CN111948552B - 一种用于电池测试的脉冲电流生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，该方法具体包括如下步骤：测量VBat、R，获取Ipeak、Tpeak、根据VBat、R、Ipeak计算出Vload，根据Tpeak设置Ton、导通高速电子开关、电流上升到峰值附近、电子负载从恒压模式切换到恒电流模式、电子负载控制电流幅值的稳态精度、时间到Ton断开电子开关，被测电池电压为VBat，可回馈式电子负载电压为VLoad，线路上的等效电阻为R，高速电子开关一般选择Mosfet或IGBT。本发明所述的一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，可以使脉冲电流的上升下降的时间更短，电流上升下降斜率更大，脉冲时间控制更精确，可以使电流脉冲的幅值控制更精确，脉冲测试时的能量可回馈电网，不浪费电能。

Description

一种用于电池测试的脉冲电流生成方法
技术领域
本发明涉及脉冲电流生成领域，具体涉及一种用于电池测试的脉冲电流生成方法。
背景技术
各种锂电池、铅酸电池、氢燃料电池等在生产生活中被广泛使用，电池在研发、出厂检验过程中，需要对电池进行脉冲电流放电测试，即让电池短时间内输出一个脉冲电流；
但是现有的存在着一定的不足之处有待改善，首先，现有的电池脉冲电流测试拓扑见图4，电子负载与电池直连，如果要生成脉冲电流，需要控制电子负载的电压VLoad，让VLoad快速下降、上升与VBat形成电压差，从而产生电流，这个脉冲电流的上升、下降斜率受电子负载控制速率的影响，速度较慢；其次，现有方案对电池进行脉冲放电测试时，脉冲电流的上升、下降斜率不够大，此外，现有方案，脉冲电流时间宽度的控制不够精确，现有方案大都使用不可回馈的负载，电池在做脉冲测试时的电能都被消耗了，无法反馈回电网，浪费电能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，可以有效解决背景技术中的现有的电池脉冲电流测试拓扑见图4，电子负载与电池直连，如果要生成脉冲电流，需要控制电子负载的电压VLoad，让VLoad快速下降、上升与VBat形成电压差，从而产生电流，这个脉冲电流的上升、下降斜率受电子负载控制速率的影响，速度较慢；其次，现有方案对电池进行脉冲放电测试时，脉冲电流的上升、下降斜率不够大，此外，现有方案，脉冲电流时间宽度的控制不够精确，现有方案大都使用不可回馈的负载，电池在做脉冲测试时的电能都被消耗了，无法反馈回电网，浪费电能的技术问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤一：测量VBat、R，获取Ipeak、Tpeak；
步骤二：根据VBat、R、Ipeak计算出Vload，根据Tpeak设置Ton；
步骤三：导通高速电子开关；
步骤四：电流上升到峰值附近；
步骤五：电子负载从恒压模式切换到恒电流模式；
步骤六：电子负载控制电流幅值的稳态精度；
步骤七：时间到Ton断开电子开关。
作为本发明的进一步方案，被测电池电压为VBat，可回馈式电子负载电压为VLoad，线路上的等效电阻为R，高速电子开关一般选择Mosfet或IGBT；
脉冲电流的要求：峰值为Ipeak，持续时间为Tpeak；
线路等效电阻R的数值，可在脉冲测试前让电子负载运行在恒电流模式，然后测量线路上电池端电压、电子负载端电压、线路上的电流计算得到R＝(电池电压-负载电压)/线路电流。
作为本发明的进一步方案，进行脉冲测试前，根据需求的Ipeak、电池端电压VBat、测量出来的线路电阻R，以及峰值电流需求时间Tpeak，来确定可回馈电子负载端电压VLoad、高速电子开关的导通持续时间Ton。
作为本发明的进一步方案，提前设定好回馈式电子负载电压VLoad，满足条件VLoad＝Vbat-R*Ipeak，工作在恒定电压模式。
作为本发明的进一步方案，设置高速电子开关导通时间Ton＝Tpeak，忽略电流上升下降时间；
电流上升下降时间高速开关的开关延迟、线路电感有关，可以通过选择开关延迟短的器件、降低线路电感，使得Ton近似于Tpeak。
作为本发明的进一步方案，电流上升下降时间高速开关的开关延迟、线路电感有关，可以通过选择开关延迟短的器件、降低线路电感，使得Ton近似于Tpeak。
作为本发明的进一步方案，电子开关导通后，电流开始上升，电流I＝(VBat-VLoad)/R，而VLoad＝Vbat-R*Ipeak，因此电流I会迅速达到需求的Ipeak附近。
作为本发明的进一步方案，让电子负载进入恒流控制模式，以线路上的实际电流I达到Ipeak为目标，不再保持电子负载端电压恒定。
作为本发明的进一步方案，电流负载一开始工作在恒电压模式，用来配合高速电子开关，能够让脉冲电流的上升斜率尽可能快。
作为本发明的进一步方案，当线路上电流I达到需求的Ipeak附近后，电子负载转入恒流模式，直接控制电流的幅值，确保电流的稳态精度，电子负载端的电压不再维持在之前设定的VLoad上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
