CN110850294A - 电池组的测试系统 - Google Patents

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm

Abstract

本发明实施例提供了一种电池组的测试系统，包括双向DC/DC变换器、AC/DC电源模块、控制器、上位机、第一待测试电池组和第二待测试电池组；所述双向DC/DC变换器的一端与所述控制器的一端连接，所述双向DC/DC变换器的另一端与所述第一待测试电池组连接，所述控制器的另一端与所述第二待测试电池组、和所述AC/DC电源模块连接；所述上位机与所述控制器、所述第一待测试电池组、第二待测试电池组和所述AC/DC电源模块连接，且所述控制器、所述第一待测试电池组、第二待测试电池组和所述AC/DC电源模块还接收所述上位机下发的指令、和/或向所述上位机发送数据。采用本发明，可提高大功率电池组的性能测试的准确性。

Description

电池组的测试系统
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组的测试系统。
背景技术
随着社会的进步，绿色无污染的可再生能源得到很大的推广，风力发电，光伏发电，新能源汽车，新能源火车，大功率电池储能，越来越普及。随着电池(尤其是锂电池)的迅速发展和应用越来越广，对于电池系统的测试应用系统应运而生。
对着电池的应用范围的越来越广泛，电池系统由原来的几瓦发展到现在的几兆瓦甚至几十兆瓦。在现有的电池测试方案中，普遍的可以进行测试的电池的功率比较小，不适合大功率电池组的测试。而，对于功率大的设备来讲，其对电网配电功率要求比较高，对电网影响比较大，或者测试耗能比较大。具体的，在对大功率电池组(尤其是针对兆瓦级别的储能电池系统)进行测试时，如果采用现有技术，就需要测试场地提供大功率配电以及大功率的散热设备，对应的对安全性要求比较高，设备制造成本也较大，且对应的测试效果的准确性不足。
发明内容
本发明提供一种电池组的测试系统，能够对大功率电池组进行测试，且不需要大功率的变压器，降低了设备成本，还提高了电池系统测试的准确性。
一种电池组的测试系统，包括双向DC/DC变换器、AC/DC电源模块、控制器、上位机、第一待测试电池组和第二待测试电池组；
所述双向DC/DC变换器的一端与所述控制器的一端连接，所述双向DC/DC变换器的另一端与所述第一待测试电池组连接，所述控制器的另一端与所述第二待测试电池组、和所述AC/DC电源模块连接；
所述上位机与所述控制器、所述第一待测试电池组、第二待测试电池组和所述AC/DC电源模块连接，且所述控制器、所述第一待测试电池组、第二待测试电池组和所述AC/DC电源模块还接收所述上位机下发的指令、和/或向所述上位机发送数据。
可选的，在一个实施例中，所述系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块与所述第一待测试电池组、所述第二待测试电池组和所述上位机连接，用于采集所述第一待测试电池组和第二待测试电池组反馈的测试数据，并将所述测试数据发送给上位机；
所述上位机还用于根据所述测试数据进行分析，以生成与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的电池组测试结果。
可选的，在一个实施例中，所述数据采集模块为所述第一待测试电池组和第二待测试电池组的电池管理系统，采集所述第一待测试电池组和第二待测试电池组分别包含的多个待测单体电池的测试数据。
可选的，在一个实施例中，所述第一待测试电池组和第二待测试电池组反馈的测试数据包括与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的温度信号、电压信号、和/或电流信号中的一种或多种；
所述上位机还用于根据所述温度信号、电压信号、和/或电流信号生成与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的温度曲线、和/或电压曲线。
可选的，在一个实施例中，所述AC/DC电源模块包括多个独立电源模块，所述多个独立电源模块相互之间为串联、或串并联形式。
可选的，在一个实施例中，所述AC/DC电源模块为三相AC转DC的电源模块。
可选的，在一个实施例中，所述AC/DC电源模块的功率远小于所述双向DC/DC变换器的功率。
可选的，在一个实施例中，所述双向DC/DC变换器包括多个DC/DC模块，所述多个DC/DC模块之间采用多相交错并联方式。
可选的，在一个实施例中，所述双向DC/DC变换器包括滤波电路。
可选的，在一个实施例中，所述上位机包括显示界面，所述显示界面用于展示与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的电池组测试结果。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
采用了上述电池组的测试系统之后，在对电池进行测试的过程中，可以针对两个相同规格的待测试电池组进行测试，通过大功率的双向DC/DC变换器，将能量在两个待测试电池组之间进行循环，避免了在电池测试过程中的额外损耗，也避免大功率变压器的使用，降低了设备制造成本，降低对电网配电功率的要求。另外，在本实施例中，在对两个待测试电池组的充放电进行测试的过程中，可以针对每一个电池组进行充放电的测试，从而实现对于电池组的各个参数的测试，提高了参数测试的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中一种电池组的测试系统的结构示意图；
图2为一个实施例中一种DC/DC变换器的电路示意图；
图3为一个实施例中一种电池组的测试系统的结构示意图；
