CN113533976A - 锂电池组综合检测方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池组综合检测方法及电路,属于小功率锂电池组检测技术领域;方法包括:步骤S1、确定锂电池组电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;步骤S2、设置锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;步骤S3、接通被测试锂电池组正、负极;步骤S4、判断被测试锂电池组是否有输出,若无输出进入步骤7,否则进入步骤S5;步骤S5、判断锂电池组电压是否跳动;电路包括升降压调整模块、电压检测模块、反接保护模块、锂电池组识别开关及转换电路模块、计数器模块、放电电流控制模块、电源供电模块;由锂电池组的多次单一测试改变为一次性综合测试,降低了锂电池组生产组装的劳动强度,提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池组综合检测方法及电路,属于小功率锂电池组检测技术领域。
背景技术
锂电池组在日常生活中,得到广泛应用,如应急灯、太阳能路杆灯等直流供电设备。锂电池组在生产组装过程中,需要对锂电池组的品质及技术状态进行检测,确定是否符合技术参数要求。现有的检测方法比较单一,尤其在批量生产组装时,需投入大量人力物力,十分不便。
因此,亟需一种综合检测锂电池组品质的方法及电路,用以准确检测锂电池组的技术状态,方便快捷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种锂电池组综合检测方法及电路,适用于锂电池组的品质检测,以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态。
本发明所述的锂电池组综合检测方法,具体包括如下步骤:
步骤S1、测量当前需检测的锂电池组电压,确定锂电池组电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
步骤S2、设置锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
步骤S3、接通被测试锂电池组正、负极;
步骤S4、判断被测试锂电池组是否有输出,若无输出进入步骤7,否则进入步骤S5;
步骤S5、判断锂电池组电压是否跳动,若跳动确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3,否则进入步骤S6;
步骤S6、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内确认锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3,否则确认锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S7、激活锂电池组的保护板,若有输出跳转至步骤S6,否则确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3。
步骤S5中若跳动时锂电池组因插头接触不良而不合格,步骤S6中否则锂电池组因混入高电压电池或电量不足不合格,步骤S7中否则锂电池组因正、负极反焊接或者电芯无输出引出线断开不合格。只需设置好锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值后,便可进行循环检测,循环检测时仅需接通被测试锂电池组正、负极,可以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态。
优选地,所述步骤S6具体包括如下步骤:
步骤S601、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内进入步骤S602,若锂电池组电压低于下限阈值进入步骤S603,若锂电池组电压低于或等于下限阈值进入步骤S604,若锂电池组电压高于上限阈值时进入步骤S604;
步骤S602、蜂鸣器响长声,提示锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S603、蜂鸣器不响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S604、蜂鸣器断续响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S605、蜂鸣器长声和短声同时响,提示锂电池组混入高电压电池不合格并累加计数后跳转至步骤S3。