在回馈式电子负载与电池之间，增加了一个高速电子开关，可以使脉冲电流的上升下降的时间更短；
电子开关导通瞬间，由于VLoad、VBat存在压差，电流迅速上升达到峰值，脉冲峰值大小由两端电压差和线路电阻决定，所以电流上升下降斜率更大；
电子开关导通后，电流快速上升到需求峰值附近后，电子负载从恒压转入恒流模式，也参与对电流峰值的控制，保证脉冲电流达到峰值后的稳态精度，使得脉冲时间控制更精确、快速、方便，也可以使得电流脉冲的幅值控制更精确。
采用可回馈式电子负载，脉冲测试时的能量可回馈电网，不浪费电能。
附图说明
图1为本发明电池脉冲测试电路拓扑组成；
图2为本发明冲电流峰值与高速电子开关的导通时间Ton；
图3为本发明执行步骤流程图；
图4为常见电池脉冲测试电路拓扑组成。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-4所示，一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤一：测量VBat、R，获取Ipeak、Tpeak；
步骤二：根据VBat、R、Ipeak计算出Vload，根据Tpeak设置Ton；
步骤三：导通高速电子开关；
步骤四：电流上升到峰值附近；
步骤五：电子负载从恒压模式切换到恒电流模式；
步骤六：电子负载控制电流幅值的稳态精度；
步骤七：时间到Ton断开电子开关；
被测电池电压为VBat，可回馈式电子负载电压为VLoad，线路上的等效电阻为R，高速电子开关一般选择Mosfet或IGBT；
脉冲电流的要求：峰值为Ipeak，持续时间为Tpeak；
线路等效电阻R的数值，可在脉冲测试前让电子负载运行在恒电流模式，然后测量线路上电池端电压、电子负载端电压、线路上的电流计算得到R＝(电池电压-负载电压)/线路电流。
进行脉冲测试前，根据需求的Ipeak、电池端电压VBat、测量出来的线路电阻R，以及峰值电流需求时间Tpeak，来确定可回馈电子负载端电压VLoad、高速电子开关的导通持续时间Ton。
提前设定好回馈式电子负载电压VLoad，满足条件VLoad＝Vbat-R*Ipeak，工作在恒定电压模式。
设置高速电子开关导通时间Ton＝Tpeak，忽略电流上升下降时间；
电流上升下降时间高速开关的开关延迟、线路电感有关，可以通过选择开关延迟短的器件、降低线路电感，使得Ton近似于Tpeak。
电流上升下降时间高速开关的开关延迟、线路电感有关，可以通过选择开关延迟短的器件、降低线路电感，使得Ton近似于Tpeak。
电子开关导通后，电流开始上升，电流I＝(VBat-VLoad)/R，而VLoad＝Vbat-R*Ipeak，因此电流I会迅速达到需求的Ipeak附近。
让电子负载进入恒流控制模式，以线路上的实际电流I达到Ipeak为目标，不再保持电子负载端电压恒定。
电流负载一开始工作在恒电压模式，用来配合高速电子开关，能够让脉冲电流的上升斜率尽可能快。
当线路上电流I达到需求的Ipeak附近后，电子负载转入恒流模式，直接控制电流的幅值，确保电流的稳态精度，电子负载端的电压不再维持在之前设定的VLoad上。
需要说明的是，本发明为一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，在使用时，在可回馈式电子负载与电池之间，增加了一个高速电子开关，在电子开关还未闭合前，根据脉冲电流峰值的指令需求，让电子负载端工作在恒压模式，输出电压VLoad，电子开关导通瞬间，由于VLoad、VBat存在压差，电流迅速上升达到峰值，脉冲峰值大小由两端电压差和线路电阻决定，电子开关导通后，电流快速上升到需求峰值附近后，电子负载从恒压转入恒流模式，也参与对电流峰值的控制，保证脉冲电流达到峰值后的稳态精度，脉冲电流持续时间达到要求后，关断电子开关，此方法使用高速电子开关，让脉冲电流的上升、下降斜率只与电子开关的开关延迟、线路感抗有关，不再受电子负载的控制速率影响，从而大大提升了电流上升下降的斜率，此方法在电流达到峰值后，电子负载参与对电流的控制，保证电流峰值的稳态精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
步骤一：测量VBat、R，获取Ipeak、Tpeak；
步骤二：根据VBat、R、Ipeak计算出Vload，根据Tpeak设置Ton；
步骤三：导通高速电子开关；
步骤四：电流上升到峰值附近；
步骤五：电子负载从恒压模式切换到恒电流模式；
步骤六：电子负载控制电流幅值的稳态精度；
步骤七：时间到Ton断开电子开关；
其中，被测电池电压为VBat，可回馈式电子负载电压为VLoad，线路上的等效电阻为R，高速电子开关选择Mosfet或IGBT；
脉冲电流的要求：峰值为Ipeak，持续时间为Tpeak；
线路等效电阻R的数值，在脉冲测试前让电子负载运行在恒电流模式，然后测量线路上电池端电压、电子负载端电压、线路上的电流计算得到R＝(电池电压-负载电压)/线路电流。
