CN113954683A - 直流充检桩检测方法及控制系统 - Google Patents

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CN113954683A CN202111413633.1A CN202111413633A CN113954683A CN 113954683 A CN113954683 A CN 113954683A CN 202111413633 A CN202111413633 A CN 202111413633A CN 113954683 A CN113954683 A CN 113954683A
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李飞
程美红
刘承灯
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Abstract

本发明公开了直流充检桩检测方法及控制系统，通讯驱动包括双向AC/DC、电池包、触摸屏、绝缘检测模块和数据采集，检测类型包括深度检测、全面检测、基础检测和健康预测，服务模式包括充电、充电健康预测、充电基础检测、充电深度检测和充电全面检测，充放电模式包括国际快充和制定充放，输出模式包括单枪B、单枪A和双枪，报告查询包括小程序、APP、短信和网页，报告管路包括健康预测数据、基础检测数据、深度检测数据和全面检测数据，本发明涉及新能源技术领域。该直流充检桩检测方法及控制系统，解决了无法在充电的同时具备车载动力电池健康状态快速在线评估，来对车辆的状态进行检测，可方便快捷的解决充电和检测问题。

Description

直流充检桩检测方法及控制系统
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体为直流充检桩检测方法及控制系统。
背景技术
充电桩是指为电动汽车提供充电服务的充能设备。其主要分为落地式充电桩和挂壁式充电桩，主要采取计时、计电度、计金额的充电方式。
但现有的充电桩只能单单的对新能源汽车起到充电的目的，无法在充电的同时具备车载动力电池健康状态快速在线评估，来对车辆的状态进行检测，可方便快捷的解决充电和检测问题。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了直流充检桩检测方法及控制系统，解决了无法在充电的同时具备车载动力电池健康状态快速在线评估，来对车辆的状态进行检测，可方便快捷的解决充电和检测问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：直流充检桩检测控制系统，包括充电桩、检测报告管理系统、第三方站点管理系统和车辆数据管理平台，所述充电桩由控制系统、通讯驱动、检测类型、服务模式、充放电模式和输出模式相互组成。
所述通讯驱动包括双向AC/DC、电池包、触摸屏、绝缘检测模块和数据采集，所述检测类型包括深度检测、全面检测、基础检测和健康预测，所述服务模式包括充电、充电健康预测、充电基础检测、充电深度检测和充电全面检测，所述充放电模式包括国际快充和制定充放，所述输出模式包括单枪B、单枪A和双枪。
所述检测报告管理系统包括服务器、用户管理、报告查询和报告管路，所述服务器包括厂家、运营商和终端用户，所述报告查询包括小程序、APP、短信和网页，所述报告管路包括健康预测数据、基础检测数据、深度检测数据和全面检测数据。
优选的，所述充电桩和检测报告管理系统之间通过导线实现双向电性连接，所述充电桩、第三方站点管理系统和车辆数据管理平台之间通过网络实现连接。
优选的，所述控制系统的输出端分别与通讯驱动、检测类型、服务模式、充放电模式和输出模式的输入端之间通过导线实现电性连接，所述通讯驱动的输出端与双向AC/DC和电池包的输入端之间通过CAN实现电性连接，所述通讯驱动的输出端与触摸屏、绝缘检测模块和数据采集的输出端之间通过串口转换实现电性连接。
