CN108710038A - 一种便携式超级电容模组检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于新能源汽车动力电池检测装置领域，具体涉及一种便携式超级电容模组检测装置。一种用于对超级电容模组进行充放电测试而且便携性高、可快速充放电、安全性好、维护日志记录便利的便携式超级电容模组检测装置。一种便携式超级电容模组检测装置，包括被检模组、交流电网、远程服务器和交流负载，还包括：对外DC/DC变流单元，该单元为双向变流单元，一侧与被检测模组相连；超级电容储能单元，与对外DC/DC变流单元的另一侧相连；内部DC/DC变流单元，该单元为双向变流单元，与一侧超级电容储能单元相连；电池储能单元，与内部DC/DC变流单元的另一侧相连；DC/AC变流单元，该单元为高升压比的变流单元，一侧与超级电容储能单元相连，另一侧与交流负载相连。

Description

一种便携式超级电容模组检测装置

技术领域

本发明属于新能源汽车动力电池检测装置领域，具体涉及一种便携式超级电容模组检测装置。

背景技术

超级电容是具有可快速充放电，工作温度范围宽，使用寿命长等技术特点，近年来，随着超级电容器应用成本的不断降低，超级电容器在电动大巴、储能式有轨电车等装置上得到了大量应用。为确保超级电容的可靠应用，设备提供商必须解决现场的设备维护和检修问题，通常需要一种超级电容模组检测装置。

传统的超级电容模组检测装置的工作模式如下：对超级电容进行充电时，外部需要连接交流电网的电缆，通过AC/DC转换装置，将交流电能转换成为直流，为设备充电。对超级电容进行放电时，利用负载电阻对超级电容进行放电。

上述装置存在以下缺点：

充电线缆为高压交流电，在现场施工，需要额外电缆。对于电动车运行现场等无交流供电场所，设备无法进行充电操作。

利用电阻放电引起设备发热，若采用风扇等冷却装置冷却，系统维护存在很大的噪音污染。

利用电阻进行放电，造成能源浪费。

设备发热严重时，若检修人员不小心，可能烫伤检修人员的身体。

设备维护日志记录需要依赖于人工笔记记录，设备使用的便利性较低。

中国公开号CN106786998公开日为2017年05月31号，公开了一种充放电电路、移动终端及电池充放电的控制方法，涉及电子技术领域，解决现有电池充放电方式单一的问题。该充放电电路包括：充电输入端、放电输出端、接地端、至少两个电池和多个切换开关；多个切换开关接设于至少两个电池与充电输入端、放电输出端和接地端的连接电路上；通过控制多个切换开关的连通或断开，充放电电路形成为串联充电电路、并联充电电路、单独充电电路、串联放电电路、并联放电电路或者单独放电电路。本发明的方案增加了充放电方式，提高了与充电器的兼容性，且能够避免充电发热大、放电损耗大、对接口和通路的要求高等单一充放电方式导致的问题，提高了充放电体验。

但是其不足之处在于，该专利下的发明，其利用动力电池串并联结构改变输出电压，而并非通过电力电子变换器，电压适应能力弱，这种结构无法应用在模组检测仪中。

发明内容

本发明创造为了解决上述存在的安全和维护性低以及电压适应能力弱的问题，提出了一种用于对超级电容模组进行充放电测试而且便携性高、可快速充放电、安全性好、维护日志记录便利的便携式超级电容模组检测装置。

为了实现上诉目的，所采用的技术方案是，一种便携式超级电容模组检测装置，包括被检模组、交流电网、远程服务器和交流负载，还包括：对外DC/DC变流单元，该单元为双向变流单元，一侧与被检测模组相连；超级电容储能单元，与对外DC/DC变流单元的另一侧相连；内部DC/DC变流单元，该单元为双向变流单元，与一侧超级电容储能单元相连；电池储能单元，与内部DC/DC变流单元的另一侧相连；DC/AC变流单元，该单元为高升压比的变流单元，一侧与超级电容储能单元相连，另一侧与交流负载相连；远程检测记录终端，接收被测模组通过功率线缆传递的电力线载波信号，并将检测后的数据发送至远程服务器。