通过蜂鸣器提示,避免了检测者不停抬头看表的动作,减轻了劳动强度。
本发明所述的锂电池组综合检测电路,应用于上述的锂电池组综合检测方法,包括升降压调整模块、电压检测模块、反接保护模块、锂电池组识别开关及转换电路模块、计数器模块、放电电流控制模块、电源供电模块,
所述升降压调整模块包括DC/DC变换电路和电位器W1,用于提供锂电池组的激活电压,同时提供电压检测模块所需的下限和上限阈值电压;
所述电压检测模块包括下限电压跟踪电路、上限电压跟踪电路、电位器W2、电压表V1、电压表V2、下限阈值电压比较电路、上限阈值电压比较电路、蜂鸣器A和蜂鸣器B,用于锂电池组电压检测;
所述反接保护模块包括反接控制电路、告警电路、继电器JK2、自恢复开关K2,用于避免锂电池组正、负极反接时接入后续电路;
所述锂电池组识别开关及转换电路模块包括识别开关电路、计时器电路、继电器JK1,用于控制电压检测电路的工作时间;
所述计数器模块用于检测次数的累加计数;
所述放电电流控制模块包括指示灯电路、取样控制电路、恒流负载电路、恒压源电路、电位器W3、电流表A,用于检测并调整锂电池组放电电流;
所述电源供电模块用于供电。
检测锂电池组电压时,可以通过锂电池组识别开关及转换电路模块设定数秒后,电路通过继电器JK1自动转换到锂电池组放电电流控制模块,指示灯电路工作指示灯亮,放电电流值可以设定,以适应锂电池组放电电流参数不同的需求。当锂电池组保护板保护,无电压输出时,按压一次自恢复开关K2,锂电池组接通升降压调整模块提供的激活电压,自动激活并继续测试。若锂电池组正、负极反接,锂电池组有电压输出时,能够通过反接保护模块自动识别由告警灯电路报警,并断开升降压调整模块提供的激活电压,避免按压自恢复开关K2使激活电压与锂电池组串接,损坏检测仪表,无电压输出时,按压自恢复开关K2,锂电池组接反向电压,无法激活。在锂电池组检测过程中,每检测一次,计数器模块自动累加一次,以记录检测数量。如此方法,可以将锂电池组电压检测、放电电流检测、保护板激活一次性综合完成,提高了锂电池组生产组装的工作效率。
优选地,所述自恢复开关K2前侧连接有电压表V3。
用于显示锂电池组被测电压值。
优选地,所述反接保护模块供电端连接有第二非共地隔离电源电路。
因反接保护模块设计的需求,电压检测模块与反接保护模块不能共地,所以需非共地电源隔离。用于保证电压检测模块与反接保护模块不共地。
优选地,所述放电电流控制模块供电端连接有第一非共地隔离电源电路。
因放电电流表A显示的原因,电压检测模块与放电电流控制模块不能共地,所以需非共地电源隔离。用于保证电压检测模块与放电电流控制模块不共地。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明所述锂电池组综合检测方法及电路,可以将锂电池组电压检测、放电电流检测、保护板激活一次性综合完成,可以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态;使锂电池组在组装过程中,由锂电池组的多次单一测试改变为一次性综合测试,降低了锂电池组生产组装的劳动强度,提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明所述锂电池组综合检测电路的方框图;
图2为本发明所述锂电池组综合检测电路的电路图。
其中:1、升降压调整模块;101、DC/DC变换电路;2、电压检测模块;201、下限电压跟踪电路;202、上限电压跟踪电路;203、下限阈值电压比较电路;204、上限阈值电压比较电路;3、反接保护模块;301、反接控制电路;302、告警电路;303、第二非共地隔离电源电路;4、锂电池组识别开关及转换电路模块;401、识别开关电路;402、计时器电路;5、计数器模块;6、放电电流控制模块;601、第一非共地隔离电源电路;602、指示灯电路;603、取样控制电路;604、恒流负载电路;605、恒压源电路;7、电源供电模块;701、开关电源。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明所述的锂电池组综合检测方法,具体包括如下步骤:
步骤S1、测量当前需检测的锂电池组电压,确定锂电池组电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
步骤S2、设置锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
