CN111679141A - 一种超级电容器检测方法以及超级电容器检测系统 - Google Patents

一种超级电容器检测方法以及超级电容器检测系统 Download PDF

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CN111679141A CN202010497359.XA CN202010497359A CN111679141A CN 111679141 A CN111679141 A CN 111679141A CN 202010497359 A CN202010497359 A CN 202010497359A CN 111679141 A CN111679141 A CN 111679141A
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes

Abstract

本申请公开了一种超级电容器检测方法以及超级电容器检测系统。所述超级电容器检测方法包括获取待测超级电容参数；获取使用者选择的测试方式；根据使用者的测试方式获取预设的测试方法或者根据使用者提供的信息生成自定义测试方法；根据测试方法以及待测超级电容参数进行检测并生成测试报告或根据自定义测试方法以及待测超级电容参数进行检测并生成测试报告。本申请的超级电容器检测方法可以对待测超级电容器根据预设的测试方法进行测试或者根据使用者自己的考虑来自定义测试方法，继而采用自定义的测试方法进行测试，从而可以对待测超级电容器进行多种测试，从而能够解决现有技术中的无法更改测试内容和测试策略的问题。

Description

一种超级电容器检测方法以及超级电容器检测系统
技术领域
本申请涉及超级电容器检测技术领域，特别是涉及一种超级电容器检测 方法以及超级电容器检测系统。
背景技术
超级电容器已经被广泛用于电力系统、智能微网系统、舰船、航空航天、 轨道交通等诸多工业领域，发挥着巨大的作用。但是其测试方法以及测试标准 却一直存在争议，目前国内执行国标GB/T，和企标QC/T741以及各个超级电 容器厂家自定义的标准，在国际上也没有一个统一的大家均认可的国际标准， 当前IEC标准，SAE标准以及一些国外电容厂家自定义的标准也同时并存， 大家都认为自己的标准最符合科学原理，并排斥其他标准，因此没有一个标准 可以得到广泛的共识。各个标准是否科学也没有评判标准。
目前市面上的测试设备软件封闭，一般预编译几种常用标准，按标准执 行测试，无法更改测试内容和测试策略，无法满足科研人员以及学者进行自定 义研究性试验，另一方面测试设备源的精度很差，稳定性也不高，采集方面分 辨率与采样率都固定不可更改，电流传感器多采用分流器，在大电流测试情况 下温度对测试结果的准确性也产生很大影响。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述 缺陷。
发明内容
本申请的目的在于提供一种超级电容器检测方法来克服或至少减轻现有 技术的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本申请提供一种超级电容器检测方法，所述超级电容 器检测方法包括：
获取待测超级电容参数；
获取使用者选择的测试方式；
根据所述使用者的测试方式获取预设的测试方法或者根据使用者提供的 信息生成自定义测试方法；
根据所述预设的测试方法以及所述待测超级电容参数对待测超级电容进 行检测并生成测试报告或根据所述自定义测试方法以及所述待测超级电容参 数对待测超级电容进行检测并生成测试报告。
可选地，所述获取待测超级电容参数包括：获取待测超级电容的额定容 量参数、额定电压参数、最小可用电压参数、质量参数、体积参数。
可选地，所述测试方式包括国标测试方式、企标测试方式、IEC测试方 式以及自定义测试方式；
所述预设的测试方法包括国标测试方法、企标测试方法、IEC测试方法， 其中，所述国标测试方法对应于国标测试方式、所述企标测试方法对应于企标 测试方式、所述IEC测试方法对应于IEC测试方式；
所述自定义测试方法对应于自定义测试方式。
可选地，所述根据使用者提供的信息生成自定义测试方法包括：
根据使用者的要求，预设触发条件以及测试规则，从而生成所述自定义 测试方法。
可选地，所述根据使用者的要求，预设触发条件以及测试规则，从而生 成所述自定义测试方法包括：
预设待测超级电容的容量测试规则，设定超级电容器容量自定义测试方 法；
预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻测试规则或系统内 阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、模组内阻自定义 测试方法或系统内阻自定义测试方法；
预设待测超级电容中的最大质量功率密度测量规则，设定最大质量功率 密度测量自定义测试方法；
预设待测超级电容中的短路放电试验测量规则，设定短路放电试验自定 义测试方法；
预设待测超级电容中的电压保持能力测试规则，设定电压保持能力测试 规则自定义测试方法。
可选地，所述预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻测试 规则或系统内阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、模 组内阻自定义测试方法或系统内阻自定义测试方法包括：
设定单体内阻测试充电规则、模组内阻测试充电规则或系统内阻测试充 电规则；
设定单体内阻测试放电规则、模组内阻测试放电规则或系统内阻测试放 电规则；
设定单体内阻测试充电放电循环次数、模组内阻测试充电放电循环次数 或系统内阻测试充电放电循环次数；
设定单体内阻测试参数获取条件、模组内阻测试参数获取条件或系统内 阻测试参数获取条件；
设定单体内阻测试电容状态获取公式、模组内阻测试电容状态获取公式 或系统内阻测试电容状态获取公式。
本申请还提供了一种超级电容器检测系统，所述超级电容器检测系统包 括：
参数获取单元，所述参数获取单元用于获取待测超级电容参数；
测试方式获取单元，所述测试方式获取单元用于获取使用者选择的测试 方式；
预设测试方法获取单元，所述预设测试方法获取单元用于根据所述使用 者的测试方式获取预设的测试方法；