作为优选，所述的超级电容，由若干个超级电容器单体相互并联组成的低压储能单元。

作为优选，所述的超级储能单元，其最高工作电压小于人体安全工作电压。安全性好。

作为优选，所述的电池储能单元，该单元按照系统需求定制成锂电池或其他电池；当超级电容储能单元缺电时，电池储能单元能对超级电容储能单元补充电量；当超级电容储能单元电压偏高时，电池储能单元吸收超级电容的电量。确保设备安全。

作为优选，所述的对外DC/DC变流单元，该单元为直接接触的高功率DC/DC装置，实现了对被测试模组的快速充电和放电。

作为优选，所述的内部DC/DC变流单元，该单元集成了电池管理功能。能确保电池的可靠工作。

作为优选，所述的DC/AC变流单元，该变流单元为高升压隔离型DC/AC装置，当工作在离网模式，实现交流逆变输出，用于作为现场的临时供电系统；当工作在并网模式，输出纯正弦波形，将检测装置内储能单元的电能输出至交流电网，在并网模式下，被测模组的电流存在二次交流纹波，用于被测模组的内阻检测。

作为优选，所述的远程检测记录终端，该终端集成了电力线载波功能，可对功率电缆进行通信信号的写入和读取，从而实现与被测模组的信号通信。

作为优选，所述的检测装置集成与便携式拉杆箱中。

本发明创造有益效果：（1）装置的使用便利性好。在检测模组时，只需要连接功率线缆即可实现模组检测。无需连接复杂的信号检测线，信号传输依赖于电力线载波通信。（2）装置的检测效率高。设备内部集成超级电容器，可实现被测模组的快速充放电，从而减少被测模组的检测时间，提高检测效率。（3）装置的安全性强。装置内的储能单元均采用低电压设计，可有效确保装置使用者的人身安全。（4）装置的智能化程度高。装置内集成了检修日志记录，且可远程发送，确保检修数据在第一时间传送至后台服务器。（5）装置的电能损耗少，节能环保。检修时，被测模组的电能不采用电阻消耗，而是转移至储能元件中，无需额外的散热装置。（6）装置具有便携特性。该装置在使用时，无需外部220V交流供电，且采用拉杆箱设计，方便携带和使用。

附图说明

图1 为一实施例中的模组检测装置的结构示意图

图2 为实施例的控制流程图

图中：1、电容功率连接口，2、对外DC/DC变流单元，3、超级电容，4、DC/AC变流单元，5、电网，6、远程检测记录终端，7、内部DC/DC变流单元，8、电池。

具体实施方式

实施例

为了使本发明的目的、技术方案及有点更加的清晰明确，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。特此说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

超级电容3模组检测装置，可以用于对超级电容3模组进行充放电及检测。图1为超级电容3模组检测装置的系统框图，包括超级电容3器、电池8、DC/DC变流装单元、DC/AC变流单元4、远程检测记录终端6。图2为本实施例的流程图。

超级电容3储能单元，为超级电容3单体并联组成的低压储能单元。通过对外DC/DC变流单元2与被检测模组实现能量交换；

电池8储能单元，通过内部DC/DC装置与超级电容3器相连，实现超级电容3储能单元与电池8储能单元的能量交换；

对外DC/DC变流单元2，该单元为双向变流单元，一侧与内部的超级电容3储能单元相连，另一侧与被检测模组相连。

内部DC/DC变流单元7，该单元为双向变流单元，一侧与内部的超级电容3储能单元相连，另一侧与电池8储能单元相连。

DC/AC变流单元4，该单元为高升压比的变流单元，一侧与超级电容3储能单元相连，另一侧与交流电网5或者交流负载相连。

远程检测记录终端6，接收被测模组通过功率线缆传递的电力线载波信号，并将检测后的数据发送至远程服务器。

检测装置集成在便携式拉杆箱中。

所述的超级电容3储能单元，其最高工作电压小于10V。超级电容3储能单元集成的CMS电路结构采用普通的被动均压电路结构。

所述的电池8储能单元，为锂电池8。当超级电容3储能单元缺电时，电池8储能单元能对超级电容3补充电量；当超级电容3电压偏高时，可以吸收超级电容3的电量，确保设备安全。

