CN111638460A - 电池测试设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池测试设备、系统和方法，涉及电池测试技术领域，可以使电池测试的过程更加接近电子产品的实际使用状态，从而提高了电池测试结果的准确性。电池测试设备，包括测试模块，所述测试模块包括：电池正极连接端和电池负极连接端；可调电阻单元，串联于所述电池正极连接端和所述电池负极连接端之间；电压采集单元，用于采集所述电池正极连接端和所述电池负极连接端之间的电池电压；控制单元，所述控制单元电连接于所述电压采集单元的输出端，所述控制单元用于获取设定值，并当确定所述电压采集单元输出的电压值达到所述设定值时，生成提示信息。

Description

电池测试设备、系统和方法

技术领域

本申请涉及电池测试技术领域，特别涉及一种电池测试设备、系统和方法。

背景技术

目前，对于应用于终端中的电池，例如应用于笔记本电脑中的电池，在进行测试时，会将满充的电池放置在对应的环境温度下，定期测试电池的厚度，当电池的厚度增大到预设厚度时，认为电池无法可靠使用，通过上述方法确定电池可靠的使用时间。然而，对于笔记本来说，其中的电池的工作过程并非始终工作在满充状态，因此会导致当前的电池测试方法测试的结果不准确。

发明内容

本申请技术方案提供了一种电池测试设备、系统和方法，可以使电池测试的过程更加接近电子产品的实际使用状态，从而提高了电池测试结果的准确性。

第一方面，本申请技术方案提供了一种电池测试设备，包括测试模块，所述测试模块包括：

电池正极连接端和电池负极连接端；

可调电阻单元，串联于所述电池正极连接端和所述电池负极连接端之间；

电压采集单元，用于采集所述电池正极连接端和所述电池负极连接端之间的电池电压；

控制单元，所述控制单元电连接于所述电压采集单元的输出端，所述控制单元用于获取设定值，并当确定所述电压采集单元输出的电压值达到所述设定值时，生成提示信息。

可选地，测试模块还包括：

串联于所述可调电阻单元的开关器件；

所述控制单元具体用于，当确定所述电压测试单元输出的电压值达到设定值时，生成提示信息并控制所述开关器件截止。

可选地，电池测试设备还包括：

提示单元，所述提示单元电连接于所述控制单元，所述提示单元用于响应于所述提示信息执行提示操作。

可选地，所述提示单元为图像提示、灯光提示或声音提示。

可选地，所述提示单元为指示灯或喇叭。

可选地，所述电池测试设备包括多个所述测试模块。

第二方面，本申请技术方案还提提供一种电池测试系统，包括：

上位机和上述的电池测试设备，所述上位机用于设置所述电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值以及获取由所述电池测试设备采集到的电池电压数据。

第三方面，本申请技术方案还提供一种电池测试方法，用于电池和上述的电池测试设备，所述电池测试方法包括：

获取预设的电池电压与荷电状态SOC之间的对应关系、启充SOC以及电池漏电流I；

根据所述对应关系和所述启充SOC确定所述启充SOC对应的电压值V1以及满充SOC对应的电压值V2，并计算电阻值R；其中，电阻值R实时选择V1-V2范围内的任一数值除以漏电流I；

将电池测试设备中的可调电阻单元的电阻值调节至R，将所述电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值设置为V1；

在所述将电池测试设备中的可调电阻单元的电阻值调节至R，将所述电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值设置为V1的过程之后，对所述电池进行放电循环测试，所述放电循环测试包括：

将所述电池连接于电池正极连接端和电池负极连接端之间，使所述电池通过可调电阻单元形成的回路放电；

当所述电池测试设备中的控制单元生成提示信息时，停止所述放电过程，并对所述电池进行厚度测试；

在对所述电池进行厚度测试之后，将所述电池的电量充满，并重复所述将所述电池连接于电池正极连接端和电池负极连接端之间，使所述电池通过可调电阻单元形成的回路放电的过程。

可选地，所述电池包括第一电池和第二电池，所述对所述电池进行放电循环测试，所述放电循环测试的过程包括：

在第一环境温度下对所述第一电池进行所述放电循环测试，在第二环境温度下对所述第二电池进行所述放电循环测试；

所述电池测试方法还包括：

获取所述第一电池从所述放电循环测试开始到电池厚度达到预设厚度值所对应的第一总时间；

获取所述第二电池从所述放电循环测试开始到电池厚度达到所述预设厚度值所对应的第二总时间。

可选地，所述电池测试方法还包括：

基于以下方程计算a和b的值：

TTF1为所述第一总时间，T1为所述第一环境温度，TTF2为所述第二总时间，T2为所述第二环境温度；

基于以下公式计算TTF3：

T3为第三环境温度，TTF3为第三环境温度下电池达到所述预设厚度值所对应的总时间推测值。

本申请实施例中的电池测试设备、系统和方法，可以将可调电阻单元的电阻值调节至计算好的电阻值，以及当电池电压基于该电阻值形成的回路放电至启充SOC时结束本次放电，并开始新一个循环周期的放电，通过上述方式可以模拟笔记本电脑中电池的实际使用状态，从而提高了电池测试结果的准确性。