自定义测试方法生成单元，所述自定义测试方法生成单元用于根据使用 者提供的信息生成自定义测试方法；
超级电容器检测装置，所述超级电容器检测装置与所述待测超级电容器 连接，所述超级电容器检测装置用于根据所述预设测试方法获取单元所传递的 预设的测试方法以及所述参数获取单元所传递的超级电容参数对待测超级电 容器进行检测并生成测试报告或根据所述自定义测试方法生成单元所传递的 自定义测试方法以及所述参数获取单元所传递的所述待测超级电容参数对所 述待测超级电容器进行检测并生成测试报告。
可选地，所述超级电容器检测装置包括：控制器模块，所述控制器模块 与所述预设测试方法获取单元、自定义测试方法生成单元、参数获取单元连接， 用于获取待测超级电容参数、预设的测试方法以及生成自定义测试方法；
测试模块，所述控制器模块与测试模块连接；每个测试模块与一个被测 超级电容连接；其中，
所述控制器模块用于根据所述预设测试方法获取单元所传递的预设的测 试方法生成预设控制信息或者用于根据自定义测试方法生成单元生成的自定 义测试方法生成自定义控制信息；
测试模块用于获取所述控制器模块所传递的预设控制信息或者自定义控 制信息，并根据所述预设控制信息或者自定义控制信息对与其自身连接的待测 超级电容进行检测并将待测超级电容器的状态信息传递给所述控制器模块；
所述控制器模块用于根据所述检测信息生成所述测试报告。
可选地，所述测试模块包括：
充电模块，所述充电模块的充电输入端与所述控制器模块连接，所述充 电模块的充电输出端与待测超级电容连接，所述充电模块被配置为根据所述预 设控制信息或者自定义控制信息的控制为所述待测超级电容充电；
放电模块，所述放电模块的放电输入端与所述控制器模块连接，所述放 电模块的放电输出端与所述待测超级电容连接，所述放电模块被配置为根据所 述控制器模块所传递的根据所述预设控制信息或者自定义控制信息的控制为 所述待测超级电容放电；
传感器模块，所述传感器模块分别与所述待测超级电容以及控制器模块 连接，所述传感器模块被配置为检测所述待测超级电容的状态信息并将所述状 态信息传递给所述控制器模块。
本申请的超级电容器检测方法可以根据使用者的选择，从而对待测超级 电容器根据预设的测试方法进行测试或者根据使用者自己的考虑来自定义测 试方法，继而采用自定义的测试方法进行测试，从而可以对待测超级电容器进 行多种测试，从而能够解决现有技术中的无法更改测试内容和测试策略，无法 满足科研人员以及学者进行自定义研究性试验的问题。
附图说明
图1是本申请一实施例的超级电容器检测方法的流程示意图。
图2是根据本申请一实施例的超级电容器检测装置的结构示意图。
图3是图1所示的超级电容器检测装置中的控制器模块的结构示意图。
图4是图1所示的超级电容器检测装置中的测试模块的结构示意图。
图5是图4所示测试模块中的自动切换模块的结构示意图。
图6是图1所示的测试模块中的电源模块的结构示意图。
图7是能够实现图1所示的超级电容器检测方法的电子设备的系统示意 图。
附图标记
101 控制器模块 303 自动切换模块
102 测试模块 304 放电模块
201 PXI总线背板 305 传感器模块
202 数模转换单元 306 电源模块
203 模数转换单元 103 待测超级电容
204 总控制器
302 充电模块
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请 实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图 中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能 的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面 通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为 对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结 合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位 置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描 述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位 构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
图1是本申请一实施例的超级电容器检测方法的流程示意图。图2是根 据本申请一实施例的超级电容器检测装置的结构示意图。图3是图1所示的超 级电容器检测装置中的控制器模块的结构示意图。图4是图1所示的超级电容 器检测装置中的测试模块的结构示意图。图5是图4所示测试模块中的自动切 换模块的结构示意图。图6是图1所示的测试模块中的电源模块的结构示意图。
如图1所示的超级电容器检测方法包括：
步骤1：获取待测超级电容参数；
步骤2：获取使用者选择的测试方式；
步骤3：根据使用者的测试方式获取预设的测试方法或者根据使用者提供 的信息生成自定义测试方法；
步骤4：根据预设的测试方法以及待测超级电容参数对待测超级电容进行 检测并生成测试报告或根据自定义测试方法以及待测超级电容参数对待测超 级电容进行检测并生成测试报告。
本申请的超级电容器检测方法可以根据使用者的选择，从而对待测超级 电容器根据预设的测试方法进行测试或者根据使用者自己的考虑来自定义测 试方法，继而采用自定义的测试方法进行测试，从而可以对待测超级电容器进 行多种测试，从而能够解决现有技术中的无法更改测试内容和测试策略，无法 满足科研人员以及学者进行自定义研究性试验的问题。
在本实施例中，获取待测超级电容参数包括：获取待测超级电容的额定 容量参数、额定电压参数、最小可用电压参数、质量参数、体积参数。
在本实施例中，测试方式包括国标测试方式、企标测试方式、IEC测试 方式以及自定义测试方式；
预设的测试方法包括国标测试方法、企标测试方法、IEC测试方法，其 中，国标测试方法对应于国标测试方式、企标测试方法对应于企标测试方式、 IEC测试方法对应于IEC测试方式；
自定义测试方法对应于自定义测试方式。
在本实施例中，根据使用者提供的信息生成自定义测试方法包括：
根据使用者的要求，预设触发条件以及测试规则，从而生成自定义测试 方法。
