CN109001646B

CN109001646B - 动力电池模组检测设备

Info

Publication number: CN109001646B
Application number: CN201811102125.XA
Authority: CN
Inventors: 倪秀兵; 肖峰; 杨兵; 刘兰舜
Original assignee: Wuhu Qida Power Battery System Co ltd
Current assignee: Wuhu Qida Power Battery System Co ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: CN109001646A

Abstract

本发明公开了一种动力电池模组检测设备，包括工控机、用于采集动力电池模组的数据信息且将采集的数据信息传输至工控机的采集模块以及与工控机为电连接的万用表、绝缘耐压仪和内阻测试仪。本发明的动力电池模组检测设备，能够快速对模组相关性能进行检测，提高模组的性能检测效率，降低检测难度，可有效地监测模组性能及安全状态，同时方便模组后续数据查询及追溯。

Description

动力电池模组检测设备

技术领域

本发明属于新能源汽车动力电池技术领域，具体地说，本发明涉及一种动力电池模组检测设备。

背景技术

近年来，随着新能源行业的快速发展，人们对新能源汽车的认知发生改变，新能源汽车也越来越被广大群众认可和青睐；电动汽车的快速发展也不断对电池续航里程和安全提出更多要求。

动力电池模组作为电动包中最关键的部分，其安全性和一致性尤为重要，电池模组是由多块单体电池通过串并联方式组成；由于模组的每一串单体电压之间存在压差，不同模组之间的压差更加明显；而压差的大小直接决定了动力电池系统能否最大程度充满电和最大程度放空电，这就直接决定了电池的实际使用容量；同样，电池模组寄生电容大小、模组内阻大小、绝缘耐压高低会直接会影响到动力电池系统的使用安全；鉴于此，电池模组在应用之前必须经过多项检测。

然而现有对电池模组进行性能检测是通过人工检测，利用人工检测的方法不仅浪费人力物力，且严重影响产能和效率，这就迫切需要一种检测设备能方便快捷的检测电池模组的性能；在这种情况下，动力电池模组检测设备的发明显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种动力电池模组检测设备，目的是实现动力电池模组寄生电容的测量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：动力电池模组检测设备，包括工控机、采集模块以及与工控机为电连接的万用表、绝缘耐压仪和内阻测试仪；

采集模块分别通过一个第一继电器与动力电池模组的各个单体电池电连接，形成多路电压采集电路，每一路电压采集线路中串联一个保险丝，在每一路电压采集线路中，保险丝通过串联方式设置在第一继电器和采集模块之间；

万用表的正极通过第二继电器与待检测的动力电池模组的外壳连接，万用表的负极通过第三继电器与待检测的动力电池模组的总负极端连接；

第二继电器为常开型继电器，第二继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组的外壳电连接，第二继电器的常开触点的另一端通过另一线束与万用表的正极电连接；

第三继电器也为常开型继电器，第三继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组的总负极端电连接，第三继电器的常开触点的另一端通过另一线束与万用表的负极电连接；

控制模块控制第二继电器和第三继电器的吸合与断开，第二继电器和第三继电器通过吸合与断开来控制万用表与待检测的动力电池模组之间线路连接的通断；

万用表是用于在检测过程中实现动力电池模组的寄生电容的测量，当进行动力电池模组的寄生电容的测量时，第二继电器和第三继电器处于吸合状态，同时第四继电器保持断开状态；

绝缘耐压仪具有一个参考端和一个输出端，绝缘耐压仪的参考端通过线束与待检测的动力电池模组的外壳连接，绝缘耐压仪的输出端通过第四继电器与待检测的动力电池模组的总负极端连接；第四继电器为常开型继电器，第四继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组的总负极端电连接，第四继电器的常开触点的另一端通过另一线束与绝缘耐压仪的输出端电连接；

所述第四继电器的常开触点和第三继电器的常开触点通过同一个线束与动力电池模组的总负极端电连接，与电压采集端子共用总负；控制模块控制第四继电器的吸合与断开，第四继电器通过吸合与断开来控制绝缘耐压仪与待检测的动力电池模组之间线路连接的通断；

在进行动力电池模组的绝缘耐压性能检测时，第四继电器处于吸合状态，同时第二继电器和第三继电器保持断开状态，确保万用表与高压隔离开。

所述的动力电池模组检测设备还包括用于对动力电池模组进行扫描且将动力电池模组上的条码输入至所述工控机的扫码枪，扫码枪通过RF信号给工控机发送数据。

所述采集模块通过CAN数据通道与工控机连接，采集模块将采集的数据信息通过CAN数据通道传输至所述工控机。

所述采集模块采集的数据信息包括动力电池模组的各个单体电池的电压值和温度值。

所述采集模块通过第一继电器与待检测的动力电池模组连接，第一继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组连接，第一继电器为常开型继电器，第一继电器的常开触点的另一端通过线束与采集模块连接。