附图说明

图1为本申请实施例中一种电池测试设备的结构框图。

图2为本申请实施例中一种电池测试方法的流程示意图。

图3为本申请实施例中一种表示电池电压与SOC之间对应关系的放电曲线。

图4为本申请实施例中一种电池测试设备的外观结构示意图。

图5为本申请实施例中一种电池测试系统的结构示意图。

图6为本申请实施例中一种电池放电次数和电池厚度增加比例之间的关系示意图。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

在对本申请实施例进行说明之前，首先对现有技术中电池测试结果不准确地的原因进行简单说明。笔记本电脑中有用于检测电池性能的装置，不论电池开机或关机，都是始终对电池进行检测，检测过程中，电池会耗电，所以，即便笔记本电脑在始终插接电源的状态，电池也会缓慢耗电，当电池荷电状态(State of charge，SOC)降低至启充值时会开始充电，直到电池满充，例如SOC启充值为95％，那么每当电池SOC降低至95％时就会开始充电，直到满充，这就会导致笔记本电脑中的电池大部分时间工作在从100％到95％的缓慢放电过程中，因此发明人提出了本申请的技术方案，以下对本申请技术方案的实施例进行说明。

如图1所示，图1为本申请实施例中一种电池测试设备的结构框图。本申请实施例提供一种电池测试设备，电池测试设备包括至少一个测试模块10，测试模块10包括：电池正极连接端11和电池负极连接端12；可调电阻单元2，串联于电池正极连接端11和电池负极连接端12之间；电压采集单元3，用于采集电池正极连接端11和电池负极连接端12之间的电池电压；控制单元4，控制单元4电连接于电压采集单元3的输出端，控制单元4用于获取设定值，并当确定电压采集单元3输出的电压值达到设定值时，生成提示信息。

具体地，可调电阻单元2可以通过调节改变阻值，用于模拟电池SOC从满充降低到SOC启充值时对应的负载等效电阻，以使电池模拟真实使用状态下的漏电流，图1中还示意了用于进行测试的电池20，在对电池20进行测试时，可以通过电池正极连接端11连接电池20的正极+，通过电池负极连接端12连接电池20的负极―。

如图2所示，图2为本申请实施例中一种电池测试方法的流程示意图，本申请实施例提供一种电池测试方法，用于电池20和本申请实施例中的电池测试设备，电池测试方法包括：

步骤101、获取预设的电池电压与荷电状态SOC之间的对应关系、启充SOC以及电池漏电流I；

步骤102、根据对应关系和启充SOC确定启充SOC对应的电压值V1以及满充SOC对应的电压值V2，并计算电阻值R；其中，电阻值R实时选择V1-V2范围内的任一数值除以漏电流I，例如选择V2除以漏电流，即R＝V2/I；

步骤103、将电池测试设备中的可调电阻单元的电阻值调节至R，将电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值设置为V1；

在步骤103、将电池测试设备中的可调电阻单元的电阻值调节至R，将电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值设置为V1的过程之后，对电池进行放电循环测试，放电循环测试包括：

步骤104、将电池连接于电池正极连接端和电池负极连接端之间，使电池通过可调电阻单元形成的回路放电；

步骤105、当电池测试设备中的控制单元生成提示信息时，停止放电过程，并对电池进行厚度测试；

在对电池进行厚度测试之后，进入步骤106、将电池的电量充满，并重复步骤104、将电池连接于电池正极连接端和电池负极连接端之间，使电池通过可调电阻单元形成的回路放电的过程。

具体地，启充SOC可以从笔记本厂商获取，例如获取到的SOC启充值为95％，即当电池应用于笔记本电脑中时，每当电池容量下降至95％时即开始充电至满充状态。另外，电池电压与SOC之间的对应关系可以为例如如图3所示的放电曲线，图3中横坐标为SOC值，纵坐标为电池电压值，根据图3所示的放电曲线，可以确定不同SOC值对应的电池电压，例如满充状态下，即SOC值为100％时对应的电池电压为V2＝4.35V，启充SOC，即SOC值为95％时对应的电池电压为V1＝4.221V，另外在步骤101中获取到的电池的漏电流I＝0.5mA，因此计算电阻值R＝4.35/0.5≈9000Ω。因此，设置电池测试设备中可调电阻单元2的电阻值调节为9000Ω，并且将电池测试设备中的设定值设置为4.221V。在上述设置完成之后，执行对电池进行放电循环测试的过程，即执行步骤104至步骤106，其中，将电池20与电池检测设备中的电池连接端连接，即使电池20的正极+连接于电池正极连接端11，使电池20的负极+连接于电池负极连接端12，且使电池20通过可调电阻单元2形成回路并缓慢放电，放电过程中，通过电压采集单元3采集电池电压，在放电过程中，当控制单元4判断电池电压下降至4.221V时，生成提示信息，并且停止放电过程，测试人员根据提示信息对电池进行常规测试，包括厚度测试以及电压测试和电流测试，并记录测试结果，然后将电池充电至满充，之后重复步骤104，直到在某一次进行电池厚度测试时，确定电池厚度达到预设值，则停止整个测试过程。

