CN113917310B - 一种一体保护板测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体保护板测试系统，涉及电池管理技术领域，该一体保护板测试系统包括：充放电控制模块，用于工作时控制电池充电，不工作时控制电池放电；保护板测试模块，用于通过保护板对电池过充、过放进行保护，并将电池的电压输出给过放检测模块、过充检测模块；过放检测模块，用于电池在过放的时候发送电压信号给信息处理模块；过充检测模块，用于电池在过充的时候发送电压信号给信息处理模块；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案检测保护板过压过放功能时，采用自动检测，通过一个电压信号来控制保护板测量过压保护功能还是测量过放保护功能，信息处理模块根据有无接收到电压信号来判断保护板是否合格，方便简洁。

Description

一种一体保护板测试系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体是一种一体保护板测试系统。

背景技术

电池管理系统(Battery Management System，BMS)是电池系统的核心部件之一，其功能安全关系到整个电池设备的安全稳定运行。电池管理系统分为硬件保护板和常规软件保护板。硬件保护板的测试主要包括：过充，过放，过压，过流，短路等；常规软件保护板测试除了硬件保护板测试项目外，还需要测试保护板的通信功能。

随着越来越多的电池制造商对软件保护板的功能需求不断加大，原有硬件保护板及常规软件保护板的测试方法已经不能适应功能更齐全的软件保护板测试。因此需要针对功能更齐全的保护板设计更详细的设计方案，同时确保整个测试流程的智能化，自动化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体保护板测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种一体保护板测试系统，包括：

充放电控制模块，用于工作时控制电池充电，不工作时控制电池放电；

保护板测试模块，用于通过保护板对电池过充、过放进行保护，并将电池的电压输出给过放检测模块、过充检测模块；

过放检测模块，用于电池在过放的时候发送电压信号给信息处理模块；

过充检测模块，用于电池在过充的时候发送电压信号给信息处理模块；

信息处理模块，用于根据是否接收到过充检测模块和过放检测模块输入的电压信号，判断保护板是否合格；

充放电控制模块的输出端连接保护板测试模块的输入端，保护板测试模块的输出端连接过放检测模块的输入端、过充检测模块的输入端，过放检测模块的输出端连接信息处理模块第一的输入端，过充检测模块的输出端连接信息处理模块第二的输入端。

作为本发明再进一步的方案：充放电控制模块包括：

第一导通模块，用于供给第一电压时为充放电控制模块提供工作电压；

第二导通模块，用于供给第二电压时为充放电控制模块提供回路；

第一导通模块的输出端连接第二导通模块的输入端，第一导通模块和第二导通模块同时工作时，充放电控制模块才进行工作。

作为本发明再进一步的方案：第二导通模块包括第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管，第一电阻的一端连接第二电阻、第二电压，第一电阻的另一端连接第一三极管的基极，第二电阻的另一端连接第二三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第二三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第一二极管的正极，第二三极管的集电极连接第二二极管的正极。

作为本发明再进一步的方案：第一导通模块包括第一继电器、第二继电器，第一继电器的一端连接第一二极管的正极，第一继电器的另一端连接第一二极管的负极、第一电压，第二继电器的一端连接第二二极管的正极，第二继电器的另一端连接第二二极管的负极、第一电压。

作为本发明再进一步的方案：保护板测试模块包括电池、保护板、高精度电源、负载，电池的正极连接保护板的第一端、过放检测模块的输入端、过充检测模块的输入端，电池的负极连接保护板的第二端，保护板的第三端连接第一开关，保护板的第四端连接第二开关，高精度电源的正极连接第二接口，高精度电源的负极连接第四接口，负载的一端连接第一接口，负载的另一端连接第三接口。

作为本发明再进一步的方案：过放检测模块包括第三放大器、第三电阻、第一电位器、第一电容，第三放大器的反相端连接保护板测试模块的输出端，第三放大器的同相端连接第三电阻、第一电位器，第三电阻的另一端接地，第一电位器的另一端连接第二电压，第三放大器的输出端连接第一电容、信息处理模块第一输入端，第一电容的另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：过充检测模块包括第四放大器、第二电容，第四放大器的同相端连接保护板测试模块的输出端，第四放大器的反相端连接第二电压，第四放大器的输出端连接第二电容、信息处理模块的第二输入端，第二电容的另一端接地。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案检测保护板过压过放功能时，采用自动检测，通过一个电压信号来控制保护板测量过压保护功能还是测量过放保护功能，信息处理模块根据有无接收到电压信号来判断保护板是否合格，方便简洁。

