CN110376529A - 储能式多功能锂电池检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了储能式多功能锂电池检测系统，包括待检测锂电池组，待检测锂电池组的电压为48V‑96V；容量检测模块，检测待检测锂电池组的电压信号和电流信号；储能锂电池组，储能电池组的电压为96V‑120V；DC‑DC转换控制系统，根据待检测锂电池组的电压调节输出电压值和输出电流值并对储能锂电池组进行充电。本发明通过DC‑DC转换控制系统使得经容量检测模块检测过后的电能能够对储能锂电池组进行充电回收，且待检测锂电池组、容量检测模块、DC‑DC转换控制系统和储能锂电池组形成回路，达到回收循环利用的效果，降低锂电池检测时的电能浪费，且储能锂电池组可与外部储能发电和逆变系统兼容连接，增加了系统的扩展性和回收利用率。

Description

储能式多功能锂电池检测系统
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及储能式多功能锂电池检测系统。
背景技术
锂电池在生产过程中需要对生产的锂电池进行抽查检测，一般有老化检测、容量检测等，在这些检测过程中，需要对待检测锂电池组进行充电，充电结束后再进行放电检测，老化测试需要不断的充放电，以达到待检测锂电池组的老化程度，而不停的放电检测则对电池内的电能造成极大的浪费。
现有的锂电池检测系统一般用检测仪对待检测锂电池组进行容量检测或老化检测等，在检测过程中，待检测锂电池组内的电能大部分以热量形式被消耗浪费，因此，在锂电池的检测过程中，对于待检测锂电池组内的电能回收问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的储能式多功能锂电池检测系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
储能式多功能锂电池检测系统，包括：
待检测锂电池组，待检测锂电池组的电压为48V-96V；
容量检测模块，检测待检测锂电池组的电压信号和电流信号；
储能锂电池组，储能电池组的电压为96V-120V；
DC-DC转换控制系统，根据待检测锂电池组的电压调节输出电压值和输出电流值并对储能锂电池组进行充电。
优选地，所述待检测锂电池组的负极串联有电流取样电阻，所述串联取样电阻并联在容量检测模块上，所述容量检测模块包括放大电路和电压互感器，所述放大电路包括运算放大器，所述容量检测模块还包括单片机芯片、时钟电路和LCD显示电路，电流取样电阻的两端分别电性连接在运算放大器的正输入端和负输入端，运算放大器的输出端通过放大电路将信号经模数转换电路输入到单片机芯片内处理；
电压互感器通过并联待检测锂电池组感应检测待检测锂电池组的电压，将感应电压经模数转换电路输入到单片机芯片中进行处理，时钟电路用于给待检测锂电池组放电时间进行计时，获得待检测锂电池组的放电时间，通过待检测锂电池组的放电时间和电流取样电阻上的放电电流可计算出待检测锂电池组的放电容量，即Q＝It(单位：A·H，安时)，根据待检测锂电池组的放电电压和放电电流可计算出放电功率，即P＝UI(单位：W，瓦特)；
单片机芯片将时钟电路的放电时间、电压互感器得到的放电电压和电流取样电阻取样的放电电流经过计算后，将计算的放电电压、放电电流、放电时间、放电功率和放电容量的值经过LCD显示电路在显示屏上显示出来，便于使用者观察到待检测锂电池组的实际数据。
优选地，所述DC-DC转换控制系统包括直流输入端和直流输出端，所述直流输入端的正负极分别连接在储能锂电池组的正负极，所述直流输出端的正极连接在储能锂电池组的正极，所述直流输出端的负极连接在待检测锂电池组的正极，所述DC-DC转换控制系统包括限压恒流IC，所述DC-DC转换控制系统还包括DC-DC转换电路和可调输出电路，所述DC-DC转换电路和可调输出电路均电性连接在限压恒流IC上，且直流输入端连接在DC-DC转换电路上，直流输出端连接在可调输出电路上；
待检测锂电池组通过放电的形式在储能锂电池组的两端施加电压，储能锂电池组两端的电压通过DC-DC转换控制系统的直流输入端输入到DC-DC转换电路，DC-DC转换电路将输入电压升高到一定程度后经限压恒流IC进行稳压稳流处理，然后输出到可调输出电路，通过可调输出电路对DC-DC转换控制系统的直流输出端进行调节，改变直流输出端的输出电压值和输出电流值，使其能够对储能锂电池组进行充电，调节过的输出电压值和输出端电流值经直流输出端的正输出端输入到储能锂电池组正极，对其进行充电，待检测锂电池组的放电电压不断经过DC-DC转换控制系统限压恒流输出到储能锂电池组充电，使得待检测锂电池组的一小部分电能用于DC-DC转换控制系统、容量检测模块和线路损耗，一大部分电能充入储能锂电池组内，达到循环式高回收利用的效果，在进行锂电池的老化测试或容量检测时能够降低电能的损耗。