所述的对外DC/DC变流单元2，该单元为非隔离的高功率DC/DC装置，可实现对被测试模组的快速充电和放电。

所述的内部DC/DC变流单元7，该单元集成了电池8管理功能，采用被动式的电池8管理方式，能确保电池8的可靠工作。

所述的DC/AC变流单元4，该变流单元为高升压隔离型DC/AC装置，工作在并网模式，输出纯正弦波形，将检测装置内储能单元的电能输出至交流电网5。在该模式下，被测模组的电流存在二次交流纹波，用于被测模组的内阻检测。

所述的远程检测记录终端6，该终端集成了电力线载波功能，可对功率电缆进行通信信号的写入和读取，从而实现与被测模组的信号通信。该记录终端还可将检测后的数据，通过移动通信信号发送至远程服务器，用于生成维护日志。

本发明创造所述的装置的使用便利性好。在检测模组时，只需要连接功率线缆即可实现模组检测。无需连接复杂的信号检测线，信号传输依赖于电力线载波通信。装置的检测效率高。设备内部集成超级电容3器，可实现被测模组的快速充放电，从而减少被测模组的检测时间，提高检测效率。装置的安全性强。装置内的储能单元均采用低电压设计，可有效确保装置使用者的人身安全。装置的智能化程度高。装置内集成了检修日志记录，且可远程发送，确保检修数据在第一时间传送至后台服务器。装置的电能损耗少，节能环保。检修时，被测模组的电能不采用电阻消耗，而是转移至储能元件中，无需额外的散热装置。装置具有便携特性。该装置在使用时，无需外部220V交流供电，且采用拉杆箱设计，方便携带和使用。

本实施例的流程图如图2所示。

步骤1：在本实施例中，将检测装置的电容功率连接口11与被测超级电容3模组相连。

步骤2：开启装置进行检测，本装置会通过外部DC/DC变流单元对被测电容模组进行充电，并通过远程检测记录终端6对充电数据进行存储。

步骤3：当被测超级电容3模组充电完成后，检测装置会提示开始对超级电容3模组进行放电。

步骤4：在被测模组进行放电时，装置会判断是否需要在放电过程中对220V电网5进行馈电。如果内部超级电容3电压及电池8电压偏高，则系统通过DC/AC变流单元4对电网5进行放电。

步骤5：放电过程结束后，检测记录终端将检测数据传输回远程服务器。

步骤6：检测结束后，拆除检测装置与被测超级电容3模组的连接线，过程结束。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种便携式超级电容模组检测装置，包括被检测模组、交流电网、远程服务器和交流负载，其特征在于，还包括：

对外DC/DC变流单元，该单元为双向变流单元，一侧与被检测模组相连；

超级电容储能单元，与对外DC/DC变流单元的另一侧相连；

内部DC/DC变流单元，该单元为双向变流单元，与一侧超级电容储能单元相连；

电池储能单元，与内部DC/DC变流单元的另一侧相连；

DC/AC变流单元，该单元为高升压比的变流单元，一侧与超级电容储能单元相连，另一侧与交流负载相连；

远程检测记录终端，接收被测模组通过功率线缆传递的电力线载波信号，并将检测后的数据发送至远程服务器。

2.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的超级电容，由若干个超级电容器单体相互并联组成的低压储能单元。

3.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的超级储能单元，其最高工作电压小于人体安全工作电压。

4.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的电池储能单元，该单元按照系统需求定制成锂电池或其他电池；当超级电容储能单元缺电时，电池储能单元能对超级电容储能单元补充电量；当超级电容储能单元电压偏高时，电池储能单元吸收超级电容的电量。

5.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的DC/AC变流电源，该变流单元为高升压隔离型DC/AC装置，当工作在离网模式，实现交流逆变输出，用于作为现场的临时供电系统；当工作在并网模式，输出纯正弦波形，将检测装置内储能单元的电能输出至交流电网，在并网模式下，被测模组的电流存在二次交流纹波，用于被测模组的内阻检测。

6.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的对外DC/DC变流单元，该单元为直接接触的高功率DC/DC装置，实现了对被测试模组的快速充电和放电。

7.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的内部DC/DC变流单元，该单元集成了电池管理功能。

8.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的远程检测记录终端，该终端集成了电力线载波功能，可对功率电缆进行通信信号的写入和读取，从而实现与被测模组的信号通信。

9.根据权利要求1所述的一种便携式超级电容模组检测装置，其特征在于，所述的检测装置集成与便携式拉杆箱中。