附图说明

图1为一种一体保护板测试系统的原理图。

图2为一种一体保护板测试系统的电路图。

图3为高精度电源的电路图。

图4为保护板测试系统的人机交互原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种一体保护板测试系统，包括：

充放电控制模块1，用于工作时控制电池充电，不工作时控制电池放电；

保护板测试模块2，用于通过保护板对电池过充、过放进行保护，并将电池的电压输出给过放检测模块3、过充检测模块4；

过放检测模块3，用于电池在过放的时候发送电压信号给信息处理模块5；

过充检测模块4，用于电池在过充的时候发送电压信号给信息处理模块5；

信息处理模块5，用于根据是否接收到过充检测模块4和过放检测模块3输入的电压信号，判断保护板是否合格；

充放电控制模块1的输出端连接保护板测试模块2的输入端，保护板测试模块2的输出端连接过放检测模块3的输入端、过充检测模块4的输入端，过放检测模块3的输出端连接信息处理模块5第一的输入端，过充检测模块4的输出端连接信息处理模块5第二的输入端。

在具体实施例中：请参阅图1和图4，模拟车用电池组系统和待测一体软件保护板对应保护板测试模块2，中枢控制系统对应信息处理模块5，模拟充放电系统对应充放电控制模块1。

具体工作步骤为：步骤一：该一体保护板测试系统上电，先下发烧录程序指令，中枢控制系统完成程序烧录；然后通过人机交互系统向待测一体软件保护板发送指令，包括：一体软件保护板自检状态，系统信息获取，MOS状态检测，均衡检测，关机检测。同时通过人机交互系统向中枢控制系统下发指令，包括：总压及蓝牙检测。上面项目测试都通过，人机交互系统会显示PASS，此时待测一体软件保护板基本功能测试完成。

步骤二：待测一体软件保护板上电，人机交互系统向待测一体软件保护板下发指令，包括：参数标定，静态电流校准。然后人机交互系统向中枢控制系统下发充放电指令，完成充放电测试。以上项目测试通过，人机交互系统会显示PASS，此时待测一体软件保护板使用性能测试完成。所述步骤一，步骤二完成待测一体软件保护板裸板PCB测试。

步骤三：待测一体软件保护板组装成品后，通过人机交互系统向待测一体软件保护板下发指令检测成品信号值，GPS信号值，满足要求即为合格。具体检测结果根据待测一体软件保护板在电池充放电等状况下是否依旧起到良好保护作用来判断。

在本实施例中：请参阅图1和图2，充放电控制模块1包括：

第一导通模块，用于供给第一电压VCC1时为充放电控制模块1提供工作电压；

第二导通模块，用于供给第二电压VCC2时为充放电控制模块1提供回路；

第一导通模块的输出端连接第二导通模块的输入端，第一导通模块和第二导通模块同时工作时，充放电控制模块1才进行工作。

请参阅图2，第二导通模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管V1、第二三极管V2、第一二极管D1、第二二极管D2，第一电阻R1的一端连接第二电阻R2、第二电压VCC2，第一电阻R1的另一端连接第一三极管V1的基极，第二电阻R2的另一端连接第二三极管V2的基极，第一三极管V1的发射极接地，第二三极管V2的发射极接地，第一三极管V1的集电极连接第一二极管D1的正极，第二三极管V2的集电极连接第二二极管D2的正极。

请参阅图2，第一导通模块包括第一继电器K1、第二继电器K2，第一继电器K1的一端连接第一二极管D1的正极，第一继电器K1的另一端连接第一二极管D1的负极、第一电压VCC1，第二继电器K2的一端连接第二二极管D2的正极，第二继电器K2的另一端连接第二二极管D2的负极、第一电压VCC1。