图4为一个实施例中一种电池组的测试系统的结构示意图；
图5为一个实施例中电流-电压曲线示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一应用程序称为第二应用程序，且类似地，可将第二应用程序为第一应用程序。第一应用程序和第二应用程序两者都是应用程序，但其不是同一应用程序。
以下提供一种电池组的测试系统，应用于电池性能测试。例如，在电池生产或者电池性能检测的过程中对电池组的各项性能进行检测，并且，本发明实施例所提供的电池组的测试系统适用于对大功率电池组进行测试，且可进行测试的电池组的功率至少可达到兆瓦级别或更高。
具体的，如图1所示，该电池组的测试系统包括双向DC/DC变换器11、AC/DC电源模块12、控制器13、上位机10、第一待测试电池组21和第二待测试电池组22。
双向DC/DC变换器11的一端与所述控制器13的一端连接，所述双向DC/DC变换器的另一端与所述第一待测试电池组21连接，所述控制器的另一端与所述第二待测试电池组22、和所述AC/DC电源模块12连接；所述上位机10与所述控制器13、所述第一待测试电池组21、第二待测试电池组22和所述AC/DC电源模块12连接，且所述控制器13、所述第一待测试电池组21、第二待测试电池组22和所述AC/DC电源模块12还接收所述上位机下发的指令、和/或向所述上位机发送数据。
其中，第一待测试电池组和第二待测试电池组为需要进行电池性能和参数进行测试的电池组，该电池组可以为一电池柜阵列，并且，第一待测试电池组和第二待测试电池组优选为相同规格的电池组，可以使得在电池的充放电的过程中两个电池组之间的能量能较好的进行循环，降低损耗。这样就使得了对于测试场地的配电功率要求较小，只需要补充能量循环过程中的能量损耗。
在一个实施例中，双向DC/DC变换器11为一大功率的DC/DC变换器，且在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下，根据实际需要能够完成能量双向传输的直流变换器。
双向DC/DC变换器11包括多个DC/DC模块，所述多个DC/DC模块之间采用多相交错并联方式。每一个DC/DC模块为一个双向的DC/DC功率模组。在本实施例中，采用双向DC/DC变换器主要是为系统提供大功率的充电盒放电，可以进行限流充电、恒压充电、脉冲充电。并且，多个双向DC/DC功率模组可以根据需求进行灵活配置，输出功率可以达到兆瓦级别(例如，2兆瓦或以上)，输出电压为0-2000V，输出电流0-3000A。
进一步的，在本实施例中，双向DC/DC变换器还包括滤波电路。例如，在如图2所示的应用场景中，滤波电路可以是电抗，对系统充放电的电流进行滤波，减少充放电过程中的电流波纹，从而避免电流波纹对于测试数据的影响，从而提高对于电池组测试过程中的总体测试精度。
在一个可选的实施例中，AC/DC电源模块为一高频开关电源，三相AC转DC的电源模块，并且包括了多个AC/DC模块，每一个AC/DC模块为一个独立的电源模块，且每一个AC/DC模块均可以实现AC/DC电源模块的功能。
在本实施例中，多个AC/DC模块之间采用串联、或串并联形式，实现多模块并联(输出大电流)、多个模块串联(输出高电压)或多个模块串并组合(输出高电压大电流)。也就是，在本实施例中采用的AC/DC电源模块的配置比较灵活，可实现灵活的电流、电压需求的配置。并且，通过AC/DC电源模块的灵活配置，可以降低对于电网功率的需求。
在一个具体实施例中，如图3-4所示，其中多个AC/DC模块之间采用并联(图3)、或串并联(图4)。
另外，在本实施例中，AC/DC电源模块的功率远小于所述双向DC/DC变换器的功率，例如，AC/DC电源模块的功率为双向DC/DC变换器的功率的二十分之一，或者更小。
在本实施例中，AC/DC电源模块的功能是补充双向DC/DC模块在充放电过程中的能量损耗，系统中的第一待测试电池组和第二待测试电池组在循环的充放电过程中的能量损耗，实现恒压输出、或恒流输出。
在本实施例中，通过AC/DC电源模块给第一待测试电池组和第二待测试电池组进行供电，并且，在具体的测试过程中，电能是在第一待测试电池组和第二待测试电池组之间来回流动的。也就是说，在第一待测试电池组处于充电状态时，第二待测试电池组处于放电状态，且第二待测试电池组的能量流向第一待测试电池组。在第二待测试电池组处于充电状态时，第一待测试电池组处于放电状态，且第一待测试电池组的能量流向第二待测试电池组。
进一步的，在本实施例中，上述电池组的测试系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块与所述第一待测试电池组、所述第二待测试电池组和所述上位机连接，用于采集所述第一待测试电池组和第二待测试电池组反馈的测试数据，并将所述测试数据发送给上位机；所述上位机还用于根据所述测试数据进行分析，以生成与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的电池组测试结果。
其中，数据采集模块可以为所述第一待测试电池组和第二待测试电池组的电池管理系统，采集所述第一待测试电池组和第二待测试电池组分别包含的多个待测单体电池的测试数据。
进一步的，测试数据包括温度信号、电压信号、和/或电流信号中的一种或多种；上位机根据所述温度信号、电压信号、和/或电流信号生成与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的温度曲线、和/或电压曲线。
