CN112731253A - 一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池校准技术领域，具体涉及一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法及系统。该系统包括：上位机、检测设备和工装组件，上位机、检测设备和工装组件呈间隔状设置，检测设备分别与上位机和工装组件电连接，工装组件与安装电池的针床电连接，所述的工装组件包括万用表、工装控制板、精密电压源和切换单元，万用表、工装控制板和精密电压源呈间隔状设置，万用表、工装控制板和精密电压源的一侧设置有切换单元，万用表、工装控制板、精密电压源和切换单元电连接成环状。该方法及系统具有简化控制逻辑、效率较高的优点，满足了电池生产检测设备校准计量的需要。

Description

一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法及系统

技术领域

本发明涉及检测设备校准技术领域，具体涉及一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法及系统。

背景技术

化成分容工序都是通过对电池进行精密控制的充放电过程来实现，对检测设备的控制精度要求非常高。

串联化成检测设备是将锂离子电池串联起来后进行充放电，应用于锂离子动力电池生产制造的化成、分容工艺，为保证检测设备的高精度和良好状态，检测设备通常定期进行校准计量。

发明内容

本发明提供了一种控制逻辑简单、效率较高和稳定性强的串联化成分容检测设备的校准计量方法及系统。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的系统，该系统包括：上位机、检测设备和工装组件，上位机、检测设备和工装组件呈间隔状设置，检测设备分别与上位机和工装组件电连接，工装组件与安装电池的针床电连接，其特征在于：所述的工装组件包括万用表、工装控制板、精密电压源和切换单元，万用表、工装控制板和精密电压源呈间隔状设置，万用表、工装控制板和精密电压源的一侧设置有切换单元，万用表、工装控制板、精密电压源和切换单元电连接成环状。

所述的检测设备为串联化成分容检测设备。

一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于，应用于所述的串联化成分容检测设备的校准计量的系统，该方法包括：

初始化校准计量系统；

切换校准计量系统的工作模式；

当工作模式为电流校准模式时，执行电流校准工作；

完成电流校准工作后，执行电流计量工作；

当工作模式为电压校准模式时，执行电压校准工作；

完成电压校准工作后，执行电压计量工作；

上位机综合处理电流和电压的校准和计量的数据。

所述的初始化校准计量系统，具体为：上位机与检测设备联机，校准计量系统进入测试模式，上位机和检测设备启动自检；然后校准计量系统进入准备模式，上位机向检测设备发送准备信号，检测设备接收信号后，检测设备向针床发送工作信号，针床的机械部件开始运动并压合工装组件；然后启动工装组件的供电，工装组件开机运行并与检测设备进行通讯，实现正常通讯后，工装组件即会启动自检，最后上位机向检测设备发送校准计量的信号，以启动校准计量工作。

所述的切换校准计量系统的工作模式，具体为：当需要执行电流校准和电流计量的工作时，校准计量系统进入电流模式，检测设备和工装控制板进入短路电流运行状态，同时切换单元将电路切换到电流回路；当需要执行电压校准和电压计量的工作时，校准计量系统进入电压模式，检测设备和工装控制板进入短路电压运行状态，同时切换单元将电路切换到电压回路。

所述的当工作模式为电流校准模式时，执行电流校准工作，具体为：当工作模式为电流校准模式时，上位机向检测设备发送电流校准命令和给定的电流数值，使检测设备和工装组件以短路恒流的模式运行，检测设备根据万用表反馈的电流值调节输出的电流，当输出电流达到给定电流时，检测设备记录并保存当前的实际电流、给定输出值和采样电流反馈值；当完成所有的电流校准点的校准工作后，检测设备生成电流校准数据表并上传至上位机，上位机根据电流校准数据表生成电流校准报表，完成电流校准工作。

所述的完成电流校准工作后，执行电流计量工作，具体为：当电流校准工作完成后，上位机向检测设备发送电流计量命令，使检测设备和工装组件以短路恒流的模式运行，上位机根据电流校准报表计算出需要的电流给定值，当输出电流的数值稳定时，通过万用表对电流反馈值进行采样，并根据电流校准报表计算出实际电流；检测设备根据计量得到的实际电流、万用表电流以及给定电流来判断是否计量成功，并生成计量数据表，当完成所有的电流计量点的计量工作后，检测设备上传数据至上位机，上位机根据计量数据表生成电流计量报表，完成电流计量工作。