所述第一继电器设置多个，所有第一继电器的常开触点的一端均分别通过一个线束与采集模块电连接，其中一部分第一继电器的常开触点的另一端均分别通过一个线束与动力电池模组的一个单体电池电连接，另一部分第一继电器的常开触点的另一端均分别通过一个线束与动力电池模组的一个温度传感器电连接。

所述内阻测试仪通过USB接口与所述工控机连接，所述万用表通过RS232接口与工控机连接，所述绝缘耐压仪通过RS232接口与工控机连接。

所述内阻测试仪的正极通过线束与待检测的动力电池模组的总正极端连接，内阻测试仪的负极通过线束与待检测的动力电池模组的总负极端连接。

所述的动力电池模组检测设备还包括用于控制所述采集模块的控制模块和与控制模块电连接的指示灯，控制模块通过CAN数据通道与所述工控机通讯。

机柜上还设有用于显示检测结果的显示器，显示器与工控机为电连接，显示器用于显示检测结果；指示灯共设置四个，四个指示灯分别为第一红色指示灯、第一绿色指示灯、第二红色指示灯和第二绿色指示灯，第一红色指示灯和第二红色指示灯点亮时，发出红光；第一绿色指示灯和第二绿色指示灯点亮时，发出绿光；第一红色指示灯点亮时，表明测试结果为“不合格”；第一绿色指示灯点亮时，表明测试结果为“合格”；第二红色指示灯点亮时，表明检测设备处于运行状态；第二绿色指示灯点亮时，表明检测设备处于停止状态；通过指示灯判断产品检测是否合格，测试过程中无需人员值守工控机。

本发明的动力电池模组检测设备，能够快速对模组相关性能进行检测，提高模组的性能检测效率，降低检测难度，可有效地监测模组性能及安全状态，同时方便模组后续数据查询及追溯。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明动力电池模组检测设备的功能模块连接示意图；

图2是指示灯的布置示意图；

图3是继电器的布置示意图；

图4是万用表、绝缘耐压仪和内阻测试仪与动力电池模组的连接示意图；

图5是动力电池模组性能测试流程示意图；

图中标记为：

1、扫码枪；2、工控机、3、显示器；4、万用表；5、绝缘耐压仪；6、内阻测试仪；7、控制模块；8、采样模块；9、指示灯；10、CAN接口卡；11、第一红色指示灯；12、第一绿色指示灯；13、第二红色指示灯；14、第二绿色指示灯；

15、第一继电器；16、第三继电器；17、第二继电器；18、第四继电器；19、机柜。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”、“第三”和“第四”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1所示，本发明提供了一种动力电池模组检测设备，包括工控机、用于采集动力电池模组的数据信息且将采集的数据信息传输至工控机的采集模块以及与工控机为电连接的万用表、绝缘耐压仪和内阻测试仪。

具体地说，动力电池模组包括外壳、设置于外壳内部的多个单体电池和用于检测单体电池的温度的温度传感器，温度传感器设置多个，各个温度传感器分别检测获得一个温度值。在对动力电池模组进行检测时，需检测动力电池模组的单体电池的电压值、单体电池的温度值、动力电池模组的绝缘耐压性能、寄生电容和交流内阻是否符合要求。

如图1所示，本发明的动力电池模组检测设备还包括用于对动力电池模组进行扫描且将动力电池模组上的条码输入至工控机的扫码枪，扫码枪通过RF信号(无线射频)给工控机发送数据。条码承载有动力电池模组的信息，将待检测的动力电池模组放置于检测区域，操作人员手持扫码枪，对待检测的动力电池模组进行扫描，扫码枪通过RF信号给工控机发送数据，工控机获取待检测的动力电池模组上的条码，每一个动力电池模组的检测结果与各自的条码一一对应，使得每一个模组的测试数据与条码绑定。加入自动扫码录入系统，大幅度提升检测效率的同时，可实现产品信息追溯的目的，满足国家对电动汽车动力电池产品信息追溯的要求。

