理，避免了因此对动力电池或检测装置造成损坏，加强了系统的可靠性。

采用本实例的电动汽车动力电池充放电检测装置，不仅能在不对动力电池或／和高压线束进行拆卸的情况下快速的通过直流充电插座对装载于电动汽车上的动力电池进行检测，并通过CAN通信双向交互返回结果，方便电动汽车对动力电池运行参数进行校正，而且能进行检测状态的自动识别和切换，进而实现自动检测；同时通过电阻的方式进行充放电状态独立确认，避免因错误设置或操作造成对动力电池的损伤，增加了系统的安全性和可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：该装置包括检测连接插头和检测单元；所述检测连接插头通过连接线束与检测单元相连接；所述检测连接插头与电动汽车直流充电插座相匹配，并至少包含电池正极连接端子、电池负极连接端子、车身地连接端子、检测状态信号连接端子、CAN通信正连接端子、CAN通信负连接端子；所述检测单元包括人机交互单元、检测控制单元、状态控制单元、充放电单元。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述状态控制单元包括检测设备接地端子、第一状态电阻、第二状态电阻、第一状态开关、第二状态开关；所述第一状态电阻一端与所述检测设备接地端子电连接，另一端经过第一状态开关与所述检测状态信号连接端子电连接；所述第二状态电阻一端与所述检测设备接地端子电连接，另一端经过第二状态开关与所述检测状态信号连接端子电连接；所述第一状态开关、第二状态开关的控制端分别与所述检测控制单元电连接。

3.根据权利要求1、2所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述检测控制单元可根据所述检测设备接地端子与所述检测状态信号连接端子之间的电阻值或/和电阻值的周期变化频率值，控制充放电单元处于充电状态、放电状态、充放电状态、停止状态或其它定义的任意状态。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述电池正极连接端子通过导线与所述充放电单元正极电连接；所述电池负极连接端子通过导线与所述充放电单元负极电连接；所述车身地连接端子通过导线与所述检测设备接地端子电连接；所述检测状态信号连接端子、所述CAN通信正连接端子、所述CAN通信负连接端子分别通过导线与所述检测控制单元电连接；所述人机交互单元、所述充放电单元分别通过总线与检测控制单元电连接。

5.根据权利要求1、4所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述检测控制单元具备CAN通信功能并可通过所述CAN通信正连接端子、所述CAN通信负连接端子与待检测动力电池进行双向CAN通信；所述检测单元与所述检测连接插头间的导线集成在所述连接线束中，并通过导线的绝缘层相互隔离。

6.根据权利要求1-5所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述检测控制单元可根据人机交互单元或CAN通信发送的指令，闭合或断开第一状态开关或/和第二状态开关。

7.根据权利要求1-6所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：当所述充放电单元处于充电状态/放电状态/充放电状态时，所述检测控制单元可根据人机交互单元设置的工况或CAN通信设置的工况控制充放电单元对待检测动力电池进行充电操作/放电操作/充放电操作。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述人机交互单元为上位机、触摸屏或其他可以实现信息输入输出的设备。

9.根据权利要求4所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述总线为RS485、RS422、RS232、CAN、LIN或其它可以实现数据通信的任意方式中的一种。

10.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池充放电检测装置，其特征在于：所述第一状态电阻、第二状态电阻的阻值为0.1-10kΩ；所述第一状态开关、所述第二状态开关为固态继电器、MOSFET、IGBT、三极管或可以实现电路导通与断开的任何元器件中的一个。