2.根据权利要求1所述的一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，其特征在于：进行脉冲测试前，根据需求的Ipeak、电池端电压VBat、测量出来的线路电阻R，以及峰值电流需求时间Tpeak，来确定可回馈电子负载端电压VLoad、高速电子开关的导通持续时间Ton。
3.根据权利要求1所述的一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，其特征在于：提前设定好回馈式电子负载电压VLoad，满足条件VLoad＝Vbat-R*Ipeak，工作在恒定电压模式。
4.根据权利要求1所述的一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，其特征在于：设置高速电子开关导通时间Ton＝Tpeak，忽略电流上升下降时间。
5.根据权利要求1所述的一种用于电池测试的脉冲电流生成方法，其特征在于：让电子负载进入恒流控制模式，以线路上的实际电流I达到Ipeak为目标，不再保持电子负载端电压恒定。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557712B (zh) * 2020-12-07 2022-12-13 常州绿能新能源检测有限公司 一种并联式脉冲电流测试系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101018441A (zh) * 2007-02-09 2007-08-15 扬州双鸿电子有限公司 高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源
TW200934043A (en) * 2007-09-06 2009-08-01 Ricoh Co Ltd Charge control circuit
CN101672931A (zh) * 2009-09-24 2010-03-17 重庆大学 感性负载的单极性梯形脉冲电流控制方法及装置
CN102579042A (zh) * 2012-03-06 2012-07-18 复旦大学 多级恒流脉冲发生电路
CN103412205A (zh) * 2013-07-10 2013-11-27 华北电力大学（保定） 一种电动汽车充电设备的测试方法
CN204216598U (zh) * 2014-09-28 2015-03-18 湖南森泰节能科技有限公司 电池充放电装置与管理电路
CN207037519U (zh) * 2017-08-01 2018-02-23 北京华峰测控技术有限公司 一种脉冲电流持续时间的控制电路
CN110221565A (zh) * 2019-07-03 2019-09-10 深圳市联明电源有限公司 脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5147554B2 (ja) * 2008-06-10 2013-02-20 パナソニック株式会社 スイッチング電源装置及びそれに用いる半導体装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101018441A (zh) * 2007-02-09 2007-08-15 扬州双鸿电子有限公司 高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源
TW200934043A (en) * 2007-09-06 2009-08-01 Ricoh Co Ltd Charge control circuit
CN101672931A (zh) * 2009-09-24 2010-03-17 重庆大学 感性负载的单极性梯形脉冲电流控制方法及装置
CN102579042A (zh) * 2012-03-06 2012-07-18 复旦大学 多级恒流脉冲发生电路
CN103412205A (zh) * 2013-07-10 2013-11-27 华北电力大学（保定） 一种电动汽车充电设备的测试方法
CN204216598U (zh) * 2014-09-28 2015-03-18 湖南森泰节能科技有限公司 电池充放电装置与管理电路
CN207037519U (zh) * 2017-08-01 2018-02-23 北京华峰测控技术有限公司 一种脉冲电流持续时间的控制电路
CN110221565A (zh) * 2019-07-03 2019-09-10 深圳市联明电源有限公司 脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
动力锂电池等效模型与实验平台搭建方法研究;王露;《电源技术》;20190228;全文 *

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