如图1所示，本发明的动力电池模组检测设备还包括第一继电器和用于控制采集模块的控制模块，控制模块通过CAN数据通道与工控机通讯，第一继电器与采集模块电连接。控制模块主要用于控制采集模块、第一继电器、指示灯进行工作，采集模块通过CAN数据通道与工控机和控制模块连接，采集模块将采集的数据信息通过CAN数据通道传输至工控机。CAN数据通道包括CAN接口卡(CAN全拼为Controller Area Network)，工控机的USB接口连接到CAN接口卡上，CAN接口卡通过CAN总线与控制模块和采集模块连接。在检测时，采样模块通过CAN芯片将采集的数据信息传输至CAN接口卡，CAN接口卡将接收到的CAN信号转换成USB信号并将USB信号传输至工控机。

采集模块采集的数据信息包括动力电池模组的各个单体电池的电压值和温度值。如图1所示，采集模块通过第一继电器与待检测的动力电池模组连接，第一继电器为常开型继电器。第一继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组电连接，第一继电器的常开触点的另一端通过另一线束与采集模块电连接。控制模块控制第一继电器的吸合与断开，第一继电器通过吸合与断开来控制采集模块与待检测的动力电池模组之间线路的通断。在第一继电器处于吸合状态时，采集模块与动力电池模组之间的线路导通，采集模块能够进行数据采集。在第一继电器处于断开状态时，采集模块能够不能进行数据的采集。采集模块采用LTC6803-4采样芯片，具有采集速度快，采集精度高等特点。

如图1和图3所示，第一继电器设置多个，所有第一继电器的常开触点的一端均分别通过一个线束与采集模块电连接，而且其中一部分第一继电器的常开触点的另一端均分别通过一个线束与动力电池模组的一个单体电池电连接，另一部分第一继电器的常开触点的另一端均分别通过一个线束与动力电池模组的一个温度传感器电连接，从而可以实现动力电池模组的单体电池的电压值、单体电池的温度值的采集。通过设置多个继电器实现动力电池模组与采集模块的连接，可根据测试需求控制不同数量继电器吸合，测试过程中可根据不同需求任意选择电压、温感采集数，灵活性好。检测过程中，工控机通过CAN接口卡将控制指令下发给控制模块，控制模块控制相对应的第一继电器吸合，测试软件中通过后台设置可自定义检测设备单体电压和温感采集数量。为了安全起见，每一路单体电压采集线路串联一个2A保险丝，用于保护被测模组和采样模块。

采集模块分别通过一个第一继电器与动力电池模组的各个单体电池电连接，形成多路电压采集电路，为了安全起见，每一路电压采集线路中串联一个保险丝，用于保护被测模组和采样模块。在每一路电压采集线路中，保险丝通过串联方式设置在第一继电器和采集模块之间。

如图1所示，内阻测试仪通过USB接口与工控机连接，万用表通过RS232接口与工控机连接，绝缘耐压仪通过RS232接口与工控机连接，万用表和绝缘耐压仪与工控机通过RS232通讯。内阻测试仪是用于检测动力电池模的交流内阻，绝缘耐压仪是用于执行动力电池模组的安规检测，万用表是用于在检测过程中实现动力电池模组的寄生电容的测量。

万用表、内阻测试仪和绝缘耐压仪将采集到的数据传输至工控机中，工控机将采集到的数据信息整理计算，最终得出检测结果，保存测试数据。

如图4所示，考虑到测试精度，内阻测试仪的正极通过一个线束与待检测的动力电池模组的总正极端连接，内阻测试仪的负极通过另一个线束与待检测的动力电池模组的总负极端连接，这样有助于提高检测结果的准确性。

如图4所示，万用表的正极通过第二继电器与待检测的动力电池模组的外壳连接，万用表的负极通过第三继电器与待检测的动力电池模组的总负极端连接。第二继电器为常开型继电器，第二继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组的外壳电连接，第二继电器的常开触点的另一端通过另一线束与万用表的正极电连接。第三继电器也为常开型继电器，第三继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组的总负极端电连接，第三继电器的常开触点的另一端通过另一线束与万用表的负极电连接。控制模块控制第二继电器和第三继电器的吸合与断开，第二继电器和第三继电器通过吸合与断开来控制万用表与待检测的动力电池模组之间线路连接的通断。当进行动力电池模组的寄生电容的测量时，第二继电器和第三继电器处于吸合状态，同时第四继电器保持断开状态。

如图4所示，绝缘耐压仪具有一个参考端和一个输出端，绝缘耐压仪的参考端通过线束与待检测的动力电池模组的外壳连接，绝缘耐压仪的输出端通过第四继电器与待检测的动力电池模组的总负极端连接。第四继电器为常开型继电器，第四继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组的总负极端电连接，第四继电器的常开触点的另一端通过另一线束与绝缘耐压仪的输出端电连接。考虑到便捷性，第四继电器的常开触点和第三继电器的常开触点通过同一个线束与动力电池模组的总负极端电连接，与电压采集端子共用总负。控制模块控制第四继电器的吸合与断开，第四继电器通过吸合与断开来控制绝缘耐压仪与待检测的动力电池模组之间线路连接的通断。在进行动力电池模组的绝缘耐压性能检测时，第四继电器处于吸合状态，同时第二继电器和第三继电器保持断开状态，确保万用表与高压隔离开。