优选地，所述DC-DC转换控制系统的输出电压值等于储能锂电池组的最高充电保护电压值减去待检测锂电池组的放电终止电压值，最高充电保护电压是指储能锂电池组的最高充电终止电压保护值，放电终止电压是指待检测锂电池组的放电终止最低电压保护值，所述DC-DC转换控制系统的输出电流值可调范围为0-500A，大电流的输出使得能够在所用储能锂电池组支持的情况下进行快速充电，降低电能的浪费，且储能锂电池组还可与风力发电系统、光伏发电系统、逆变供电系统等兼容连接，可适用于一些锂电池梯次利用的企业，节省公司能源成本，增加能源回收利用率。
本发明具有以下有益效果：
1、通过DC-DC转换控制系统使得待检测锂电池组的放电经过其转换后进行可调电压和电流的限压恒流输出，保证待检测锂电池组对储能电池组充电的线性程度，实现待检测锂电池组经容量检测模块检测各项数据后电能能够进行高效回收，增加本检测系统的回收利用率，且待检测锂电池组、容量检测模块、DC-DC转换控制系统和储能锂电池组形成回路，达到回收循环利用的效果。
2、储能锂电池组可与风力发电系统、光伏发电系统和逆变供电系统兼容连接，增加本检测系统的使用场合，且对一些能源梯次利用的企业来说能够增加其能源回收利用率，降低企业能源成本。
综上所述，本发明通过DC-DC转换控制系统使得经容量检测模块检测过后的电能能够对储能锂电池组进行充电回收，且待检测锂电池组、容量检测模块、DC-DC转换控制系统和储能锂电池组形成回路，达到回收循环利用的效果，降低锂电池检测时的电能浪费，且储能锂电池组可与外部储能发电和逆变系统兼容连接，增加了系统的扩展性和回收利用率。
附图说明
图1为本发明提出的储能式多功能锂电池检测系统的连接示意图；
图2为本发明提出的储能式多功能锂电池检测系统的容量检测模块部分连接示意图；
图3为本发明提出的储能式多功能锂电池检测系统的DC-DC转换控制系统部分连接示意图；
图4为本发明提出的储能式多功能锂电池检测系统的储能锂电池组的扩展连接示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，储能式多功能锂电池检测系统，包括：
待检测锂电池组，待检测锂电池组的电压为48V-96V；
容量检测模块，检测待检测锂电池组的电压信号和电流信号；
储能锂电池组，储能电池组的电压为96V-120V；
DC-DC转换控制系统，根据待检测锂电池组的电压调节输出电压值和输出电流值并对储能锂电池组进行充电。
待检测锂电池组的负极串联有电流取样电阻，串联取样电阻并联在容量检测模块上，容量检测模块包括放大电路和电压互感器，放大电路包括运算放大器，容量检测模块还包括单片机芯片、时钟电路和LCD显示电路，电流取样电阻的两端分别电性连接在运算放大器的正输入端和负输入端，运算放大器的输出端通过放大电路将信号经模数转换电路输入到单片机芯片内处理；
电压互感器通过并联待检测锂电池组感应检测待检测锂电池组的电压，将感应电压经模数转换电路输入到单片机芯片中进行处理，时钟电路用于给待检测锂电池组放电时间进行计时，获得待检测锂电池组的放电时间，通过待检测锂电池组的放电时间和电流取样电阻上的放电电流可计算出待检测锂电池组的放电容量，即Q＝It(单位：A·H，安时)，根据待检测锂电池组的放电电压和放电电流可计算出放电功率，即P＝UI(单位：W，瓦特)；
单片机芯片将时钟电路的放电时间、电压互感器得到的放电电压和电流取样电阻取样的放电电流经过计算后，将计算的放电电压、放电电流、放电时间、放电功率和放电容量的值经过LCD显示电路在显示屏上显示出来，便于使用者观察到待检测锂电池组的实际数据。
DC-DC转换控制系统包括直流输入端和直流输出端，直流输入端的正负极分别连接在储能锂电池组的正负极，直流输出端的正极连接在储能锂电池组的正极，直流输出端的负极连接在待检测锂电池组的正极，DC-DC转换控制系统包括限压恒流IC，DC-DC转换控制系统还包括DC-DC转换电路和可调输出电路，DC-DC转换电路和可调输出电路均电性连接在限压恒流IC上，且直流输入端连接在DC-DC转换电路上，直流输出端连接在可调输出电路上；