步骤S3、接通被测试锂电池组正、负极;
步骤S4、判断被测试锂电池组是否有输出,若无输出进入步骤7,否则进入步骤S5;
步骤S5、判断锂电池组电压是否跳动,若跳动确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3,否则进入步骤S6;
步骤S6、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内确认锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3,否则确认锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S7、激活锂电池组的保护板,若有输出跳转至步骤S6,否则确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3。
步骤S5中若跳动时锂电池组因插头接触不良而不合格,步骤S6中否则锂电池组因混入高电压电池或电量不足不合格,步骤S7中否则锂电池组因正、负极反焊接或者电芯无输出引出线断开不合格。只需设置好锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值后,便可进行循环检测,循环检测时仅需接通被测试锂电池组正、负极,可以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态。
其中,所述步骤S6具体包括如下步骤:
步骤S601、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内进入步骤S602,若锂电池组电压低于下限阈值进入步骤S603,若锂电池组电压低于或等于下限阈值进入步骤S604,若锂电池组电压高于上限阈值时进入步骤S604;
步骤S602、蜂鸣器响长声,提示锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S603、蜂鸣器不响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S604、蜂鸣器断续响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S605、蜂鸣器长声和短声同时响,提示锂电池组混入高电压电池不合格并累加计数后跳转至步骤S3。
通过蜂鸣器提示,避免了检测者不停抬头看表的动作,减轻了劳动强度。
综上,本发明所述锂电池组综合检测方法,可以将锂电池组电压检测、放电电流检测、保护板激活一次性综合完成,可以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态;使锂电池组在组装过程中,由锂电池组的多次单一测试改变为一次性综合测试,降低了锂电池组生产组装的劳动强度,提高了工作效率。
实施例2
如图1-2所示,本发明所述的锂电池组综合检测电路,应用于实施例1所述的锂电池组综合检测方法,包括升降压调整模块1、电压检测模块2、反接保护模块3、锂电池组识别开关及转换电路模块4、计数器模块5、放电电流控制模块6、电源供电模块7,
所述升降压调整模块1包括DC/DC变换电路101和电位器W1,用于提供锂电池组的激活电压,同时提供电压检测模块2所需的下限和上限阈值电压;选用高性能集成电路,采取非线性调整模式,调整范围在2伏到30伏内,以确保电压高效、低耗、稳定,输入输出增加短路保护。只要数字电压表V1和V2有显示,即证明电路激活电压输出正常。
所述电压检测模块2包括下限电压跟踪电路201、上限电压跟踪电路202、电位器W2、电压表V1、电压表V2、下限阈值电压比较电路203、上限阈值电压比较电路204、蜂鸣器A和蜂鸣器B,用于锂电池组电压检测;其中:
下限电压跟踪电路201,采用低漂移元器件,手动调节电位器W1,激活电压按高于设定下限阈值的16%自动跟踪,下限阈值电压由数字电压表V1显示。
上限电压跟踪电路202,采用低漂移元器件,手动调节电位器W2,高于下限阈值电压的同时,按激活电压的零至8%范围调整,上限阈值电压由数字电压表V2显示。
下限阈值电压比较电路203和上限阈值电压比较电路204,因两比较器各有两路输入,且需要单向隔离,所以增加单向导通电路,各需挑选低压降小功率正向导通二极管进行配对,保证设置下限阈值电压或上限阈值电压时,各电压在宽范围内变化时,两只二极管正向导通压降变化基本一致。电压比较器采用高性能集成模块,输入选用低漂移高精度金属膜电阻和线绕精密电位器,进行分压,并反复调整,使共摸输入的压差基本不变,确保设定下、上限阈值电压精准。