本申请实施例中的电池测试设备和电池测试方法，可以将可调电阻单元的电阻值调节至计算好的电阻值，以及当电池电压基于该电阻值形成的回路放电至启充SOC时结束本次放电，并开始新一个循环周期的放电，通过上述方式可以模拟笔记本电脑中电池的实际使用状态，从而提高了电池测试结果的准确性。

可选地，测试模块10还包括：串联于可调电阻单元2的开关器件5，例如，开关器件5串联于电池正极连接端11和可调电阻单元2之间；控制单元4具体用于，当确定电压测试单元3输出的电压值达到设定值时，生成提示信息并控制开关器件5截止。

具体地，在上述步骤104至步骤106的循环放电过程中，每当控制单元4判断电池电压下降至4.221V时，则控制开关器件5截止，而当电池20充电至满充并重新连接至电池测试设备开始新一轮的放电过程时，控制开关器件5导通，以使可调电阻单元2所在的通路导通，从而开始放电。通过控制单元4基于电池电压对开关器件5自动进行控制，可以进一步提高模拟启充SOC过程的准确性。

可选地，电池测试设备还包括：提示单元(图中未示出)，提示单元电连接于控制单元4，提示单元用于响应于提示信息执行提示操作。例如，提示单元为指示灯或喇叭。

具体地，每当控制单元4判断电池电压下降至4.221V时，除了控制开关器件5截止之外，还会生成提示信息，响应于该提示信息，提示单元进行声音或灯光提示，例如提示单元为指示灯，在未收到提示信息时，处于熄灭状态，在收到提示信息之后，处于闪烁或点亮状态；例如提示单元为喇叭，在未收到提示信息时，处于静音状态，在收到提示信息之后，播放提示声音，以提醒测试人员将电池20从测试设备取下并进行后续的测试。

可选地，电池测试设备可以包括多个测试模块10，即可以通过同一个电池测试设备实现多个电池的测试。例如，如图4所示，图4为本申请实施例中一种电池测试设备的外观结构示意图，其中，左侧的结构为包括正面的示意图，右侧的结构为包括背面的示意图，其中的接线柱包括电池正极连接端和电池负极连接端，用于通过导线连接鳄鱼夹，进而通过鳄鱼夹连接电池，电池测试设备可以具有金属外壳、指示灯、旋钮、电压采集器和网络接口，其中指示灯可以为上述的指示单元，旋钮可以用于调节可调电阻单元的电阻值，网络接口可以用于连接其他的外部设备。

如图5所示，图5为本申请实施例中一种电池测试系统的结构示意图，电池测试系统包括：上位机30和上述的电池测试设备，上位机30用于设置电池检测设备中控制单元4所用于获取的设定值以及获取由电池测试设备采集到的电池电压数据。

可选地，对于上述电池测试方法，电池20包括第一电池和第二电池，对电池进行放电循环测试，放电循环测试的过程包括：

在第一环境温度T1下对第一电池进行放电循环测试，在第二环境温度T2下对第二电池进行放电循环测试；

电池测试方法还包括：

获取第一电池从放电循环测试开始到电池厚度达到预设厚度值所对应的第一总时间TTF1；

获取第二电池从放电循环测试开始到电池厚度达到预设厚度值所对应的第二总时间TTF2。

可选地，电池测试方法还包括：

基于以下方程计算a和b的值：

TTF1为第一总时间，T1为第一环境温度，TTF2为第二总时间，T2为第二环境温度；

基于以下公式计算TTF3：

T3为第三环境温度，TTF3为第三环境温度下电池达到预设厚度值所对应的总时间推测值。

例如，如图6所示，图6为本申请实施例中一种电池放电次数和电池厚度增加比例之间的关系示意图，电池厚度增加比例是指电池厚度增加的百分比值，例如在电池放电一定时间之后，电池厚度增加了原来的5％，电池继续放电一定时间之后，电池厚度增加了原来的10％，假设电池膨胀增加10％为预设厚度值，从新鲜放电至膨胀10％作为判断电池是否达到要求的标准，电池的放电反应遵循阿伦尼乌斯Arrhenius方程：