优选的，所述检测类型的输出端与深度检测、全面检测、基础检测和健康预测的输入端之间通过导线实现电性连接，所述服务模式的输出端充电、充电健康预测、充电基础检测、充电深度检测和充电全面检测的输入端之间通过导线实现电性连接，所述充放电模式的输出端与国际快充和制定充放的输入端之间通过导线实现电性连接，所述输出模式的输出端与单枪B、单枪A和双枪的输入端之间通过导线实现电性连接。
优选的，所述服务器的输出端与用户管理、报告查询和报告管路的输入端之间通过导线实现电性连接，所述用户管理的输出端与厂家、运营商和终端用户的输入端之间通过网络实现连接，所述报告查询的输出端与小程序、APP、短信和网页的输入端之间通过网络实现连接，所述报告管路的输出端与健康预测数据、基础检测数据、深度检测数据和全面检测数据的输入端之间通过网络实现连接。
优选的，所述单枪B和单枪A包括充电控制器、智能电表、继电器控制和关闭电源，且电控制器、智能电表、继电器控制和关闭电源之间通过导线实现双向电性连接。
优选的，所述双枪包括充电控制器、A组电表、B组电表、继电器控制、A枪控制引导系统和B枪控制引导系统，且充电控制器、A组电表、B组电表、继电器控制之间通过导线实现双向电性连接。
本发明还公开直流充检桩检测控制方法，具体包括以下步骤：
S1、将单枪B、单枪A和双枪的任意一种插入电动汽车快充电口，通过控制系统中的通讯驱动选择国际快充和制定充放的充电方式，然后选择深度检测，然后通过绝缘检测模块检测自身设备绝缘是否正常，再检测充车辆绝缘是否正常，无问题可进行下一步操作；
S2、先将被测车辆充电至SOC 100％，如车辆SOC已为100％，直接进行下一测试；
S3、将被测车辆放电至BMS允许的最低SOC值，静置30分钟。
输出结果：
1、当前放电容量数值；
2、输出SOC70％、SOC50％、SOC30％时放电DCR曲线，同时输出对应的充电动态电压、温度曲线、放电电流精度；
S4、将被测车辆充电至SOC 100％满电，完成后静置30分钟。
输出结果：
1、当前充电容量数值；
2、输出SOC30％、SOC50％、SOC70％时充电DCR曲线，同时输出对应的充电动态电压、温度曲线、充电电流精度；
3、自动跳枪时，车辆SOC是否为100％；。
S5、检查完成，通过数据采集来进行检测数据的收集，并通过报告管路中的深度检测数据发送测试报告；
S6、另外可以通过小程序、APP、短信和网页的方式将报告数据发送至客户；
S7、根据上述的步骤在充电时，使用户根据在触摸屏上进行深度检测、全面检测、基础检测和健康预测的选择实现检测，以及还可以选择充电、充电健康预测、充电基础检测、充电深度检测和充电全面检测一体模式，直接进行充电和检测即可。
有益效果
本发明提供了直流充检桩检测方法及控制系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该直流充检桩检测方法及控制系统，通过所述通讯驱动包括双向AC/DC、电池包、触摸屏、绝缘检测模块和数据采集，所述检测类型包括深度检测、全面检测、基础检测和健康预测，所述服务模式包括充电、充电健康预测、充电基础检测、充电深度检测和充电全面检测，所述充放电模式包括国际快充和制定充放，所述输出模式包括单枪B、单枪A和双枪，实现充电的同时具备车载动力电池健康状态快速在线评估，来对车辆的状态进行检测，可方便快捷的解决充电和检测问题。
2、该直流充检桩检测方法及控制系统，通过所述检测报告管理系统包括服务器、用户管理、报告查询和报告管路，所述服务器包括厂家、运营商和终端用户，所述报告查询包括小程序、APP、短信和网页，所述报告管路包括健康预测数据、基础检测数据、深度检测数据和全面检测数据，实现在对检测后通过多个方式将数据推送到用户手中，并把检测的数据进行后端的记录和储存。
附图说明
图1为本发明系统框图；
图2为本发明充电桩系统框图；
图3为本发明检测报告管理系统框图；
图4为本发明单枪电气组成原理图；
图5为本发明双枪电气组成原理图；
图6为本发明第一插头连接阶段原理图；
图7为本发明第二插头连接阶段原理图；
图8为本发明第三插头连接阶段原理图；
图9为本发明第四插头连接阶段原理图；
图10为本发明充电握手阶段原理图；
图11为本发明第一绝缘检测阶段原理图；
图12为本发明第二绝缘检测阶段原理图；