在本实施例中，根据使用者的要求，预设触发条件以及测试规则，从而 生成自定义测试方法包括：
预设待测超级电容的容量测试规则，设定超级电容器容量自定义测试方 法；
预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻测试规则或系统内 阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、模组内阻自定义 测试方法或系统内阻自定义测试方法；
预设待测超级电容中的最大质量功率密度测量规则，设定最大质量功率 密度测量自定义测试方法；
预设待测超级电容中的短路放电试验测量规则，设定短路放电试验自定 义测试方法；
预设待测超级电容中的电压保持能力测试规则，设定电压保持能力测试 规则自定义测试方法。
在一个实施例中，预设待测超级电容的容量测试规则，设定超级电容器 容量自定义测试方法：
设定容量测试充电规则；
设定容量测试放电规则；
设定容量测试充电放电循环次数；
设定容量测试参数获取条件；
设定容量测试电容状态获取公式。
在一个实施例中，
预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻测试规则或系统内 阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、模组内阻自定义 测试方法或系统内阻自定义测试方法包括：
设定单体内阻测试充电规则、模组内阻测试充电规则或系统内阻测试充 电规则；
设定单体内阻测试放电规则、模组内阻测试放电规则或系统内阻测试放 电规则；
设定单体内阻测试充电放电循环次数、模组内阻测试充电放电循环次数 或系统内阻测试充电放电循环次数；
设定单体内阻测试参数获取条件、模组内阻测试参数获取条件或系统内 阻测试参数获取条件；
设定单体内阻测试电容状态获取公式、模组内阻测试电容状态获取公式 或系统内阻测试电容状态获取公式。
本申请还提供了一种超级电容器检测系统，超级电容器检测系统包括参 数获取单元、测试方式获取单元、预设测试方法获取单元、自定义测试方法生 成单元以及超级电容器检测装置，参数获取单元用于获取待测超级电容参数； 测试方式获取单元用于获取使用者选择的测试方式；预设测试方法获取单元用 于根据使用者的测试方式获取预设的测试方法；自定义测试方法生成单元用于 根据使用者提供的信息生成自定义测试方法；超级电容器检测装置与待测超级 电容器连接，超级电容器检测装置用于根据预设测试方法获取单元所传递的预 设的测试方法以及参数获取单元所传递的超级电容参数对待测超级电容器进 行检测并生成测试报告或根据自定义测试方法生成单元所传递的自定义测试 方法以及参数获取单元所传递的待测超级电容参数对待测超级电容器进行检 测并生成测试报告。
在本实施例中，超级电容器检测装置包括控制器模块101以及测试模块 102，控制器模块与预设测试方法获取单元、自定义测试方法生成单元、参数 获取单元连接，用于获取待测超级电容参数、预设的测试方法以及生成自定义 测试方法；控制器模块101与测试模块102连接；每个测试模块102与一个被 测超级电容103连接；其中，
控制器模块101用于根据预设测试方法获取单元所传递的预设的测试方 法生成预设控制信息或者用于根据自定义测试方法生成单元生成的自定义测 试方法生成自定义控制信息；
测试模块102用于获取控制器模块101所传递的预设控制信息或者自定 义控制信息，并根据预设控制信息或者自定义控制信息对与其自身连接的待测 超级电容103进行检测并将待测超级电容器的状态信息传递给控制器模块；控 制器模块用于根据检测信息生成测试报告。
在本实施例中，测试模块102包括充电模块302、放电模块304以及传感 器模块305，充电模块302的充电输入端与控制器模块101连接，充电模块302 的充电输出端与待测超级电容103连接，充电模块302被配置为根据预设控制 信息或者自定义控制信息的控制为待测超级电容充电；
放电模块304的放电输入端与控制器模块101连接，放电模块304的放 电输出端与待测超级电容103连接，放电模块304被配置为根据控制器模块 101所传递的根据预设控制信息或者自定义控制信息的控制为待测超级电容 放电；
传感器模块305分别与待测超级电容103以及控制器模块101连接，传 感器模块305被配置为检测待测超级电容103的状态信息并将状态信息传递给 控制器模块。
参见图2以及图3，在本实施例中，测试模块的数量为至少两个，控制器 模块101与各个测试模块102分别连接；每个测试模块102与一个被测超级电 容103连接；其中，
每个测试模块102被配置为根据控制器模块101所传递的控制信号的控 制，对与其自身连接的待测超级电容103进行测试。
本申请的超级电容器检测装置可以根据需要而增加或者检测测试模块， 从而根据使用者的需要而同时测试多个待测超级电容，且每个测试模块受控制 器模块的单独控制，这样，可以同时为各个待测超级电容进行不同的测试。
参见图3，在本实施例中，每个测试模块包括充电模块302，充电模块302 的充电输入端与控制器模块101连接，充电模块302的充电输出端与待测超级 电容103连接，充电模块302被配置为根据控制器模块的控制为待测超级电容 充电。
参见图3，在本实施例中，每个测试模块进一步包括放电模块304，放电 模块304的放电输入端与控制器模块101连接，放电模块304的放电输出端与 待测超级电容103连接，放电模块304被配置为根据控制器模块101的控制为 待测超级电容放电。
参见图3，在本实施例中，每个测试模块进一步包括传感器模块305，传 感器模块305分别与待测超级电容103以及控制器模块101连接，传感器模块 305被配置为检测待测超级电容103的状态信息并将状态信息传递给控制器模 块。
在本实施例中，传感器模块包括温度传感器、电压传感器以及电流传感 器，温度传感器分别与待测超级电容以及控制器模块连接，温度传感器被配置 为检测待测超级电容的温度信息并将温度信息传递给控制器模块；电压传感器 分别与待测超级电容以及控制器模块连接，电压传感器被配置为检测待测超级 电容的电压信息并将电压信息传递给控制器模块；电流传感器分别与待测超级 电容以及控制器模块连接，电流传感器被配置为检测待测超级电容的电流信息 并将电流信息传递给控制器模块。