所述的当工作模式为电压校准模式时，执行电压校准工作，具体为：当工作模式为电压校准模式时，上位机向检测设备发送电压校准命令，检测设备和工装组件接收到上位机启动电压校准任务后，切换至电压校准模式运行，工装组件闭合相关电压通道的电压回路；检测设备与工装控制板实现闭环电压调节，并通过精密电压源进行调节，输出稳定的给定电压值，模拟N只电池电压并采样；最后检测设备记录所有校准点的给定电压、采样电压和万用表读数，生成电压校准数据表并上传至上位机，上位机根据电压校准数据表生成电压校准报表，完成电压校准工作。

所述的完成电压校准工作后，执行电压计量工作，具体为：当电压校准工作完成后，上位机向检测设备发送电压计量命令，使检测设备和工装组件切换至电压计量的状态，切换单元接通指定的电压通道；检测设备与工装控制板实现闭环电压调节，并通过精密电压源进行调节，输出稳定的给定电压值，并行采样N只电池电压；检测设备记录所有计量点的N只电池的计算采样电压、万用表电压和给定电压后形成电压计量数据表并上传至上位机，上位机根据电压计量数据表生成电压计量报表，完成电压计量工作。

所述的上位机综合处理电流和电压的校准和计量的数据，具体为：当上位机同时存有整个托盘N只电池的电流计量报表和电压计量报表，即可通过电流和电压数据分析各个电池的状态。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法及系统具有控制逻辑简化、效率较高和稳定性强的优点，通过上位机、检测设备和工装组件的三级结构，降低了控制系统的逻辑耦合，简化了通讯的复杂度，从而加快了信息交互速度，提高了该系统的抗干扰能力；此外，校准计量的方法通过依次对电流和电压进行校准和计量，提高了工作效率，满足了电池生产的校准计量的需要。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的方法流程示意图；

图2是本发明的系统结构示意图。

图中：1、上位机，2、检测设备，3、工装组件，301、万用表，302、工装控制板，303、精密电压源，304、切换单元，4、针床，401、探针。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图2所示，本发明所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的系统，该系统包括：上位机1、检测设备2和工装组件3，上位机1、检测设备2和工装组件3呈间隔状设置，所述的检测设备2为串联化成分容检测设备。检测设备2分别与上位机1和工装组件3电连接，所述的工装组件3包括万用表301、工装控制板302、精密电压源303和切换单元304，万用表301、工装控制板302和精密电压源303呈间隔状设置，万用表301、工装控制板302和精密电压源303的一侧设置有切换单元304，万用表301、工装控制板302、精密电压源303和切换单元304电连接成环状。工装组件3与安装电池的针床4电连接，针床4上设置有一个以上的探针401，以便对接电池或工装组件。

本发明所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于，应用于所述的串联化成分容检测设备的校准计量的系统，该方法包括：

101、初始化校准计量系统；

所述的初始化校准计量系统，具体为：上位机1与检测设备2联机，校准计量系统进入测试模式，上位机1和检测设备2启动自检；然后校准计量系统进入准备模式，上位机1向检测设备2发送准备信号，检测设备2接收信号后，检测设备2向针床4发送工作信号，针床4的机械部件开始运动并压合工装组件3；然后启动工装组件3的供电，工装组件3开机运行并与检测设备2进行通讯，实现正常通讯后，工装组件3即会启动自检，最后上位机1向检测设备2发送校准计量的信号，以启动校准计量工作。

102、切换校准计量系统的工作模式；

所述的切换校准计量系统的工作模式，具体为：当需要执行电流校准和电流计量的工作时，校准计量系统进入电流模式，检测设备2和工装控制板302进入短路电流运行状态，同时切换单元304将电路切换到电流回路；当需要执行电压校准和电压计量的工作时，校准计量系统进入电压模式，检测设备2和工装控制板302进入短路电压运行状态，同时切换单元304将电路切换到电压回路。

103、当工作模式为电流校准模式时，执行电流校准工作；

所述的当工作模式为电流校准模式时，执行电流校准工作，具体为：当工作模式为电流校准模式时，上位机1向检测设备2发送电流校准命令和给定的电流数值，使检测设备2和工装组件3以短路恒流的模式运行，检测设备2根据万用表301反馈的电流值调节输出的电流，当输出电流达到给定电流时，检测设备2记录并保存当前的实际电流、给定输出值和采样电流反馈值；当完成所有的电流校准点的校准工作后，检测设备2生成电流校准数据表并上传至上位机1，上位机1根据电流校准数据表生成电流校准报表，完成电流校准工作。