蜂鸣器A和蜂鸣器B,均由三极管接收电压比较器的翻转信号驱动发声,以提示锂电池组电压是否合格,其接地处由继电器JK1控制通断,继电器触点的B组触点处于常闭状态,蜂鸣器A选用长声,蜂鸣器B选用短声。
所述反接保护模块3包括反接控制电路301、告警电路302、继电器JK2、自恢复开关K2,用于避免锂电池组正、负极反接时接入后续电路;其中:
反接控制电路301供电端连接有第二非共地隔离电源电路303,采用非共地电源隔离,单向导通,三极管导通驱动告警电路302的红色告警灯和继电器JK2动作。
告警电路302,采用红色发光二极管,由反接控制电路301控制,当锂电池组反接输入时,红色发光二极管点亮。
继电器JK2,采用小型低功耗继电器,A组主要是对激活电压进行切换。B组用于正表笔测试端与内部测试电路的连接,当继电器动作的同时,按压正表笔自恢复开关K2,正表笔与内部电路依然连通。
自恢复开关K2,位于正表笔接触锂电池组正极的检测端,与内部检测电路采用4芯航空插头连接,笔针为公共端,同时接继电器JK2的B组常开端,常开端接激活电压,常闭端连通内部电路,当需要激活锂电池组时,按压自恢复开关K2,断开内部检测电路,激活电压单独接通锂电池组进行激活,松开自恢复开关K2,自动恢复到初始状态。
所述锂电池组识别开关及转换电路模块4包括识别开关电路401、计时器电路402、继电器JK1,用于控制电压检测电路的工作时间;其中:
识别开关电路401,当锂电池组接入时,电路自动检测到有电压输入,比较器单元输出电位发生翻转,由高电位变为低电位,使P沟道场效应管导通,控制计时器电路402的工作电源。
计时器电路402,采用秒计时器时基集成电路,利用电容两端电位不能突变的原理,对RC电路进行调整,确定工作时间,在0秒到10秒间内部设定,控制输出电位高低,高电位时开始驱动继电器工作。
继电器JK1,采用微型双组触点信号继电器,当秒计时器输出高电位时,开始吸合,继电器触点A组常开控制计数器计数,B组触点常闭控制蜂鸣器A和B的接地端,B组触点常开控电流检测电路的第一非共地隔离电源电路601的输入接地端。
所述计数器模块5用于检测次数的累加计数;采用标准的微型计数器,内置电源,由继电器触点A组触点常开控制,每吸合一次,计数器计数累加一次。
所述放电电流控制模块6包括指示灯电路602、取样控制电路603、恒流负载电路604、恒压源电路605、电位器W3、电流表A,用于检测并调整锂电池组放电电流;其中:
指示灯电路602,采用LED绿色二极管面板显示,指示放电电路工作状态,灯亮时,表示放电电流控制模块6工作,灯不亮时,表示放电电流控制模块6不工作,通过直观显示,避免检测者频繁抬头看电流表A的动作。
取样控制电路603,采用双集成放大器LM358和精密可调线绕电位器W3调整,利用输出端取样电阻上的电压变化,进行反馈放大,与输入恒定电压进行比较,输出到场效应管的控制端,恒定负载的放电工作电流。放电电流大小通过W3调整,调整范围为0至10安培。
恒流负载电路604,采用大电流二极管单向隔离,使用N沟道场效应管加装散热片作为负载,通过取样控制电路603调整其导通电流,达到恒定的放电工作电流,放电电流的大小由电流表A显示。
恒压源电路605,采用精密稳压源TL431,恒定基准电压2.5伏。
在此,所述放电电流控制模块6供电端连接有第一非共地隔离电源电路601,采用1瓦B1212S高效小型模块,主要解决电流检测电路与其它电路非共地问题。
因放电电流表A显示的原因,电压检测模块2与放电电流控制模块6不能共地,所以需非共地电源隔离。用于保证电压检测模块2与放电电流控制模块6不共地。
所述电源供电模块7用于供电,保证电路的正常工作稳定;其中:
开关电源701,整个电路功耗较小,考虑到激活锂电池组所需电压电流值,所以采用带短路保护功能的30瓦普通开关电源。
数字电压表V1、V2采用标准的双直流电压表,由开关电源直接供电。
数字电压表V3和数字电流表A采用标准的一体表头,由开关电源直接供电。
计数器模块5,采用微型液晶显示,内有电池,外部电源由开关电源直接供电。
电压检测模块2,由开关电源直接供电。蜂鸣器A和B由开关电源供电,其共同接地端由继电器JK1触点控制。
第一非共地隔离电源电路601和第二非共地隔离电源电路303,采用标准的非线性电源隔离模块,因放电电流表A显示的原因和反接保护模块3设计的需求,电压检测模块2与放电电流控制模块6及反接保护模块3不能共地,所以需非共地电源隔离。
反接保护模块3由第二非共地隔离电源电路303隔离后供电,放电电流控制模块6,由第一非共地隔离电源电路601隔离后供电,由第一非共地隔离电源电路601输入接地端经继电器JK1触点转换后接地。
