CN112327181A - 一种多通道电池充放电测试系统 - Google Patents

一种多通道电池充放电测试系统 Download PDF

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张幸
李汉林
孟庆国
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Hong'an Power God Power Battery System Co ltd
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Hong'an Power God Power Battery System Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种多通道电池充放电测试系统，包括上位机、多通道USB分线器、RS485转USB模块、控制装置和被测电池系统，其中：被测电池系统中的保护板，通过数据线，分别与RS485转USB模块和控制装置相连接；RS485转USB模块，通过多通道USB分线器与上位机相连接；上位机，与控制装置通过数据线相连接；控制装置，分别与电动车用充电器和功率电阻相连接。本发明公开的多通道电池充放电测试系统，其能够同时对多个电池系统进行测试，显著提高测试效率，降低测试生产，具有重大的实践意义。

Description

一种多通道电池充放电测试系统
技术领域
本发明涉及电池系统下线功能测试技术领域，特别是涉及一种多通道电池充放电测试系统。
背景技术
目前，由于锂电池寿命长重量轻体积小，充放电无记忆效应，且随着国家政策的引导和支持，锂电池在二轮及三轮车上的应用越来越多，锂电池的充放电保护依托于保护板，所以电池系统的安全性及质量可靠性，就必然要提高管控度。
电池系统在完成装配后，针对电池系统相关功能是否符合设计要求，必须对其进行下线检测，从而及时发现电池系统可能存在的问题，避免运行时安全事故的发生。
目前，电池系统在装配完成进行下线检测时，主要是通过充放电测试柜对电池系统进行充电和放电，电池管理系统(BMS)起到监控报警作用，以及对电池包常规容量和电压一致性进行测试，但是，现有的充放电测试柜一般只有2个通道，只能同时测试2个电池系统，要实现更多的电池系统测试，需要增加配置测试设备，例如30个电池系统同时测试需要15台测试设备，并且需要多名测试人员，无法实现单人操作，大大增加了测试成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种多通道电池充放电测试系统。
为此，本发明提供了一种多通道电池充放电测试系统，包括上位机、多通道USB分线器、RS485转USB模块、控制装置和被测电池系统，其中：
被测电池系统中的保护板，通过数据线，分别与RS485转USB模块和控制装置相连接；
RS485转USB模块，通过多通道USB分线器与上位机相连接；
上位机，与控制装置通过数据线相连接；
控制装置，分别与电动车用充电器和功率电阻相连接。
其中，上位机，用于向控制装置发出闭合放电接触器指令，与放电接触器相串联连接的功率电阻被接入电池系统中，从而对电池系统开始进行放电；
上位机通过RS485转USB模块和电池系统中的保护板通讯，用于获取每个通道对应的电池系统的最高和最低的单体电压，并进行单体电压显示以及放电容量显示。
其中，上位机，还用于当检测到电池系统中的最低单体电压低于第一预设过放阈值持续第一预设过放时长，且放电电流为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，同时向控制装置发出闭合充电接触器指令，控制闭合控制装置中的充电接触器开始充电，同时声音报警；
以及，上位机还用于当检测到电池系统中的最低单体电压低于第二预设过放阈值持续第二预设过放时长，且放电电流不为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，同时声音报警。
其中，上位机，还用于当检测到电池系统中的最高单体电压高于第一预设过充阈值持续第一预设过充时长，且充电电流为0时，发送控制指令断开控制装置中的充电接触器，以及控制闭合控制装置中的放电接触器，从而电池系统开始放电，同时声音报警；
其中，上位机还用于当检测到电池系统中的最高单体电压高于第二预设过充阈值持续第二预设过充时长，且充电电流不为0时，控制断开控制装置中的充电接触器，同时声音报警。
同时上位机获取充放电电流进行AH积分，从而得到充电容量、放电容量进行显示，并用于评估此电池系统性能。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种多通道电池充放电测试系统，其能够同时对多个电池系统进行测试，显著提高测试效率，降低测试生产，具有重大的实践意义。