图13为本发明第一辨识匹配阶段原理图；
图14为本发明第二辨识匹配阶段原理图；
图15为本发明第三辨识匹配阶段原理图；
图16为本发明充电阶段原理图；
图17为本发明第一停止阶段原理图；
图18为本发明第二停止阶段原理图；
图19为本发明第三停止阶段原理图；
图20为本发明控制方法流程图；
图21为本发明快充模式流程图；
图22为本发明深度充放模式流程图；
图23为本发明DCR测试流程图。
图中：1、充电桩；11、控制系统；12、通讯驱动；121、双向AC/DC；122、电池包；123、触摸屏；124、绝缘检测模块；125、数据采集；13、检测类型；131、深度检测；132、全面检测；133、基础检测；134、健康预测；14、服务模式；141、充电；142、充电健康预测；143、充电基础检测；144、充电深度检测；145、充电全面检测；15、充放电模式；151、国际快充；152、制定充放；16、输出模式；161、单枪B；162、单枪A；163、双枪；2、检测报告管理系统；21、服务器；22、用户管理；221、厂家；222、运营商；223、终端用户；23、报告查询；231、小程序；232、APP；233、短信；234、网页；24、报告管路；241、健康预测数据；242、基础检测数据；243、深度检测数据；244、全面检测数据；3、第三方站点管理系统；4、车辆数据管理平台。
具体实施方式
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，本发明实施例提供一种技术方案：直流充检桩检测控制系统，包括充电桩1、检测报告管理系统2、第三方站点管理系统3和车辆数据管理平台4，充电桩1由控制系统11、通讯驱动12、检测类型13、服务模式14、充放电模式15和输出模式16相互组成，充电桩1和检测报告管理系统2之间通过导线实现双向电性连接，充电桩1、第三方站点管理系统3和车辆数据管理平台4之间通过网络实现连接。
请参阅图2，通讯驱动12包括双向AC/DC121、电池包122、触摸屏123、绝缘检测模块124和数据采集125，检测类型13包括深度检测131、全面检测132、基础检测133和健康预测134，服务模式14包括充电141、充电健康预测142、充电基础检测143、充电深度检测144和充电全面检测145，充放电模式15包括国际快充151和制定充放152，输出模式16包括单枪B161、单枪A162和双枪163，控制系统11的输出端分别与通讯驱动12、检测类型13、服务模式14、充放电模式15和输出模式16的输入端之间通过导线实现电性连接，通讯驱动12的输出端与双向AC/DC121和电池包122的输入端之间通过CAN实现电性连接，通讯驱动12的输出端与触摸屏123、绝缘检测模块124和数据采集125的输出端之间通过串口转换实现电性连接，检测类型13的输出端与深度检测131、全面检测132、基础检测133和健康预测134的输入端之间通过导线实现电性连接，服务模式14的输出端充电141、充电健康预测142、充电基础检测143、充电深度检测144和充电全面检测145的输入端之间通过导线实现电性连接，充放电模式15的输出端与国际快充151和制定充放152的输入端之间通过导线实现电性连接，输出模式16的输出端与单枪B161、单枪A162和双枪163的输入端之间通过导线实现电性连接，单枪B161和单枪A162包括充电控制器、智能电表、继电器控制和关闭电源，且电控制器、智能电表、继电器控制和关闭电源之间通过导线实现双向电性连接，双枪163包括充电控制器、A组电表、B组电表、继电器控制、A枪控制引导系统和B枪控制引导系统，且充电控制器、A组电表、B组电表、继电器控制之间通过导线实现双向电性连接。