放电电流控制模块6通过恒压源电路供电,采用精密稳压源TL431,恒定基准电压2.5伏。
检测锂电池组电压时,可以通过锂电池组识别开关及转换电路模块4设定数秒后,电路通过继电器JK1自动转换到锂电池组放电电流控制模块6,指示灯电路602工作指示灯亮,放电电流值可以设定,以适应锂电池组放电电流参数不同的需求。当锂电池组保护板保护,无电压输出时,按压一次自恢复开关K2,锂电池组接通升降压调整模块1提供的激活电压,自动激活并继续测试。若锂电池组正、负极反接,锂电池组有电压输出时,能够通过反接保护模块3自动识别由告警灯电路302报警,并断开升降压调整模块1提供的激活电压,避免按压自恢复开关K2使激活电压与锂电池组串接,损坏检测仪表,无电压输出时,按压自恢复开关K2,锂电池组接反向电压,无法激活。在锂电池组检测过程中,每检测一次,计数器模块5自动累加一次,以记录检测数量。如此方法,可以将锂电池组电压检测、放电电流检测、保护板激活一次性综合完成,提高了锂电池组生产组装的工作效率。
在此,告警电路302采用红色告警灯,指示灯电路602采用绿色指示灯。在本发明所述的锂电池组综合检测电路采用测试表笔连接锂电池组,正、负极测试笔采用标准航空插头接口,防止误插。
其中,所述自恢复开关K2前侧连接有电压表V3。
用于显示锂电池组被测电压值。
因反接保护模块3设计的需求,电压检测模块2与反接保护模块3不能共地,所以需非共地电源隔离。用于保证电压检测模块2与反接保护模块3不共地。
本发明实施例提供的锂电池组综合检测电路,适用于常用锂电池组的品质检测,尤其是锂电池组生产单位进行大批量生产组装时,能够对锂电池组进行过程检测和最终检验,采用声光提示,减少工位数量,减轻检测者劳动强度,及时发现电芯、保护板和正、负极反焊接的问题,准确判断锂电池组的技术状态,从而为下一步处理流程提供依据。
具体的,锂电池组主要包括电芯、保护板和引出线三部分,电芯在组装前,一般需要分别进行电压、容量、内阻一致性筛选,保护板可实现对电芯的过充、过放、短路、过流等保护,保护板一旦保护,锂电池组无输出电压为零,引出线有带插头和不带插头两种情况,主要是输出连接需供电的外部设备。
电芯常见的问题,主要有断路、短路、微短路、漏液、内阻增大、电量不足。电芯断路时无输出电压,内部开路。电芯短路时无输出电压,内阻为零,且电芯发热。电芯微短路时,内部自放电,荷电保持能力弱。电芯漏液时将失效,且易腐蚀外部部件。电芯内阻增大,将会带载能力差,电压下降较快。电芯电量不足,将使保护板过快保护。
保护板初次使用时,由于处于休眠状态,焊接电芯后,必须接外部充电电压进行激活。保护板由取样电路、充电、放电场效应管保护电路组成,常见问题有取样值偏差较大,场效应管内阻增大或损坏,接触不良,致使保护作用失效或无输出。
引出线有带插头和不带插头两种情况,常见问题有断路及接触不良,正、负极输出线焊反。
锂电池组检测过程中,采用以下状态提示:
锂电池组正常状态,检测值及提示符合技术参数范围要求。
锂电池组电芯输出电压低,如果是组合电芯,其中单只或并联组电压低,检测时无声音提示,指示灯电路602亮时,放电时电压下降过大。
锂电池组电芯没有输出,引出线断开,各种状态提示不变,按压正表笔自恢复开关K2无反应。
锂电池组的引出线正、负极反焊接,输出有电压,红色告警灯亮,没有电压输出,红色告警灯不亮,按压自恢复开关K2无反应。
锂电池组保护板保护,各种状态提示不变,按压正表笔自恢复开关K2,保护板激活,锂电池组恢复正常状态,检测值及提示符合技术参数范围要求。
锂电池组保护板损坏,如果场效应管内阻增大,输出电压低,保护板发热,如果场效应管断路,锂电池组无电压输出,保护板不发热,按压自恢复开关K2无反应。
锂电池组引出线插头接触不良,输出忽断忽通,各种状态提示不停跳变。
本发明所述的锂电池组综合检测电路,检测过程为:
步骤S1、测量当前需检测的锂电池组电压,确定锂电池组电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
具体的,接通220伏电源线,打开电源开关。
电源开关指示灯亮,双显示数字电压表V1、V2以及数字电压V3、电流表A点亮,V1显示下限阈值电压,V2显示上限阈值电压,计数器模块5显示零或未归零任意值,均为上次设置或使用值,V3和A显示为零。
拨动开关K1,断开内部检测电路,用测试表正、负表笔分别接触锂电池组的正、负极,测量当前需检测的锂电池组电压,由V3显示,拨回开关K1,接通内部检测电路,依据需检测的锂电池组技术参数,确定锂电池组电压下限阈值和上限阈值以及放电电流值。