第一电压VCC1为控制输入，第二电压VCC2为持续输入，第一电压VCC1输入的时候进行保护板U1充电保护测试，第一电压VCC1未输入的时候进行保护板U1放电保护测试；第一继电器K1工作时，第一开关S1闭合在第二接口B上，第一继电器K1不工作时，第一开关S1闭合在第一接口A上；第二继电器K2工作时，第二开关S2闭合在第四接口D上，第二继电器K2不工作时，第二开关S2闭合在第三接口C上；第一电压VCC1未输入的时候，第一三极管V1、第二三极管V2不导通；第一电压VCC1输入的时候，第一三极管V1、第二三极管V2导通，第一继电器K1通过第一三极管V1接地，第二继电器K2通过第二三极管V2接地。

在另一个实施例中：可将三极管换成PMOS管，同样能够达到导通目的，但是PMOS管价格高于三极管，且第二电压VCC2的要求更严格。

在本实施例中：请参阅图2和图3，保护板测试模块2包括电池E1、保护板U1、高精度电源Y、负载X，电池E1的正极连接保护板U1的第一端、过放检测模块3的输入端、过充检测模块4的输入端，电池E1的负极连接保护板U1的第二端，保护板U1的第三端连接第一开关S1，保护板U1的第四端连接第二开关S2，高精度电源Y的正极连接第二接口B，高精度电源Y的负极连接第四接口D，负载X的一端连接第一接口A，负载X的另一端连接第三接口C。

高精度电源Y由稳压器U5、第三电容C3、第二电位器RP2、第四电阻R4、第四电容C4、第五电阻R5所构成，通过调节第二电位器RP2的大小，以此来获得高精度的合适电压；在第一电压VCC1未输入的时候，电池E1放电，放电线路电流流向为电池E1正极、保护板U1、第一开关S1、第一接口A、负载X、第三接口C、第二开关S2、保护板U1、电池E1负极，进行保护板U1对电池E1放电时过放保护功能测试；在第一电压VCC1输入的时候，电池E1充电，充电线路电流流向为高精度电源Y的正极、第二接口B、第一开关S1、保护板U1、电池E1正极、保护板U1、第二开关S2、第四接口D、高精度电源Y的负极，进行保护板U1对电池E1充电时的过充保护功能测试。通过一个电压的输入，来控制保护板U1的两种保护功能的测试。

在另一个实施例中，可通过手动控制两个开关来对保护板U1的功能进行测试，较为繁琐。

在本实施例中：请参阅图2，过放检测模块3包括第三放大器U3、第三电阻R3、第一电位器RP1、第一电容C1，第三放大器U3的反相端连接保护板测试模块2的输出端，第三放大器U3的同相端连接第三电阻R3、第一电位器RP1，第三电阻R3的另一端接地，第一电位器RP1的另一端连接第二电压VCC2，第三放大器U3的输出端连接第一电容C1、信息处理模块5的第一输入端，第一电容C1的另一端接地。

第三放大器U3在本方案中用作比较器，在电池E1放电的时候，电池E1上的电压即为第三放大器U3的反相端电压，保护板U1限定电池E1上的最低电压，若保护板U1过放保护功能合格，则电池E1上的电压大于第三放大器U3的同相端电压，第三放大器U3输出端不输出电压；否则，第三放大器U3输出端输出电压给信息处理模块5，信息处理模块5判断保护板U1过放保护功能不合格。

在另一个实施例中，可将第一电位器RP1换成电阻，这样只能对限定过放电压相同的保护板U1进行过放保护功能检测。

在本实施例中：请参阅图2，过充检测模块4包括第四放大器U4、第二电容C2，第四放大器U4的同相端连接保护板测试模块2的输出端，第四放大器U4的反相端连接第二电压VCC2，第四放大器U4的输出端连接第二电容C2、信息处理模块5的第二输入端，第二电容C2的另一端接地。

第四放大器U4在本方案中用做比较器，在电池E1充电的时候，电池E1上的电压即为第四放大器U4的同相端电压，保护板U1限定电池E1上的最高电压，若保护板U1过充保护功能合格，则电池E1上的电压小于第四放大器U4的反相端电压，第四放大器U4输出端不输出电压；否则，第四放大器U4输出端输出电压给信息处理模块5，信息处理模块5判断保护板U1过充保护功能不合格。