在本实施例中，对电池组进行测试的过程中是对电池在充放电过程中的温度曲线、电流曲线、电压曲线进行测试的过程，然后根据温度曲线、电流曲线、电压曲线来判断该电池是否满足相应的性能或参数要求。因此，在本实施例中，通过作为数据采集模块的电池管理系统来对第一待测试电池组和第二待测试电池组的温度曲线、电流曲线、电压曲线对应的温度、电流、电压等数据进行检测和获取，并发送给上位机，以使所述上位机可以根据相应的数据生成与待测试电池组对应的温度曲线、电流曲线、电压曲线。
例如，在图5所示的实施例中，给出了在进行充放电测试的过程中，不同电流下的电压曲线，根据该曲线可以分析电池组的特性。
需要说明的是，在本实施例中，在采集数据的过程中，还可以对电池组的每一个单体的电池进行数据的数据，从而分析每一个单体单吃对应的行程，这样可以保证整个电池组的性能以及单体的一致性，从而提高了电池组的寿命，减少了后续维护过程中相应工作。
需要说明的是，在本实施例中，上位机与待测试电池组的电池管理系统(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)进行连接，接收各个单体的电压、温度、电流等监控数据。并且，可以控制BMS是否开启/关闭电压均衡控制电路，并记录所有的监控信息以进行分析，从而确定各个单体电池的一致性，将一致性与总体相差较大的电池单体或者电池模组记录下来，以便于后续步骤中的更换。
在本实施例中，为了方便用户进行操作，上述系统的上位机包括显示界面，所述显示界面用于展示与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的电池组测试结果。也就是说，对电池组进行测试之后的结果可以在显示界面上进行展示，以供用户进行查看；或者，在另一个实施例中，上位机还可以连接有打印设备，可以将测试结果进行打印，以供用户进行查看。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
采用了上述电池组的测试系统之后，在对电池进行测试的过程中，可以针对两个相同规格的待测试电池组进行测试，通过大功率的双向DC/DC变换器，将能量在两个待测试电池组之间进行循环，避免了在电池测试过程中的额外损耗，也避免大功率变压器的使用，降低了设备制造成本，降低对电网配电功率的要求。另外，在本实施例中，在对两个待测试电池组的充放电进行测试的过程中，可以针对每一个电池组进行充放电的测试，从而实现对于电池组的各个参数的测试，提高了参数测试的准确性。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电池组的测试系统，其特征在于，包括双向DC/DC变换器、AC/DC电源模块、控制器、上位机、第一待测试电池组和第二待测试电池组；
所述双向DC/DC变换器的一端与所述控制器的一端连接，所述双向DC/DC变换器的另一端与所述第一待测试电池组连接，所述控制器的另一端与所述第二待测试电池组、和所述AC/DC电源模块连接；
所述上位机与所述控制器、所述第一待测试电池组、第二待测试电池组和所述AC/DC电源模块连接，且所述控制器、所述第一待测试电池组、第二待测试电池组和所述AC/DC电源模块还接收所述上位机下发的指令、和/或向所述上位机发送数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块与所述第一待测试电池组、所述第二待测试电池组和所述上位机连接，用于采集所述第一待测试电池组和第二待测试电池组反馈的测试数据，并将所述测试数据发送给上位机；
所述上位机还用于根据所述测试数据进行分析，以生成与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的电池组测试结果。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块为所述第一待测试电池组和第二待测试电池组的电池管理系统，采集所述第一待测试电池组和第二待测试电池组分别包含的多个待测单体电池的测试数据。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第一待测试电池组和第二待测试电池组反馈的测试数据包括与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的温度信号、电压信号、和/或电流信号中的一种或多种；
所述上位机还用于根据所述温度信号、电压信号、和/或电流信号生成与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的温度曲线、和/或电压曲线。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC/DC电源模块包括多个独立电源模块，所述多个独立电源模块相互之间为串联、或串并联形式。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC/DC电源模块为三相AC转DC的电源模块。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC/DC电源模块的功率远小于所述双向DC/DC变换器的功率。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括多个DC/DC模块，所述多个DC/DC模块之间采用多相交错并联方式。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括滤波电路。
10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上位机包括显示界面，所述显示界面用于展示与所述第一待测试电池组和第二待测试电池组对应的电池组测试结果。
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