通过应用本发明，测试人员只需要将测试电池正确连接并点击该通道开始测试，测试系统按照设定的流程进行测试，上位机实时显示测试信息，在测试完成后显示测试是否通过，并且在测试异常及流程结束时，可以通过上位机进行声音报警。
附图说明
图1为本发明提供的一种多通道电池充放电测试系统的电气原理图；
图2为本发明提供的一种多通道电池充放电测试系统中的上位机软件的操作界面示意图；
图3为本发明提供的一种多通道电池充放电测试系统中的上位机软件的操作界面中，一个通道对应的串口号在打开时的示意图；
图4为本发明提供的一种多通道电池充放电测试系统中的上位机软件的操作界面中，一个通道对应的串口号在关闭时的示意图；
图5为本发明提供的一种多通道电池充放电测试系统中，控制装置的工作原理图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参见图1、图2，本发明提供了一种多通道电池充放电测试系统，包括上位机、多通道USB分线器、RS485转USB模块、控制装置和被测电池系统，其中：
被测电池系统中的保护板(其上具有BMS电池管理系统)，通过数据线，分别与RS485转USB模块和控制装置相连接；
RS485转USB模块，通过多通道USB分线器与上位机相连接；
上位机，与控制装置通过数据线相连接；
控制装置，分别与电动车用充电器和功率电阻相连接。
在本发明中，具体实现上，上位机，用于向控制装置发出闭合放电接触器指令，与放电接触器相串联连接的功率电阻被接入电池系统中，从而对电池系统开始进行放电；
上位机通过RS485转USB模块和电池系统中的保护板通讯，用于获取每个通道对应的电池系统的最高和最低的单体电压，并进行单体电压显示以及放电容量显示，具体为：获取每个通道对应的电池系统单体电压并计算最高和最低的单体电压显示，获取放电电流进行AH积分，最终得到放电容量显示。
在本发明中，具体实现上，上位机，还用于当检测到电池系统中的最低单体电压低于第一预设过放阈值持续第一预设过放时长，且放电电流为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，同时向控制装置发出闭合充电接触器指令，控制闭合控制装置中的充电接触器开始充电，同时声音报警；
以及，上位机还用于当检测到电池系统中的最低单体电压低于第二预设过放阈值持续第二预设过放时长，且放电电流不为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，同时声音报警。
在本发明中，具体实现上，上位机，还用于当检测到电池系统中的最高单体电压高于第一预设过充阈值持续第一预设过充时长，且充电电流为0时，发送控制指令断开控制装置中的充电接触器，以及控制闭合控制装置中的放电接触器，从而电池系统开始放电，同时声音报警；
同时，上位机还用于当检测到电池系统中的最高单体电压高于第二预设过充阈值持续第二预设过充时长，且充电电流不为0时，控制断开控制装置中的充电接触器，同时声音报警。
在本发明中，具体实现上，多通道USB分线器优选为具有三十个通道的USB分线器，当然，根据客户的需要，还可以调整为具有其他数目通道的USB分线器。
需要说明的是，对于本发明提供的多通道电池充放电测试系统，主要用于二轮及三轮车电池系统下线测试，具有30个通道，可以同时完成对30套电池系统进行下线测试，主要测试项包括电池系统容量、电压一致性、保护板过充以及过放保护性能，通过上位机显示，并对以上信息，通过程序判定显示测试是否合格。
具体实现上，本发明包括测试上位机软件、RS485转USB模块、多通道USB分线器(具体为30通道USB分线器)、电动车用充电器、功率电阻、接触器及其控制单元，其中被测电池系统包括电池保护板。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面结合具体的实施例，来说明本发明的工作原理。
当多通道USB分线器，采用30通道USB分线器时，下面对30通道电池充放电测试系统的测试流程做进一步描述。
首先，设置30通道USB分线器中各个通道的串口号。
参见图3所示，测试员完成某一通道电池系统连接以后，选择该通道对应的串口号点击打开串口，当点击打开串口后，界面变为图4所示。同时，上位机向控制装置发出闭合放电接触器指令，功率电阻接入电池系统中，用于对电池系统开始进行放电。上位机通过RS485转USB模块和电池系统中的保护板通讯，获取该通道对应的电池系统单体电压并计算最高和最低的单体电压显示，获取放电电流进行AH积分，最终得到放电容量显示。
在本发明中，具体实现上，控制装置为自主设计的装置，参见图5所示，图5是控制装置的原理图，控制装置包括MCU、AC/DC转换器，接触器驱动电路，MCU通过485通信接收上位机的指令，从而控制闭合充电或放电接触器，AC/DC转换器用于向MCU提供电源。