在另一个实施例中，可略去第二电容C2，第二电容C2用于平稳第四放大器U4的输出电压，略去后，第四放大器U4的输出电压可能存在波动。

本发明的工作原理是：上电后，先通过人机交互系统对保护板U1完成裸板PCB测试，判断保护板U1通信部分是否合格，判别为合格时，充放电控制模块1控制电池E1充电或者放电检测保护板U1的保护能力，保护板测试模块2检测保护板U1保护功能是否合格，不合格时通过过放检测模块3、过充检测模块4反馈电压信息给信息处理模块5，信息处理模块5根据是否接收到电压信号，判断保护板U1是否合格。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种一体保护板测试系统，其特征在于：

该一体保护板测试系统包括：

充放电控制模块，用于工作时控制电池充电，不工作时控制电池放电；

保护板测试模块，用于通过保护板对电池过充、过放进行保护，并将电池的电压输出给过放检测模块、过充检测模块；

过放检测模块，用于电池在过放的时候发送电压信号给信息处理模块；

过充检测模块，用于电池在过充的时候发送电压信号给信息处理模块；

信息处理模块，用于根据是否接收到过充检测模块和过放检测模块输入的电压信号，判断保护板是否合格；

充放电控制模块的输出端连接保护板测试模块的输入端，保护板测试模块的输出端连接过放检测模块的输入端、过充检测模块的输入端，过放检测模块的输出端连接信息处理模块第一的输入端，过充检测模块的输出端连接信息处理模块第二的输入端；

充放电控制模块包括：

第一导通模块，用于供给第一电压时为充放电控制模块提供工作电压；

第二导通模块，用于供给第二电压时为充放电控制模块提供回路；

第一导通模块的输出端连接第二导通模块的输入端，第一导通模块和第二导通模块同时工作时，充放电控制模块才进行工作；

第二导通模块包括第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管，第一电阻的一端连接第二电阻、第二电压，第一电阻的另一端连接第一三极管的基极，第二电阻的另一端连接第二三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第二三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第一二极管的正极，第二三极管的集电极连接第二二极管的正极；

第一导通模块包括第一继电器、第二继电器，第一继电器的一端连接第一二极管的正极，第一继电器的另一端连接第一二极管的负极、第一电压，第二继电器的一端连接第二二极管的正极，第二继电器的另一端连接第二二极管的负极、第一电压；

保护板测试模块包括电池、保护板、高精度电源、负载，电池的正极连接保护板的第一端、过放检测模块的输入端、过充检测模块的输入端，电池的负极连接保护板的第二端，保护板的第三端连接第一开关，保护板的第四端连接第二开关，高精度电源的正极连接第二接口，高精度电源的负极连接第四接口，负载的一端连接第一接口，负载的另一端连接第三接口；

第一电压为控制输入，第二电压为持续输入，第一电压输入的时候进行保护板充电保护测试，第一电压未输入的时候进行保护板放电保护测试；第一继电器工作时，第一开关闭合在第二接口上，第一继电器不工作时，第一开关闭合在第一接口上；第二继电器工作时，第二开关闭合在第四接口上，第二继电器不工作时，第二开关闭合在第三接口上；第一电压未输入的时候，第一三极管、第二三极管不导通；第一电压输入的时候，第一三极管、第二三极管导通，第一继电器通过第一三极管接地，第二继电器通过第二三极管接地。

2.根据权利要求1所述的一体保护板测试系统，其特征在于，过放检测模块包括第三放大器、第三电阻、第一电位器、第一电容，第三放大器的反相端连接保护板测试模块的输出端，第三放大器的同相端连接第三电阻、第一电位器，第三电阻的另一端接地，第一电位器的另一端连接第二电压，第三放大器的输出端连接第一电容、信息处理模块的第一输入端，第一电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一体保护板测试系统，其特征在于，过充检测模块包括第四放大器、第二电容，第四放大器的同相端连接保护板测试模块的输出端，第四放大器的反相端连接第二电压，第四放大器的输出端连接第二电容、信息处理模块的第二输入端，第二电容的另一端接地。