待检测锂电池组通过放电的形式在储能锂电池组的两端施加电压，储能锂电池组两端的电压通过DC-DC转换控制系统的直流输入端输入到DC-DC转换电路，DC-DC转换电路将输入电压升高到一定程度后经限压恒流IC进行稳压稳流处理，然后输出到可调输出电路，通过可调输出电路对DC-DC转换控制系统的直流输出端进行调节，改变直流输出端的输出电压值和输出电流值，使其能够对储能锂电池组进行充电，调节过的输出电压值和输出端电流值经直流输出端的正输出端输入到储能锂电池组正极，对其进行充电，待检测锂电池组的放电电压不断经过DC-DC转换控制系统限压恒流输出到储能锂电池组充电，使得待检测锂电池组的一小部分电能用于DC-DC转换控制系统、容量检测模块和线路损耗，一大部分电能充入储能锂电池组内，达到循环式高回收利用的效果，在进行锂电池的老化测试或容量检测时能够降低电能的损耗。
DC-DC转换控制系统的输出电压值等于储能锂电池组的最高充电保护电压值减去待检测锂电池组的放电终止电压值，最高充电保护电压是指储能锂电池组的最高充电终止电压保护值，放电终止电压是指待检测锂电池组的放电终止最低电压保护值，DC-DC转换控制系统的输出电流值可调范围为0-500A，大电流的输出使得能够在所用储能锂电池组支持的情况下进行快速充电，降低电能的浪费，且储能锂电池组还可与风力发电系统、光伏发电系统、逆变供电系统等兼容连接，可适用于一些锂电池梯次利用的企业，节省公司能源成本，增加能源回收利用率。
本发明在使用时，将待检测锂电池组和储能电池组接入系统，然后根据待检测锂电池组的额定电压、放电终止电压和储能电池组的充电保护电压设置DC-DC转换控制系统，即DC-DC转换控制系统的输出电压值等于储能锂电池组的最高充电保护电压值减去待检测锂电池组的放电终止电压值，DC-DC转换控制系统的输出电流值为0-500A，待检测锂电池组开始放电，放电电流在负极经过电流取样电阻将电流值转换成电压值经放大电路的运算放大器放大，然后通过放大电路输入到模数转换电路，再将电流数字信号输入到单片机芯片进行处理，电压互感器并联在待检测锂电池组上，电压互感器将感应的放电电压经模数转换电路转换成电压数字信号输入到单片机芯片进行处理，时钟电路记录待检测锂电池组的放电时间并输入到单片机芯片进行计算，根据放电时间、放电电压和放电电流计算出放电功率、放电容量，然后单片机芯片再将放电时间、放电电压、放电电流、放电功率和放电容量将LCD显示电路在显示屏上显示出来，便于直观的观察到待检测锂电池组的参数；
待检测锂电池组的放电电压通过DC-DC转换控制系统的直流输出端输入到DC-DC转换电路中，DC-DC转换电路将升压后的电压经限压恒流IC稳定，然后输出到可调输出电路中，根据设置的输出电压值和输出电流值在直流输出端输出相应的稳定的输出电压和输出电流，输出电压和输出电流通过DC-DC转换控制系统的正输出端向储能锂电池组充电，且待检测锂电池组流过容量检测模块后的电能均经过DC-DC转换控制系统调节输出后限压恒流对储能锂电池组充电，电能在待检测锂电池组、容量检测模块、DC-DC转换控制系统和储能锂电池组所组成的回路中检测回收循环利用，增加系统对待检测锂电池组的电能回收利用率，且储能锂电池组能够外接储能发电系统和逆变供电系统，增加系统的可扩展性和适用性，降低使用企业的能源成本。
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 (4)

1.储能式多功能锂电池检测系统，包括：
待检测锂电池组，待检测锂电池组的电压为48V-96V；
容量检测模块，检测待检测锂电池组的电压信号和电流信号；
储能锂电池组，储能电池组的电压为96V-120V；
DC-DC转换控制系统，根据待检测锂电池组的电压调节输出电压值和输出电流值并对储能锂电池组进行充电。
2.根据权利要求1所述的储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述待检测锂电池组的负极串联有电流取样电阻，所述串联取样电阻并联在容量检测模块上，所述容量检测模块包括放大电路和电压互感器。
3.根据权利要求1所述的储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述DC-DC转换控制系统包括直流输入端和直流输出端，所述直流输入端的正负极分别连接在储能锂电池组的正负极，所述直流输出端的正极连接在储能锂电池组的正极，所述直流输出端的负极连接在待检测锂电池组的正极，所述DC-DC转换控制系统包括限压恒流IC。
4.根据权利要求1所述的储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述DC-DC转换控制系统的输出电压值等于储能锂电池组的最高充电保护电压值减去待检测锂电池组的放电终止电压值，所述DC-DC转换控制系统的输出电流值可调范围为0-500A。
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