步骤S2、设置锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
具体的,旋转线绕精密电位器W1,观察数字电压表V1的显示值,设置锂电池组的电压下限阈值。
旋转线绕精密电位器W2,观察数字电压表V2的显示值,设置锂电池组的电压上限阈值。
设定锂电池组电压的下限阈值和上限阈值时,其电压按低于激活电压的16%自动跟踪,分别由数字电压表V1和V2显示,V2大于V1值,V2值的调整范围为8%的激活电压值。
测量锂电池组电压的同时,识别开关电路401自动识别电路检测到有锂电池组接入,自动识别开关打开,计时器电路402开始工作。
计时器电路402采用秒计时器,可以在1秒到10秒之间进行内部预设,以控制电压检测模块2的工作时间。
秒计时器工作到设置秒数时间后,电路自动翻转到放电电流控制模块6,指示灯电路602工作。
测试表笔继续与锂电池组正、负极连接,旋转电流控制电位器W3,设置放电电流值,放电电流值在0安到10安可调,放电电流大小由数字电流表A显示。
设置完毕后,测试笔与锂电池组分开。
此时状态,数字电压表V1显示当前需测试锂电池组的下限阈值电压,数字电压表V2显示当前需测试锂电池组的上限阈值电压,数字电压表V3和数字电流表A显示为零。
按压计时器电路402归零键,计数器归零。
步骤S3、接通被测试锂电池组正、负极;
开始用测试笔连接被测锂电池组正、负极,进行循环测试。
步骤S4、判断被测试锂电池组是否有输出,若无输出进入步骤7,否则进入步骤S5;
步骤S5、判断锂电池组电压是否跳动,若跳动确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3,否则进入步骤S6;
步骤S6、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内确认锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3,否则确认锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S7、激活锂电池组的保护板,若有输出跳转至步骤S6,否则确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3。
当被测锂电池组的保护板保护,无输出电压时,按压测试笔正极的自恢复开关K2一次,锂电池组的保护板电路被激活,同时,锂电池组自动进入测试过程。
当被测试的锂电池组正、负极反接时,有电压输出时,反接保护模块3工作,告警电路302红色告警灯亮,内部断开激活电压,按压激活自恢复开关K2无反应,保护板保护无电压输出时,按压自恢复开关K2,锂电池组接入反电压,无法激活,由此表示锂电池组存在质量问题。
步骤S5中若跳动时锂电池组因插头接触不良而不合格,步骤S6中否则锂电池组因混入高电压电池或电量不足不合格,步骤S7中否则锂电池组因正、负极反焊接或者电芯无输出引出线断开不合格。只需设置好锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值后,便可进行循环检测,循环检测时仅需接通被测试锂电池组正、负极,可以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态。
所述步骤S6具体包括如下步骤:
步骤S601、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内进入步骤S602,若锂电池组电压低于下限阈值进入步骤S603,若锂电池组电压低于或等于下限阈值进入步骤S604,若锂电池组电压高于上限阈值时进入步骤S604;
步骤S602、蜂鸣器响长声,提示锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S603、蜂鸣器不响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S604、蜂鸣器断续响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S605、蜂鸣器长声和短声同时响,提示锂电池组混入高电压电池不合格并累加计数后跳转至步骤S3。
测试锂电池组电压时,由声音提示,不需抬头看表,听声音即可判断锂电池组是否合格,测试放电电流时,由电流表A和绿色工作指示灯提示,电压表V3显示锂电池组输出电压值,电流表A显示放电电流值。
每测试一次锂电池组,计数器自动累加一次。
测试一次锂电池组所需时间为秒计时器工作时间与放电电流时间之和,一般为数秒。