请参阅图3，检测报告管理系统2包括服务器21、用户管理22、报告查询23和报告管路24，服务器21包括厂家221、运营商222和终端用户223，报告查询23包括小程序231、APP232、短信233和网页234，报告管路24包括健康预测数据241、基础检测数据242、深度检测数据243和全面检测数据244，服务器21的输出端与用户管理22、报告查询23和报告管路24的输入端之间通过导线实现电性连接，用户管理22的输出端与厂家221、运营商222和终端用户223的输入端之间通过网络实现连接，报告查询23的输出端与小程序231、APP232、短信233和网页234的输入端之间通过网络实现连接，报告管路24的输出端与健康预测数据241、基础检测数据242、深度检测数据243和全面检测数据244的输入端之间通过网络实现连接。
请参阅图20，本发明实施例提供一种技术方案：直流充检桩检测控制方法，具体包括以下步骤：
S1、将单枪B161、单枪A162和双枪163的任意一种插入电动汽车快充电口，通过控制系统11中的通讯驱动12选择国际快充151和制定充放152的充电方式，然后选择深度检测131，然后通过绝缘检测模块124检测自身设备绝缘是否正常，再检测充车辆绝缘是否正常，无问题可进行下一步操作；
S2、先将被测车辆充电至SOC 100％，如车辆SOC已为100％，直接进行下一测试；
S3、将被测车辆放电至BMS允许的最低SOC值，静置30分钟。
输出结果：
当前放电容量数值；
2、输出SOC70％、SOC50％、SOC30％时放电DCR曲线，同时输出对应的充电动态电压、温度曲线、放电电流精度；
S4、将被测车辆充电至SOC 100％满电，完成后静置30分钟。
输出结果：
1、当前充电容量数值；
2、输出SOC30％、SOC50％、SOC70％时充电DCR曲线，同时输出对应的充电动态电压、温度曲线、充电电流精度；
3、自动跳枪时，车辆SOC是否为100％；。
S5、检查完成，通过数据采集125来进行检测数据的收集，并通过报告管路24中的深度检测数据243发送测试报告；
S6、另外可以通过小程序231、APP232、短信233和网页234的方式将报告数据发送至客户；
S7、根据上述的步骤在充电时，使用户根据在触摸屏123上进行深度检测131、全面检测132、基础检测133和健康预测134的选择实现检测，以及还可以选择充电141、充电健康预测142、充电基础检测143、充电深度检测144和充电全面检测145一体模式，直接进行充电和检测即可。
请参阅图4，单枪电气组成，智能电表:负责测量充电模块输入侧电量测量，与充电控制器间采用RS232通讯，绝缘检测模块124：负责充电过程中的充电回路绝缘检测，与充电控制器间采用RS232通讯，显示器:负责用户交互，可输入业务模式及部分参数要求等，与充电控制器间采用RS232通讯，数据采集125：包括电流，电压及温度采集，以通讯方式将采集数据传输至充电控制器，继电器控制：控制主功率回路通断，BMS电源上下电，面板指示灯控制，充电模块：三相输入，直流输出，通过CAN通讯与控制器连接，负责电池包充放电，开关电源：提供24V,12V开关电源供系统各模块以及BMS电源供电。
请参阅图5，双枪电气组成，智能电表：分别测量A组B组AC/DC用电情况
功率分配原理：双枪模式：A/B枪各60KW，KM0断开，单枪A模式：KM0闭合，KMB断开且B枪限制使用，单枪B模式：KM0闭合，KMA断开且A枪限制使用。
请参阅图6，为插头连接阶段——S闭合、未插入插座(摘枪)。
请参阅图7，为插头连接阶段——S打开、未插入插座(捏枪)。
请参阅图8，为插头连接阶段——S打开、插入插座(捏着插枪)。
请参阅图9，为插头连接阶段——S闭合、锁定(插入松手)。
请参阅图10，为充电握手阶段(辅助电源闭合)。
请参阅图11，为绝缘检测阶段(检测是否绝缘)。
请参阅图12，为绝缘检测阶段(释放能量)。
请参阅图13，为辨识匹配阶段(桩与车BMS互相识别)。
请参阅图14，为辨识匹配阶段(检测电池电压是否异常)。
请参阅图15，为辨识匹配阶段(准备开始充电)。
请参阅图16，为充电阶段。
请参阅图17，为停止阶段。
请参阅图18，为停止阶段(释放能量)。
请参阅图19，为停止阶段(辅助电源断开)。
进一步的，双向AC/DC121，支持AC/DC启停以及充放电控制，充放电参数可自定义支持多并机下的模块控制预充功能(AC/DC不具备预充功能时启用)：读取BMS中总压，读取双向AC/DC输出总压，压差达到设定值进行输出继电器合闸；