参见图5，在本实施例中，每个测试模块进一步包括自动切换模块303， 自动切换模块303包括第一输入端、第二输入端、控制端以及自动切换输出端， 充电模块302的充电输出端与第一输入端连接，放电模块304的放电输出端与 第二输出端连接，控制器模块101与控制端连接，自动切换输出端与待测超级 电容连接；其中，自动切换模块303被配置为在控制器模块101的控制下使第 一输入端与自动切换输出端接通或在控制器模块101的控制下使第一输入端 与自动切换输出端接通。
参见图5，在本实施例中，每个测试模块进一步包括电源模块306，电源 模块306分别与充电模块302、放电模块304、传感器模块305以及自动切换 模块303连接，电源模块306被配置为为充电模块302、放电模块304、传感 器模块305以及自动切换模块303供电。
参见图3，在本实施例中，控制器模块包括PXI总线背板201以及控制 器主模块，控制器主模块安装在PXI总线背板上，控制器主模块分别与各个测 试模块连接。
参见图3，在本实施例中，控制器主模块包括总控制器204、数模转换单 元202以及模数转换单元203，总控制器204安装在PXI总线背板201上；数 模转换单元202安装在PXI总线背板201上，数模转换单元202的输入端通过 PXI总线背板201与总控制器204连接，数模转换单元202的输出端分别与充 电模块以及放电模块连接；其中，数模转换单元202被配置为将总控制器204 传递的为充电模块302提供的数字信号转换成模拟信号后传递给充电模块302 以及将总控制器204传递的为放电模块304提供的数字信号转换成模拟信号传 递给放电模块。
参见图3，在本实施例中，控制器主模块进一步包括模数转换单元203 安装在PXI总线背板201上，模数转换单元203的第一输入端通过PXI总线 背板201与总控制器204连接，模数转换单元203的第一输出端与自动切换模 块的控制端连接，模数转换单元203的第二输入端与传感器模块305连接，模 数转换单元203的第二输出端通过PXI总线背板201与总控制器204连接；其 中，模数转换单元被配置为将总控制器传递给自动切换模块的控制信号转换成 数字控制信号后传递给自动切换模块以及将传感器模块输出的状态信号转换成状态信息传递给总控制器。
参见图5，在本实施例中，自动切换模块303包括三个相互串联的控制开 关，分别称为第一控制开关、第二控制开关以及第三控制开关，第一控制开关 包括第一控制开关输入端、第一控制开关控制端以及第一控制开关输出端、第 二控制开关包括第二控制开关输入端、第二控制开关控制端以及第二控制开关 输出端、所述第三控制开关包括第三控制开关输入端、第三控制开关控制端以 及第三控制开关输出端；其中，
第一控制开关的第一控制开关输入端为第一输入端，第二控制开关输入 端为所述第二输入端；
第一控制开关输出端与第二控制开关输入端连接，第二控制开关输出端 与第三控制开关输入端连接，第三控制开关输出端与待测超级电容连接；
第一控制开关控制端、第二控制开关控制端以及第三控制开关控制端组 成控制端。
本申请的超级电容器检测装置进一步包括：上位机，上位机与控制器模 块101连接，用于控制控制器模块以及用于人机交互。
参见图2，本申请的超级电容器检测装置包括：用于数据显示、参数配置、 测试控制的笔记本电脑100(上位机)，输出模拟小信号、控制信号，并对外 部回采信号进行运算的控制模块101，接收模拟小信号并放大为功率信号给待 测超级电容充电，当待测超级电容充满电时切换到负载进行放电，并采集充放 电循环各项数据的测试模块102。
参见图3，其显示了控制模块101的内部结构，控制模块101包括了PXI 总线背板201；数模转换模块202；模数转换模块203；总控制器204，上述各 模块均有统一的PCIe接口，经由公共驱动程序统一驱动，各模块根据性能高 低衍生出针对不同测试需求的模块系列，同时还有丰富的各种功能模块可对装 置功能进行扩展和升级，通过PXI总线背板模块201与其他模块连接；数模转 换模块202主要将数字信号转换成用于测试的电压、电流模拟小信号并传给测 试模块102；模数转换模块203主要将测试模块102回采的外部物理量模拟小信号转换成数字信号并传送给控制器模块204进行运算；总控制器204是由 基于X86架构的工控机构成，内置Windows操作系统与RT实时操作系统， 通过100/1000M以太网口与笔记本电脑100通讯，计算生成的数字信号，并 对外部回采信号进行运算。
在本发明的实施例中，总控制器204采用Intel Core i7-820QM 4核处理器， 并配有2GB DDR3-1333MHz RAM,500硬盘，搭配PXI总线背板模块201使 得装置数据总吞吐量达到8GB/s；数模转换模块202集成了信号调理功能和通 道间数据隔离功能，采用16位8通道DA芯片转换率250kS/s；模数转换模块 203集成了信号调理功能和通道间数据隔离功能，采用16位AD芯片，64通 道，采样率1.25MS/s。
参见图4，其显示了测试模块102的内部结构，测试模块102包括了：背 板总线模块301、充电模块302、自动切换模块303、放电模块304、传感器模 块305以及电源模块306。上述各模块均有统一的接口，各模块根据性能高低 衍生出针对不同测试需求的模块系列，同时还有丰富的各种功能模块可对装置 功能进行扩展和升级，通过背板总线模块301与其他模块连接；充电模块302 将控制模块101传过来的±10V的测试电压、电流小信号放大成功率信号，加 载到被测超级电容的正负极两端，对超级电容进行恒流或者恒压充电；自动切换模块303连接着充电模块302和放电模块304，受控于控制模块101，当超 级电容充电达到额定电压UR时，控制切换到电子负载放电，当超级电容放电 到最小工作电压Vmin时控制切换到充电模块进行充电，当超级电容过热时切 断回路，停止充电，保护被测设备；放电模块304主要当被测超级电容充满电 时切换到负载进行放电；传感器模块305由磁调制电流传感器，高精度取样电 阻、温度传感器、调理电路等构成，主要将测试过程中的电压、电流、温度等 物理量进行采集并由模数转换电路送至控制器模块；电源模块306通过背板总 线模块301与其他模块相连，为其他模块供电。