具体的,实施提供一种锂电池组综合检测电路技术参数及检测状态如表1所示。
表1检测电路技术参数及检测状态:
主要应用于锂电池组批量生产组装过程检测及最终检验,具体实施示例如下。
选取任意锂电池组,进行品质检测。例如某锂电池组,物理状态为:三元锂电池18650,单电芯4只串联,加装保护板。
锂电池组的技术参数为:标称电压14.8V,2200MAH。
锂电池组的带电量不同,其实际空载电压也不同,检测要求如表2所示。
表2锂电池组14.8V,2200MAH检测要求:
本实施例设定需检测表2所示锂电池组的带电电量为75%,计算检测参数,电压合格范围为15.4-15.6伏,放电电流为330毫安,0.2C放电时电压下降为0.14-0.18伏,即电压表V3显示范围为15.22-15.46伏。
确定需检测锂电池组的下限阈值,依据电压合格范围和检测电路技术参数计算,下限阈值为15.4-0.01伏,本实施例检测下限阈值最终确定为15.39伏,放电电流为330毫安。
确定需检测锂电池组的上限阈值,四只电池串联,下限阈值为15.39伏,因此上限阈值设置是4×0.1+15.39等于15.79伏。
本实施例检测锂电池组的具体操作如下:
连接220伏交流电源,插入正负测试表笔,打开电源开关,电源指示灯亮。
旋转下限阈值设定电位器W1,调整电压表V1显示电压为15.39伏,激活电压将自动跟踪15.39×(1+16%)若为17.85伏。
旋转上限阈值设定电位器W2,调整电压表V2显示为15.79伏。
利用合格的锂电池组,正表笔接触锂电池组正极,负表笔接触锂电池组的负极,电压表V3显示锂电池组的实际电压,蜂鸣器响3秒(设定时间)后停止,检测电路自动跳转到放电状态,此时旋转电流设定电位器W3,使电流表显示0.33安,正、负表笔脱离锂电池组正、负极。
检测电压时间内部设定为3秒,检测锂电池组放电电流时间由检测者自行确定,只要放电指示灯亮,电流表显示放电电流值即可。
按压计数器归零自恢复开关,计数器归零。
此时检测电路状态为:下限阈值电压表V1显示电压15.39伏,上限阈值电压表V2显示15.79伏,锂电池组检测电压表V3显示0伏,放电电流表A显示0安,五位液晶计数器显示00000,如此,锂电池组检测设置工作完毕。
方案:如上所述,本实施例选取标称电压14.8V,2200MAH,带电电量75%的锂电池组,人为挑选正常和带有问题的锂电池组,标识组号分别为第1组到第8组,进行检测。
第一组为正常合格的锂电池组。
第二组为锂电池组输出电压15.39伏,与设置的下限阈值电压相等,低于合格范围。
第三组为其中一只电芯电压下降0.3伏。
第四组选择2组锂电池组,分别为:一是电芯与保护板断开,无电压输出。二是锂电池组引出线折断。
第五组是锂电池组输出正、负极反焊接。
第六组为保护板保护,没有输出。
第七组为保护板场效应管内阻增大,输出时发热,压降增大2伏。
第八组为输出插头接触不良,忽断忽通。
对选取的八组锂电池组分别进行检测,检测结果如表3所示。
表3锂电池组带电电量75%的检测及显示状态情况汇总表:
上述汇总表锂电池组电压低于上限阈值设置电压15.79伏,因此蜂鸣器B始终不响,表中没有汇总。
在锂电池组实际组装生产过程中,会出现锂电池组混入不同材料的电池,当三元电池组混入铁锂电池时,锂电池组电压下降,检测时蜂鸣器A不响,不合格。当铁锂电池组混入三元电池时,电压升高,检测时蜂鸣器A虽然响,但不合格,因此需要引入以下实施例。
本实施例为磷酸铁锂电池组,单只100%带电量,电压实测值为3.5伏,2000MAH,4只串联正常电压为14伏,如混入一只带电量100%4.2伏2000MAH三元锂电池,锂电池组的实际电压为14.7伏。
设置磷酸铁锂电池组下限阈值电压,调整电位器W1使电压表V1显示为(3.5×4-0.01)13.99伏。
设置上限阈值,调整电位器W2使电压表V2显示为(13.99+4×0.1)14.39伏。
设置放电电流值为400MA(0.2C),各设置方法同前面实施例。
进行检测,因磷酸铁锂电池组电压为14.7伏,高于上限阈值电压13.99伏,蜂鸣器A响长声,高于上限阈值电压14.39伏,蜂鸣器B响短声,两蜂鸣器长声短声同时响,提示锂电池组不合格。
需要说明的是,本说明书中的具体实施例方案,所选用检测的不合格锂电池组是人为设置,在实际工作中,会遇到许多不同的问题,但总体离不开所选用设定的问题类型。
由上述技术方案和具体实施可以看出:锂电池组在生产组装过程中,前期需要对单电芯的电压、内阻等性能参数进行一致性筛选,之后进行焊接、组装,并多次对不同指标进行检测,工作量较大。通过本发明例的实现,能够将检测锂电池组的输出电压、放电电流以及激活等工位,进行合并检测,在数秒的时间内一次性完成,极大地节省了生产成本。