104、完成电流校准工作后，执行电流计量工作；

所述的完成电流校准工作后，执行电流计量工作，具体为：当电流校准工作完成后，上位机1向检测设备2发送电流计量命令，使检测设备2和工装组件3以短路恒流的模式运行，上位机1根据电流校准报表计算出需要的电流给定值，当输出电流的数值稳定时，通过万用表301对电流反馈值进行采样，并根据电流校准报表计算出实际电流；检测设备2根据计量得到的实际电流、万用表301电流以及给定电流来判断是否计量成功，并生成计量数据表，当完成所有的电流计量点的计量工作后，检测设备2上传数据至上位机1，上位机1根据计量数据表生成电流计量报表，完成电流计量工作。

105、当工作模式为电压校准模式时，执行电压校准工作；

所述的当工作模式为电压校准模式时，执行电压校准工作，具体为：当工作模式为电压校准模式时，上位机1向检测设备2发送电压校准命令，检测设备2和工装组件3接收到上位机1启动电压校准任务后，切换至电压校准模式运行，工装组件3闭合相关电压通道的电压回路；检测设备2与工装控制板302实现闭环电压调节，并通过精密电压源303进行调节，输出稳定的给定电压值；最后检测设备2记录所有校准点的给定电压、采样电压和万用表301读数，生成电压校准数据表并上传至上位机1，上位机1根据电压校准数据表生成电压校准报表，完成电压校准工作。

106、完成电压校准工作后，执行电压计量工作；

所述的完成电压校准工作后，执行电压计量工作，具体为：当电压校准工作完成后，上位机1向检测设备2发送电压计量命令，使检测设备2和工装组件3切换至电压计量的状态，切换单元304接通指定的电压通道；检测设备2与工装控制板302实现闭环电压调节，并通过精密电压源303进行调节，输出稳定的给定电压值；检测设备2记录所有计量点的计算采样电压、万用表301电压和给定电压后形成电压计量数据表并上传至上位机1，上位机1根据电压计量数据表生成电压计量报表，完成电压计量工作。

107、上位机1综合处理电流和电压的校准和计量的数据。

所述的上位机1综合处理电流和电压的校准和计量的数据，具体为：当上位机1同时存有电流计量报表和电压计量报表，即可通过电流和电压数据分析各个电池的状态。

该校准计量的方法及系统具有简化控制逻辑、效率较高和稳定性强的优点，通过上位机1、检测设备2和工装组件3的三级结构，降低了控制系统的逻辑耦合，简化了通讯的复杂度，从而加快了信息交互速度，提高了该系统的抗干扰能力；此外，校准计量的方法通过依次对电流和电压进行校准和计量，提高了工作效率，解决了现有的校准计量系统存有的控制逻辑复杂、效率降低和稳定性差的问题，满足了电池生产的校准计量的需要。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种串联化成分容检测设备的校准计量的系统，该系统包括：上位机(1)、检测设备(2)和工装组件(3)，上位机(1)、检测设备(2)和工装组件(3)呈间隔状设置，检测设备(2)分别与上位机(1)和工装组件(3)电连接，工装组件(3)与安装电池的针床(4)电连接，其特征在于：所述的工装组件(3)包括万用表(301)、工装控制板(302)、精密电压源(303)和切换单元(304)，万用表(301)、工装控制板(302)和精密电压源(303)呈间隔状设置，万用表(301)、工装控制板(302)和精密电压源(303)的一侧设置有切换单元(304)，万用表(301)、工装控制板(302)、精密电压源(303)和切换单元(304)电连接成环状。

2.根据权利要求1所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的系统，其特征在于：

所述的上位机(1)是指PC机的上位机校准计量软件及相关操作界面，用于人机交互，编辑校准计量流程，控制校准计量过程，可采用自动或手动校准等各种方式。

所述的检测设备(2)为串联化成分容检测设备，校准计量过程中，接收上位机(1)的校准或计量指令后，与校准工装形成闭环系统，自行完成校准计量工作后，统一将所有电池的校准计量数据上传到上位机(1)处理，形成校准计量文档和参数。

所述的校准工装(3)用于模拟一个托盘N只电池(N一般为16,32…等等)在压床压合后电池与电流探针和电压探针接触，检测系统(2)即可与校准工装(2)通过控制，分别进行电流校准计量和电压校准计量。

3.一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的串联化成分容检测设备的校准计量的系统，该方法包括：