当上位机检测到最低单体电压低于第一预设过放阈值持续第一预设过放时长且放电电流为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，上位机向控制装置发出闭合充电接触器指令，闭合控制装置中的充电接触器开始充电，同时声音报警，该通道可记录放电容量，测试员记录此次放电容量。当上位机检测到最低单体电压低于第二预设过放阈值持续第二预设过放时长，且放电电流不为0时，断开控制装置中的放电接触器，同时最低单体电压字体变为红色，声音报警，该通道保护板过放保护失效。
当闭合控制装置中的充电接触器时，现有的电动车用充电器接入电池系统，对电池系统进行充电。
上位机通过RS485转USB模块和电池系统中的保护板进行通讯，获取电池系统的单体电压并计算最高和最低的单体电压显示，获取充电电流进行AH积分，从而得到充电容量显示。
当上位机检测到最高单体电压高于第一预设过充阈值持续第一预设过充时长，且充电电流为0时，发送控制指令断开控制装置中的充电接触器，闭合控制装置中的放电接触器，从而电池系统开始放电，同时声音报警，该通道可记录充电容量，测试员记录此次充电容量。当上位机检测到最高单体电压高于第二预设过充阈值持续第二预设过充时长，且充电电流不为0时，控制断开控制装置中的充电接触器，同时最高单体电压字体变为红色，声音报警，该通道保护板过充保护失效。
在闭合控制装置中的放电接触器，对电池系统进行再次放电时，当放电到上一步充电容量的50％时，通过对流程中的末端压差及容量符合性判定，得到本次测试是否合格并进行声音报警，该通道测试完成或该通道测试异常，测试人员断开电池系统，待接入新的电池系统开始下次测试。
需要说明的是，对于本发明，上位机不同的串口号对应不同的测试通道，30个通道的操作方法及测试流程相同。通过该30通道电池充放电测试系统的使用，可以减小人力成本，设备成本，大大增加工作效率。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种多通道电池充放电测试系统，其能够同时对多个电池系统进行测试，显著提高测试效率，降低测试生产，具有重大的实践意义。
通过应用本发明，测试人员只需要将测试电池正确连接并点击该通道开始测试，测试系统按照设定的流程进行测试，上位机实时显示测试信息，在测试完成后显示测试是否通过，并且在测试异常及流程结束时，可以通过上位机进行声音报警。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多通道电池充放电测试系统，其特征在于，包括上位机、多通道USB分线器、RS485转USB模块、控制装置和被测电池系统，其中：
被测电池系统中的保护板，通过数据线，分别与RS485转USB模块和控制装置相连接；
RS485转USB模块，通过多通道USB分线器与上位机相连接；
上位机，与控制装置通过数据线相连接；
控制装置，分别与电动车用充电器和功率电阻相连接。
2.如权利要求1所述的多通道电池充放电测试系统，其特征在于，上位机，用于向控制装置发出闭合放电接触器指令，与放电接触器相串联连接的功率电阻被接入电池系统中，从而对电池系统开始进行放电；
上位机通过RS485转USB模块和电池系统中的保护板通讯，用于获取每个通道对应的电池系统的最高和最低的单体电压，并进行单体电压显示以及放电容量显示。
3.如权利要求2所述的多通道电池充放电测试系统，其特征在于，上位机，还用于当检测到电池系统中的最低单体电压低于第一预设过放阈值持续第一预设过放时长，且放电电流为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，同时向控制装置发出闭合充电接触器指令，控制闭合控制装置中的充电接触器开始充电，同时声音报警；
以及，上位机还用于当检测到电池系统中的最低单体电压低于第二预设过放阈值持续第二预设过放时长，且放电电流不为0时，控制断开控制装置中的放电接触器，同时声音报警。
4.如权利要求3所述的多通道电池充放电测试系统，其特征在于，上位机，还用于当检测到电池系统中的最高单体电压高于第一预设过充阈值持续第一预设过充时长，且充电电流为0时，发送控制指令断开控制装置中的充电接触器，以及控制闭合控制装置中的放电接触器，从而电池系统开始放电，同时声音报警；
同时，上位机还用于当检测到电池系统中的最高单体电压高于第二预设过充阈值持续第二预设过充时长，且充电电流不为0时，控制断开控制装置中的充电接触器，同时声音报警。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113013940A (zh) * 2021-02-20 2021-06-22 北京银冈科技有限公司 一种保护板与充电器共同计算电池容量的系统
CN113484638A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 深圳市豪恩声学股份有限公司 基于无线耳机充电盒的老化测试方法、上位机及老化柜

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