综上,本发明所述锂电池组综合检测电路,可以将锂电池组电压检测、放电电流检测、保护板激活一次性综合完成,设置简单,操作方便,可以方便快捷的准确判断锂电池组的技术状态;使锂电池组在组装过程中,由锂电池组的多次单一测试改变为一次性综合测试,降低了锂电池组生产组装的劳动强度,提高了工作效率。
Claims (6)
1.一种锂电池组综合检测方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
步骤S1、测量当前需检测的锂电池组电压,确定锂电池组电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
步骤S2、设置锂电池组的电压下限阈值、上限阈值以及放电电流值;
步骤S3、接通被测试锂电池组正、负极;
步骤S4、判断被测试锂电池组是否有输出,若无输出进入步骤7,否则进入步骤S5;
步骤S5、判断锂电池组电压是否跳动,若跳动确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3,否则进入步骤S6;
步骤S6、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内确认锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3,否则确认锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S7、激活锂电池组的保护板,若有输出跳转至步骤S6,否则确认锂电池组不合格后跳转至步骤S3。
2.根据权利要求1所述的锂电池组综合检测方法,其特征在于,所述步骤S6具体包括如下步骤:
步骤S601、判断锂电池组电压与下限阈值、上限阈值的关系,若锂电池组在下限阈值和上限阈值范围内进入步骤S602,若锂电池组电压低于下限阈值进入步骤S603,若锂电池组电压低于或等于下限阈值进入步骤S604,若锂电池组电压高于上限阈值时进入步骤S604;
步骤S602、蜂鸣器响长声,提示锂电池组合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S603、蜂鸣器不响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S604、蜂鸣器断续响,提示锂电池组不合格并累加计数后跳转至步骤S3;
步骤S605、蜂鸣器长声和短声同时响,提示锂电池组混入高电压电池不合格并累加计数后跳转至步骤S3。
3.一种锂电池组综合检测电路,应用于权利要求1或2所述的锂电池组综合检测方法,其特征在于,包括升降压调整模块(1)、电压检测模块(2)、反接保护模块(3)、锂电池组识别开关及转换电路模块(4)、计数器模块(5)、放电电流控制模块(6)、电源供电模块(7),
所述升降压调整模块(1)包括DC/DC变换电路(101)和电位器W1,用于提供锂电池组的激活电压,同时提供电压检测模块(2)所需的下限和上限阈值电压;
所述电压检测模块(2)包括下限电压跟踪电路(201)、上限电压跟踪电路(202)、电位器W2、电压表V1、电压表V2、下限阈值电压比较电路(203)、上限阈值电压比较电路(204)、蜂鸣器A和蜂鸣器B,用于锂电池组电压检测;
所述反接保护模块(3)包括反接控制电路(301)、告警电路(302)、继电器JK2、自恢复开关K2,用于避免锂电池组正、负极反接时接入后续电路;
所述锂电池组识别开关及转换电路模块(4)包括识别开关电路(401)、计时器电路(402)、继电器JK1,用于控制电压检测电路的工作时间;
所述计数器模块(5)用于检测次数的累加计数;
所述放电电流控制模块(6)包括指示灯电路(602)、取样控制电路(603)、恒流负载电路(604)、恒压源电路(605)、电位器W3、电流表A,用于检测并调整锂电池组放电电流;
所述电源供电模块(7)用于供电。
4.根据权利要求3所述的锂电池组综合检测电路,其特征在于,所述自恢复开关K2前侧连接有电压表V3。
5.根据权利要求4所述的锂电池组综合检测电路,其特征在于,所述反接保护模块(3)供电端连接有第二非共地隔离电源电路(303)。
6.根据权利要求4所述的锂电池组综合检测电路,其特征在于,所述放电电流控制模块(6)供电端连接有第一非共地隔离电源电路(601)。
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