绝缘检测模块124，检测电池包总正总负回路绝缘性能；
电池包122，国标快充协议：用于执行快充功能，遵循国标即可，基本无变动电池主接触器闭合协议：用于定制充放电功能，该协议根据不同厂家，具体协议内容不同，需考虑兼容性；
第三方站点管理系统3，协议接口待定，根据具体现场应用环境确定。支持充电状态实时上报，含充电机和电池包信息；
检测报告管理系统2，协议接口待定，内部开发的信息管理系统，，确定后变动不大
输出模式软件对应固件含60KW单枪以及120KW双枪两套硬件系统。对于双枪输出系统，支持以下三种输出模式设置；
双枪163输出：A/B枪各自独立工作，器件KM0接触器处于断开状态；
单枪A162输出：系统仅支持A枪120KW输出，限制B枪工作，期间KM0闭合，KMB一直断开；
单枪B161输出：系统仅支持B枪120KW输出，限制A枪工作，期间KM0闭合，KMA一直断开；
深度充放模式流程如图22；
Step1：按国标流程将电池包充满，或直接闭合继电器充满电池包
Step2：静置T时间后，闭合放电继电器，将电池包放空,同步在放电期间多种SOC状态下进行DCR测量
Step3：静置T时间后，按国标流程将电池包充满，或直接闭合继电器充满电池包，同步在充电期间多种SOC状态下进行DCR测量。
其中，DCR测试流程如图23：
DCR测评在整体维护过程中出现多次，建议将DCR测试过程作为中断事件处理，触发条件为SOC状态；
充电DCR:
Figure BDA0003374443830000111
放电DCR:
Figure BDA0003374443830000112
检测模式如下表；
Figure BDA0003374443830000113
预测(通过车辆管理平台获取车辆BMS历史数据，分析电池包健康状态以及寿命情况)
基础检测(车辆正常执行国标快充流程，系统根据其实时数据进行部分电池性能在线评估)
深度检测(车辆执行定制充放电流程，在线深度检测电池包以下性能)；
①一致性分析(电压，温度)，②精度分析，③容量分析，④DCR，⑤SOH；
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.直流充检桩检测控制系统，包括充电桩(1)、检测报告管理系统(2)、第三方站点管理系统(3)和车辆数据管理平台(4)，其特征在于：所述充电桩(1)由控制系统(11)、通讯驱动(12)、检测类型(13)、服务模式(14)、充放电模式(15)和输出模式(16)相互组成；
所述通讯驱动(12)包括双向AC/DC(121)、电池包(122)、触摸屏(123)、绝缘检测模块(124)和数据采集(125)，所述检测类型(13)包括深度检测(131)、全面检测(132)、基础检测(133)和健康预测(134)，所述服务模式(14)包括充电(141)、充电健康预测(142)、充电基础检测(143)、充电深度检测(144)和充电全面检测(145)，所述充放电模式(15)包括国际快充(151)和制定充放(152)，所述输出模式(16)包括单枪B(161)、单枪A(162)和双枪(163)；
所述检测报告管理系统(2)包括服务器(21)、用户管理(22)、报告查询(23)和报告管路(24)，所述服务器(21)包括厂家(221)、运营商(222)和终端用户(223)，所述报告查询(23)包括小程序(231)、APP(232)、短信(233)和网页(234)，所述报告管路(24)包括健康预测数据(241)、基础检测数据(242)、深度检测数据(243)和全面检测数据(244)。
2.根据权利要求1所述的直流充检桩检测控制系统，其特征在于：所述充电桩(1)和检测报告管理系统(2)之间通过导线实现双向电性连接，所述充电桩(1)、第三方站点管理系统(3)和车辆数据管理平台(4)之间通过网络实现连接。
3.根据权利要求1所述的直流充检桩检测控制系统，其特征在于：所述控制系统(11)的输出端分别与通讯驱动(12)、检测类型(13)、服务模式(14)、充放电模式(15)和输出模式(16)的输入端之间通过导线实现电性连接，所述通讯驱动(12)的输出端与双向AC/DC(121)和电池包(122)的输入端之间通过CAN实现电性连接，所述通讯驱动(12)的输出端与触摸屏(123)、绝缘检测模块(124)和数据采集(125)的输出端之间通过串口转换实现电性连接。