其中，k为反应速率，t为反应时间，A表示数前因子，E为活化能，R为通用气体常数，T为温度，TTF为电池从新鲜到膨胀增加10％的总时间，根据上述公式可以推到得到

a＝ln(k×t)，

其中，a和b为与温度相关的常数，根据上述推导过程可以得到

即对于第一电池，在T1温度(例如65°)下进行放电测试，其厚度膨胀达到原来的10％的时间为TTF1，对于第二电池，在T2温度(例如45°)下进行放电测试，其厚度膨胀达到原来的10％的时间为TTF2，根据两个电池的测试，达到上述方程组，并计算可以得到a、b的值，之后，假设电池在正常温度，例如25°下进行放电，既可以计算出电池厚度膨胀至原来的10％所需要的时间TTF3，根据该时间推测值TTF3即可以实现电池的可靠性评估。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池测试设备，其特征在于，包括测试模块，所述测试模块包括：

电池正极连接端和电池负极连接端；

可调电阻单元，串联于所述电池正极连接端和所述电池负极连接端之间；

电压采集单元，用于采集所述电池正极连接端和所述电池负极连接端之间的电池电压；

控制单元，所述控制单元电连接于所述电压采集单元的输出端，所述控制单元用于获取设定值，并当确定所述电压采集单元输出的电压值达到所述设定值时，生成提示信息。

2.根据权利要求1所述的电池测试设备，其特征在于，所述测试模块还包括：

串联于所述可调电阻单元的开关器件；

所述控制单元具体用于，当确定所述电压测试单元输出的电压值达到设定值时，生成提示信息并控制所述开关器件截止。

3.根据权利要求2所述的电池测试设备，其特征在于，还包括：

提示单元，所述提示单元电连接于所述控制单元，所述提示单元用于响应于所述提示信息执行提示操作。

4.根据权利要求3所述的电池测试设备，其特征在于，

所述提示单元为图像提示、灯光提示或声音提示。

5.根据权利要求4所述的电池测试设备，其特征在于，

所述提示单元为指示灯或喇叭。

6.根据权利要求1所述的电池测试设备，其特征在于，

所述电池测试设备包括多个所述测试模块。

7.一种电池测试系统，其特征在于，包括：

上位机和如权利要求1至6中任意一项所述的电池测试设备，所述上位机用于设置所述电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值以及获取由所述电池测试设备采集到的电池电压数据。

8.一种电池测试方法，其特征在于，用于电池和如权利要求1至6中任意一项所述的电池测试设备，所述电池测试方法包括：

获取预设的电池电压与荷电状态SOC之间的对应关系、启充SOC以及电池漏电流I；

根据所述对应关系和所述启充SOC确定所述启充SOC对应的电压值V1以及满充SOC对应的电压值V2，并计算电阻值R；其中，电阻值R实时选择V1-V2范围内的任一数值除以漏电流I；

将电池测试设备中的可调电阻单元的电阻值调节至R，将所述电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值设置为V1；

在所述将电池测试设备中的可调电阻单元的电阻值调节至R，将所述电池检测设备中控制单元所用于获取的设定值设置为V1的过程之后，对所述电池进行放电循环测试，所述放电循环测试包括：

将所述电池连接于电池正极连接端和电池负极连接端之间，使所述电池通过可调电阻单元形成的回路放电；

当所述电池测试设备中的控制单元生成提示信息时，停止所述放电过程，并对所述电池进行厚度测试；

在对所述电池进行厚度测试之后，将所述电池的电量充满，并重复所述将所述电池连接于电池正极连接端和电池负极连接端之间，使所述电池通过可调电阻单元形成的回路放电的过程。

9.根据权利要求8所述的电池测试方法，其特征在于，

所述电池包括第一电池和第二电池，所述对所述电池进行放电循环测试，所述放电循环测试的过程包括：

在第一环境温度下对所述第一电池进行所述放电循环测试，在第二环境温度下对所述第二电池进行所述放电循环测试；

所述电池测试方法还包括：

获取所述第一电池从所述放电循环测试开始到电池厚度达到预设厚度值所对应的第一总时间；

获取所述第二电池从所述放电循环测试开始到电池厚度达到所述预设厚度值所对应的第二总时间。

10.根据权利要求9所述的电池测试方法，其特征在于，

所述电池测试方法还包括：

基于以下方程计算a和b的值：

TTF1为所述第一总时间，T1为所述第一环境温度，TTF2为所述第二总时间，T2为所述第二环境温度；

基于以下公式计算TTF3：

T3为第三环境温度，TTF3为第三环境温度下电池达到所述预设厚度值所对应的总时间推测值。

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