初始化校准计量系统；

切换校准计量系统的工作模式；

当工作模式为电流校准模式时，执行电流校准工作；

完成电流校准工作后，执行电流计量工作；

当工作模式为电压校准模式时，执行电压校准工作；

完成电压校准工作后，执行电压计量工作；

上位机(1)综合处理电流和电压的校准和计量的数据。

4.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的初始化校准计量系统，具体为：上位机(1)与检测设备(2)联机，校准计量系统进入测试模式，上位机(1)和检测设备(2)启动自检；然后校准计量系统进入准备模式，上位机(1)向检测设备(2)发送准备信号，检测设备(2)接收信号后，检测设备(2)的针床(4)接收工作信号，针床(4)的机械部件开始运动并压合工装组件(3)；然后启动工装组件(3)的供电，工装组件(3)开机运行并与检测设备(2)进行通讯，实现正常通讯后，工装组件(3)即会启动自检，最后上位机(1)向检测设备(2)发送校准计量的信号，以启动校准计量工作。

5.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的切换校准计量系统的工作模式，具体为：当需要执行电流校准和电流计量的工作时，校准计量系统进入电流模式，检测设备(2)和工装控制板(302)进入短路电流运行状态，同时切换单元(304)将电路切换到电流回路；当需要执行电压校准和电压计量的工作时，校准计量系统进入电压模式，检测设备(2)和工装控制板(302)进入短路电压运行状态，同时切换单元(304)将电路切换到电压回路。

6.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的当工作模式为电流校准模式时，执行电流校准工作，具体为：当工作模式为电流校准模式时，上位机(1)向检测设备(2)发送电流校准命令和给定的电流数值，使检测设备(2)和工装组件(3)以短路恒流的模式运行，检测设备(2)根据万用表(301)反馈的电流值调节输出的电流，当输出电流达到给定电流时，检测设备(2)记录并保存当前的实际电流、给定输出值和采样电流反馈值；当完成所有的电流校准点的校准工作后，检测设备(2)生成电流校准数据表并上传至上位机(1)，上位机(1)根据电流校准数据表生成电流校准报表，完成电流校准工作。

7.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的完成电流校准工作后，执行电流计量工作，具体为：当电流校准工作完成后，上位机(1)向检测设备2)发送电流计量命令，使检测设备(2)和工装组件(3)以短路恒流的模式运行，上位机(1)根据电流校准报表计算出需要的电流给定值，当输出电流的数值稳定时，通过万用表(301)对电流反馈值进行采样，并根据电流校准报表计算出实际电流；检测设备(2)根据计量得到的实际电流、万用表(301)电流以及给定电流来判断是否计量成功，并生成计量数据表，当完成所有的电流计量点的计量工作后，检测设备(2)上传数据至上位机(1)，上位机(1)根据计量数据表生成电流计量报表，完成电流计量工作。

8.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的当工作模式为电压校准模式时，执行电压校准工作，具体为：当工作模式为电压校准模式时，上位机(1)向检测设备(2)发送电压校准命令，检测设备(2)和工装组件(3)接收到上位机(1)启动电压校准任务后，切换至电压校准模式运行，工装组件(3)闭合相关K只(K＝程序设定的任意电池个数)电池电压通道的电压回路；检测设备(2)与工装控制板(302)实现闭环电压调节，并通过精密电压源(303)进行调节，输出稳定的给定电压值；最后检测设备(2)记录所有校准点的所有电池的给定电压、采样电压和万用表(301)读数，生成电压校准数据表并上传至上位机(1)，上位机(1)根据电压校准数据表生成电压校准报表，完成全部电池电压校准工作。

9.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的完成电压校准工作后，执行电压计量工作，具体为：当电压校准工作完成后，上位机(1)向检测设备(2)发送电压计量命令，使检测设备(2)和工装组件(3)切换至电压计量的状态，切换单元(304)接通指定的电压通道；检测设备(2)与工装控制板(302)实现闭环电压调节，并通过精密电压源(303)进行调节，输出稳定的给定电压值；检测设备(2)记录所有计量点的计算采样电压、万用表(301)电压和给定电压后形成电压计量数据表并上传至上位机(1)，上位机(1)根据电压计量数据表生成电压计量报表，完成全部电池电压计量工作。

10.根据权利要求3所述的一种串联化成分容检测设备的校准计量的方法，其特征在于：所述的上位机(1)综合处理电流和电压的校准和计量的数据，具体为：当上位机(1)同时存有电流计量报表和电压计量报表，即可通过电流和电压数据分析全部电池的状态。

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