在本发明的实施例中，充电模块302采用6通道电流放大器，电流输出 范围0～32A，电压输出范围0～7V，精度0.05％，输出功率210VA/通道，各通 道相互独立，1路0～7VRMS小信号输入接口，1路Aurora协议的光口；自动 切换模块303采用IGBT器件组成开关阵列，导通电阻小于2.4mΩ，动作时间 小于5us；放电模块304内部开关器件采用高速IGBT器件，可实现微秒(us) 级别的开关，切换速度快，可实现恒压、恒流模式下的无极调节，采用闭环控 制，控制精度高；传感器模块305采用了磁调制原理的直流电流传感器，测试 精度达到5ppm、稳定性5ppm以及温度稳定性为3ppm的高精度电阻；
参见图6，其显示了电源模块306的内部结构，电源模块306实现宽范围 输入，将外部交流电源经过低通滤波电路，功率因素校准电路后生成的直流输 出到背板给充电模块使用，另一路通过低通滤波以后，进过DC-DC变换降压 输出到背板给各模块供电。
在本发明的实施例中，滤波电路采用LC低通滤波器，通过PFC电路实 现功率因素校准，保证在90～264V交流电源下达到功率因素0.95，在通过LC 低通滤波器进行滤波然后通过DC-DC降压斩波电路生产12V直流到背板，给 其他模块供电。
参见图5，其显示了自动切换模块303的内部结构，自动切换模块303 通过背板供电，同时受控于控制模块101实现对被测超级电容器的充放电以及 保护功能，当给待测超级电容实施恒流充电时处于常闭状态，即第一控制开关、 K1第二控制开关K2以及第三控制开关K3均不动做，充电模块302通过电流 功率接口603给被测超级电容器实施恒流充电；当处于常闭状态的开关K1、 K2均不动作、K3动作，此时充电模块302通过电压功率接口602给被测超级 电容器实施恒压充电；当处于常闭状态的开关仅K2动作，K1、K3均不动作 时被测超级电容通过放电模块304进行放电，当检测到被测超级电容温度过高 时，需要停止测试，处于常闭状态的开关K1动做、K2、K3均不动作。
在本发明的实施例中，电流功率接口603采用6通道电流放大器，电流 输出范围0～32A，电压输出范围0～7V，精度0.05％，输出功率210VA/通道， 各通道相互独立，1路0～7V RMS小信号输入接口，1路Aurora协议的光口； 电压功率接口(602)采用6通道电压放大器，电压输出范围0～120V,电压精 度0.05％，输出功率75VA/通道，各通道相互独立，1路0～7V RMS小信号输 入接口，1路Aurora协议的光口；开关K1、K2、K3均采用IGBT器件，开通关断时间小于5us,导通阻抗小于2.4mΩ可实现各个状态之间勿扰切换。
本发明所提供的基于PXI总线结构的高精度超级电容器检测的实现方法， 具体如下：
所述实现方法包括：设置被测超级电容参数、如额定容量、额定电压、 最小可用电压、质量、体积等；根据测试方式选择手动测试或者自动测试；如 选自动测试应该选择测试遵循的标准；如果选择手动测试应该设置测试触发条 件，添加测试状态，根据开放的软件平台，测试人员可以通过编辑不同的测试 状态来自定义测试内容与测试标准；测试过程中通过控制模块内置专家控制算 法进行充放电控制；完成测试生成检测报告，导出数据，分析检测结果。
下面以举例的方式对本申请的预设的测试方法以及自定义测试方法进行 进一步详细阐述，可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。
例如：在一个实施例中，采用预设的国标测试规则进行测试，具体地， 根据国标GB/T34870中规定超级电容器容量测试方法和步骤是：a)电容器单 体以恒定电流I充电到额定电压UR；
b)电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin；
c)重复步骤a)～b)3次，记录电容器电压从额定值的90％至最低工作电压 Umin的放电时间t；
d)按式(1)计算每次循环电容器单体的电容，取其平均值。
Figure BDA0002523156300000141
而对于企业标准QC/T741中规定超级电容器容量测试方法和步骤是：
a)电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR；
b)电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin；
c)重复步骤a)～b)5次，记录电容器电压从额定值的80％至最低工作电压 Umin的放电时间t；
d)按式(1)计算每次循环电容器单体的电容，取其平均值。
Figure BDA0002523156300000151
其中：C：电容，单位为法拉(F)；I：充放电电流，单位为安(A)；t: 充电时间，单位为秒(s)；UR：额定电压，单位为伏(V)；Umin:最低工作电 压，单位为伏(V)。
当使用者认为国标并不适用于自己要测试的待测试超级电容器的时候， 例如，对于上述方法，如果测试人员认为既不是0.8UR也不是0.9UR而是0.85UR或者其他任意UR的话，通过自定义本申请的设定容量测试充电规则；设定容 量测试放电规则；设定容量测试充电放电循环次数；设定容量测试参数获取条 件；设定容量测试电容状态获取公式即可实现一个预设单体内阻测试规则，设 定超级电容器单体内阻自定义测试方法。
举例来说，在该超级电容器预设容量测试规则，设定超级电容器容量自 定义测试方法具体采用如下设置：
a)电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR；
b)电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin；
c)重复步骤a)～b)3次，记录电容器电压从额定值的90％至最低工作电压 Umin的放电时间t；
d)按式(1)计算每次循环电容器单体的电容，取其平均值。
Figure BDA0002523156300000152
而对于企业标准QC/T741中规定超级电容器容量测试方法和步骤是：
a)电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR；
b)电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin；
c)重复步骤a)～b)5次，记录电容器电压从额定值的80％至最低工作电压 Umin的放电时间t；
d)按式(1)计算每次循环电容器单体的电容，取其平均值。