4.根据权利要求3所述的直流充检桩检测控制系统，其特征在于：所述检测类型(13)的输出端与深度检测(131)、全面检测(132)、基础检测(133)和健康预测(134)的输入端之间通过导线实现电性连接，所述服务模式(14)的输出端充电(141)、充电健康预测(142)、充电基础检测(143)、充电深度检测(144)和充电全面检测(145)的输入端之间通过导线实现电性连接，所述充放电模式(15)的输出端与国际快充(151)和制定充放(152)的输入端之间通过导线实现电性连接，所述输出模式(16)的输出端与单枪B(161)、单枪A(162)和双枪(163)的输入端之间通过导线实现电性连接。
5.根据权利要求1所述的直流充检桩检测控制系统，其特征在于：所述服务器(21)的输出端与用户管理(22)、报告查询(23)和报告管路(24)的输入端之间通过导线实现电性连接，所述用户管理(22)的输出端与厂家(221)、运营商(222)和终端用户(223)的输入端之间通过网络实现连接，所述报告查询(23)的输出端与小程序(231)、APP(232)、短信(233)和网页(234)的输入端之间通过网络实现连接，所述报告管路(24)的输出端与健康预测数据(241)、基础检测数据(242)、深度检测数据(243)和全面检测数据(244)的输入端之间通过网络实现连接。
6.根据权利要求1所述的直流充检桩检测控制系统，其特征在于：所述单枪B(161)和单枪A(162)包括充电控制器、智能电表、继电器控制和关闭电源，且电控制器、智能电表、继电器控制和关闭电源之间通过导线实现双向电性连接。
7.根据权利要求1所述的直流充检桩检测控制系统，其特征在于：所述双枪(163)包括充电控制器、A组电表、B组电表、继电器控制、A枪控制引导系统和B枪控制引导系统，且充电控制器、A组电表、B组电表、继电器控制之间通过导线实现双向电性连接。
8.一种实施权利要求1-7任意一项所述直流充检桩检测控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将单枪B(161)、单枪A(162)和双枪(163)的任意一种插入电动汽车快充电口，通过控制系统(11)中的通讯驱动(12)选择国际快充(151)和制定充放(152)的充电方式，然后选择深度检测(131)，然后通过绝缘检测模块(124)检测自身设备绝缘是否正常，再检测充车辆绝缘是否正常，无问题可进行下一步操作；
S2、先将被测车辆充电至SOC 100％，如车辆SOC已为100％，直接进行下一测试；
S3、将被测车辆放电至BMS允许的最低SOC值，静置30分钟。
输出结果：
1、当前放电容量数值；
2、输出SOC70％、SOC50％、SOC30％时放电DCR曲线，同时输出对应的充电动态电压、温度曲线、放电电流精度；
S4、将被测车辆充电至SOC 100％满电，完成后静置30分钟。
输出结果：
1、当前充电容量数值；
2、输出SOC30％、SOC50％、SOC70％时充电DCR曲线，同时输出对应的充电动态电压、温度曲线、充电电流精度；
3、自动跳枪时，车辆SOC是否为100％；。
S5、检查完成，通过数据采集(125)来进行检测数据的收集，并通过报告管路(24)中的深度检测数据(243)发送测试报告；
S6、另外可以通过小程序(231)、APP(232)、短信(233)和网页(234)的方式将报告数据发送至客户；
S7、根据上述的步骤在充电时，使用户根据在触摸屏(123)上进行深度检测(131)、全面检测(132)、基础检测(133)和健康预测(134)的选择实现检测，以及还可以选择充电(141)、充电健康预测(142)、充电基础检测(143)、充电深度检测(144)和充电全面检测(145)一体模式，直接进行充电和检测即可。
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