如图1所示，本发明的动力电池模组检测设备还包括机柜和与控制模块电连接的指示灯，指示灯受到控制模块的控制，工控机、采集模块、万用表、绝缘耐压仪、内阻测试仪和控制模块设置于机柜的内部。机柜上还设有用于显示检测结果的显示器，显示器与工控机为电连接，显示器用于显示检测结果。指示灯设置于机柜的侧面，指示灯用于判断设备运行停止状态及测试结果合格与否。指示灯共设置四个，四个指示灯分别为第一红色指示灯、第一绿色指示灯、第二红色指示灯和第二绿色指示灯，第一红色指示灯和第二红色指示灯点亮时，发出红光；第一绿色指示灯和第二绿色指示灯点亮时，发出绿光。第一红色指示灯点亮时，表明测试结果为“不合格”；第一绿色指示灯点亮时，表明测试结果为“合格”；第二红色指示灯点亮时，表明检测设备处于运行状态；第二绿色指示灯点亮时，表明检测设备处于停止状态。通过指示灯判断产品检测是否合格，测试过程中无需人员值守工控机。

如图5所示，在对动力电池模组进行检测时，首先通过扫码枪扫码自动开启测试；测试过程中，工控机中内置的测试软件自动获取仪器和测试模块的测试数值，同时将测试数据与标准值进行对比；如果测试数值满足标准范围，显示器直接显示合格，当测试数据不满足标准范围，显示器直接显示不合格，并红色高亮提示；测试结束后，工控机自动根据测试数值生成测试报告及测试结果。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.动力电池模组检测设备，其特征在于：包括工控机、采集模块以及与工控机为电连接的万用表、绝缘耐压仪和内阻测试仪；

2.根据权利要求1所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：还包括用于对动力电池模组进行扫描且将动力电池模组上的条码输入至所述工控机的扫码枪，扫码枪通过RF信号给工控机发送数据。

3.根据权利要求1所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：所述采集模块通过CAN数据通道与工控机连接，采集模块将采集的数据信息通过CAN数据通道传输至所述工控机。

4.根据权利要求1所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：所述采集模块采集的数据信息包括动力电池模组的各个单体电池的电压值和温度值。

5.根据权利要求1至4任一所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：所述采集模块通过第一继电器与待检测的动力电池模组连接，第一继电器的常开触点的一端通过线束与待检测的动力电池模组连接，第一继电器为常开型继电器，第一继电器的常开触点的另一端通过线束与采集模块连接。

6.根据权利要求5所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：所述第一继电器设置多个，所有第一继电器的常开触点的一端均分别通过一个线束与采集模块电连接，其中一部分第一继电器的常开触点的另一端均分别通过一个线束与动力电池模组的一个单体电池电连接，另一部分第一继电器的常开触点的另一端均分别通过一个线束与动力电池模组的一个温度传感器电连接。

7.根据权利要求1至4任一所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：所述内阻测试仪通过USB接口与所述工控机连接，所述万用表通过RS232接口与工控机连接，所述绝缘耐压仪通过RS232接口与工控机连接。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：所述内阻测试仪的正极通过线束与待检测的动力电池模组的总正极端连接，内阻测试仪的负极通过线束与待检测的动力电池模组的总负极端连接。

9.根据权利要求1至4任一所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：还包括用于控制所述采集模块的控制模块和与控制模块电连接的指示灯，控制模块通过CAN数据通道与所述工控机通讯。

10.根据权利要求9所述的动力电池模组检测设备，其特征在于：机柜上还设有用于显示检测结果的显示器，显示器与工控机为电连接，显示器用于显示检测结果；指示灯共设置四个，四个指示灯分别为第一红色指示灯、第一绿色指示灯、第二红色指示灯和第二绿色指示灯，第一红色指示灯和第二红色指示灯点亮时，发出红光；第一绿色指示灯和第二绿色指示灯点亮时，发出绿光；第一红色指示灯点亮时，表明测试结果为“不合格”；第一绿色指示灯点亮时，表明测试结果为“合格”；第二红色指示灯点亮时，表明检测设备处于运行状态；第二绿色指示灯点亮时，表明检测设备处于停止状态；通过指示灯判断产品检测是否合格，测试过程中无需人员值守工控机。