Figure BDA0002523156300000161
其中：C：电容，单位为法拉(F)；I：充放电电流，单位为安(A)；t: 充电时间，单位为秒(s)；UR：额定电压，单位为伏(V)；Umin:最低工作电 压，单位为伏(V)。
又例如在企业标准QC/T741中规定，室温下，超级电容器单体内阻测试 方法：
a)电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR，记录时刻为t0；
b)电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin，记录t0+30ms时 的电压Ui；
c)重复步骤a)～b)3次
d)按式(3)计算第3次的直流内阻，作为电容器单体的内阻。
Figure BDA0002523156300000162
但是现在很多使用人员却表示对于记录Ui这个时刻有各种不同的看法， 譬如某测试人员甲认为记录时间应该是t0+Xms才合理，如果要实现甲的测试 就必须精准控制记录时间，这时需要调整模数转换模块203的采样率，确保采 样时间比Xms高出至少1个数量级才行，而现在市面上的测试设备模数转换 功能是封闭且固化的，使用人员无法进行修改，而本申请可以对当前使用的模 数转换模块203采样率进行在线修改，同时也可以通过PXI架构的和模块化的 硬件实现硬件修改，更换采样率更高的模数转换模块203。
具体地，本申请的预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻 测试规则或系统内阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、 模组内阻自定义测试方法或系统内阻自定义测试方法包括：
设定单体内阻测试充电规则、模组内阻测试充电规则或系统内阻测试充 电规则；
设定单体内阻测试放电规则、模组内阻测试放电规则或系统内阻测试放 电规则；
设定单体内阻测试充电放电循环次数、模组内阻测试充电放电循环次数 或系统内阻测试充电放电循环次数；
设定单体内阻测试参数获取条件、模组内阻测试参数获取条件或系统内 阻测试参数获取条件；
设定单体内阻测试电容状态获取公式、模组内阻测试电容状态获取公式 或系统内阻测试电容状态获取公式。
举例来说，a)电容器单体、模组或系统以恒定电流I充电到额定电压UR， 记录时刻为t0；
b)电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin，记录t0+Xms时的 电压Ui；
c)重复步骤a)～b)3次
d)按式(3)计算第3次的直流内阻，作为电容器单体的内阻。
Figure BDA0002523156300000171
本申请的充放电智能切换专家控制算法，具体包括：首先确定切换电源、 负载以及停止测试所对应的外部切换条件；其次根据被测超级电容厂家提供的 参数，建立专家规则库，无论系统处于何种状态专家库中均有对应的专家规则 执行；然后通过构造切换控制函数，该函数能准确调用该状态下专家库对应的 专家规则，确保自动切换的进行。该专家控制算法的主体是一个解决本系统自 动切换控制的指令规则集合，通过检测外界切换条件并做出逻辑判断以控制被 测超级电容器的各种检测状态。
本发明的有益效果是：(1)采用了PXI总线和模块化设计，所有模块通 过公共驱动程序统一驱动，方便系统功能扩展与性能配置。(2)通过开放的软 件平台，可以使用图形化设计语言很方便的修改测试逻辑和自定义测试标准， 为研究超级电容器性能提供了灵活的工具。(3)采用线性放大器技术、磁调制 电流传感器技术使设备在输出测试信号以及采集信号等各个环节保证超高的 精度、分辨率、采样率极大的提高了超级电容器各项性能测试的准确性和可靠 性。(4)采用独特充放电切换技术，实现充放电状态勿扰切换，测试过程无需 更换接线，全自动测试。
本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器 中并能够在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上的 超级电容器检测方法。
如图6所示，电子设备包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、 存储器504、输出接口505以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处 理器503、存储器504以及输出接口505通过总线507相互连接，输入设备501 和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线507连接，进而 与电子设备的其他组件连接。具体地，输入设备504接收来自外部的输入信息， 并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于 存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息， 将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输 出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到电子设备的外部 供用户使用。
也就是说，图3所示的电子设备也可以被实现为包括：存储有计算机可 执行指令的存储器；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器在执行计算 机可执行指令时可以实现结合图1描述的超级电容器检测方法。
在一个实施例中，图6所示的电子设备可以被实现为包括：存储器504， 被配置为存储可执行程序代码；一个或多个处理器503，被配置为运行存储器 504中存储的可执行程序代码，以执行上述实施例中的医疗语音对话方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有 计算机程序，计算机程序被处理器执行时能够实现如上的医疗语音对话方法。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其实并不是用来限定本申请，任 何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和 修改，因此，本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/ 输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。 内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动，媒体可以 由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、 程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、 其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程 只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数据多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁带 磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算 设备访问的信息。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机 程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件 和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计 算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述 的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。 第一、第二等词语用来标识名称，而不标识任何特定的顺序。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和 计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框 图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，模块、程序段、 或代码的一部分包括一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应 当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图 中所标注的顺序发生。例如，两个接连地标识的方框实际上可以基本并行地执 行，他们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的 是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或总流程图中的方框的组合， 可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专 用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本实施例中所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可 编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器 件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理 器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在 存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现装 置/终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中， 存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功 能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比 如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还 可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、 至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
在本实施例中，装置/终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形 式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介 质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也 可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算 机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实 施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为 源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质 可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、 随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以 及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法 管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对 其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方 案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超级电容器检测方法，其特征在于，所述超级电容器检测方法包括：
获取待测超级电容参数；
获取使用者选择的测试方式；
根据所述使用者的测试方式获取预设的测试方法或者根据使用者提供的信息生成自定义测试方法；
根据所述预设的测试方法以及所述待测超级电容参数对待测超级电容进行检测并生成测试报告或根据所述自定义测试方法以及所述待测超级电容参数对待测超级电容进行检测并生成测试报告。
2.如权利要求1所述的超级电容器检测方法，其特征在于，所述获取待测超级电容参数包括：获取待测超级电容的额定容量参数、额定电压参数、最小可用电压参数、质量参数、体积参数。
3.如权利要求2所述的超级电容器检测方法，其特征在于，所述测试方式包括国标测试方式、企标测试方式、IEC测试方式以及自定义测试方式；
所述预设的测试方法包括国标测试方法、企标测试方法、IEC测试方法，其中，所述国标测试方法对应于国标测试方式、所述企标测试方法对应于企标测试方式、所述IEC测试方法对应于IEC测试方式；
所述自定义测试方法对应于自定义测试方式。
4.如权利要求3所述的超级电容器检测方法，其特征在于，所述根据使用者提供的信息生成自定义测试方法包括：
根据使用者的要求，预设触发条件以及测试规则，从而生成所述自定义测试方法。
5.如权利要求4所述的超级电容器检测方法，其特征在于，所述根据使用者的要求，预设触发条件以及测试规则，从而生成所述自定义测试方法包括：
预设待测超级电容的容量测试规则，设定超级电容器容量自定义测试方法；
预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻测试规则或系统内阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、模组内阻自定义测试方法或系统内阻自定义测试方法；
预设待测超级电容中的最大质量功率密度测量规则，设定最大质量功率密度测量自定义测试方法；
预设待测超级电容中的短路放电试验测量规则，设定短路放电试验自定义测试方法；
预设待测超级电容中的电压保持能力测试规则，设定电压保持能力测试规则自定义测试方法。
6.如权利要求5所述的超级电容器检测方法，其特征在于，所述预设待测超级电容的容量测试规则，设定超级电容器容量自定义测试方法：
设定容量测试充电规则；
设定容量测试放电规则；
设定容量测试充电放电循环次数；
设定容量测试参数获取条件；
设定容量测试电容状态获取公式。
7.如权利要求5所述的超级电容器检测方法，其特征在于，所述预设待测超级电容中的单体内阻测试规则、模组内阻测试规则或系统内阻测试规则，从而设定超级电容器单体内阻自定义测试方法、模组内阻自定义测试方法或系统内阻自定义测试方法包括：
设定单体内阻测试充电规则、模组内阻测试充电规则或系统内阻测试充电规则；
设定单体内阻测试放电规则、模组内阻测试放电规则或系统内阻测试放电规则；
设定单体内阻测试充电放电循环次数、模组内阻测试充电放电循环次数或系统内阻测试充电放电循环次数；
设定单体内阻测试参数获取条件、模组内阻测试参数获取条件或系统内阻测试参数获取条件；
设定单体内阻测试电容状态获取公式、模组内阻测试电容状态获取公式或系统内阻测试电容状态获取公式。
8.一种超级电容器检测系统，其特征在于，所述超级电容器检测系统包括：
参数获取单元，所述参数获取单元用于获取待测超级电容参数；
测试方式获取单元，所述测试方式获取单元用于获取使用者选择的测试方式；
预设测试方法获取单元，所述预设测试方法获取单元用于根据所述使用者的测试方式获取预设的测试方法；
自定义测试方法生成单元，所述自定义测试方法生成单元用于根据使用者提供的信息生成自定义测试方法；
超级电容器检测装置，所述超级电容器检测装置与所述待测超级电容器连接，所述超级电容器检测装置用于根据所述预设测试方法获取单元所传递的预设的测试方法以及所述参数获取单元所传递的超级电容参数对待测超级电容器进行检测并生成测试报告或根据所述自定义测试方法生成单元所传递的自定义测试方法以及所述参数获取单元所传递的所述待测超级电容参数对所述待测超级电容器进行检测并生成测试报告。
9.如权利要求8所述的超级电容器检测系统，其特征在于，所述超级电容器检测装置包括：
控制器模块(101)，所述控制器模块与所述预设测试方法获取单元、自定义测试方法生成单元、参数获取单元连接，用于获取待测超级电容参数、预设的测试方法以及生成自定义测试方法；
测试模块(102)，所述控制器模块(101)与测试模块(102)连接；每个测试模块(102)与一个被测超级电容(103)连接；其中，
所述控制器模块(101)用于根据所述预设测试方法获取单元所传递的预设的测试方法生成预设控制信息或者用于根据自定义测试方法生成单元生成的自定义测试方法生成自定义控制信息；
测试模块(102)用于获取所述控制器模块(101)所传递的预设控制信息或者自定义控制信息，并根据所述预设控制信息或者自定义控制信息对与其自身连接的待测超级电容(103)进行检测并将待测超级电容器的状态信息传递给所述控制器模块；
所述控制器模块用于根据所述检测信息生成所述测试报告。
10.如权利要求9所述的超级电容器检测系统，其特征在于，所述测试模块(102)包括：
充电模块(302)，所述充电模块(302)的充电输入端与所述控制器模块(101)连接，所述充电模块(302)的充电输出端与待测超级电容(103)连接，所述充电模块(302)被配置为根据所述预设控制信息或者自定义控制信息的控制为所述待测超级电容充电；
放电模块(304)，所述放电模块(304)的放电输入端与所述控制器模块(101)连接，所述放电模块(304)的放电输出端与所述待测超级电容(103)连接，所述放电模块(304)被配置为根据所述控制器模块(101)所传递的根据所述预设控制信息或者自定义控制信息的控制为所述待测超级电容放电；
传感器模块(305)，所述传感器模块(305)分别与所述待测超级电容(103)以及控制器模块(101)连接，所述传感器模块(305)被配置为检测所述待测超级电容(103)的状态信息并将所述状态信息传递给所述控制器模块。
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