CN114114034A - 电池包短路测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的电池包短路测试装置，包括：多个电池包短路测试模块，多个电池包短路测试模块并联连接，每个电池包短路测试模块的第一端接收短路控制信号，每个电池包短路测试模块的第二端与被测电池包的正极连接，每个电池包短路测试模块的第三端与被测电池包的负极连接，通过并联多个电池包短路测试模块，使用同步信号进行统一控制，可得到更大的短路电流，从而为不同电压等级的电池包提供短路测试，解决大容量电池进行短路测试难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池包短路测试领域，具体涉及一种电池包短路测试装置。
背景技术
近年来随着锂电池在家用领域产品上普及使用，催生了锂电池产业的更高速发展，但是由于锂电池在过充和短路情况下会出现爆炸起火，所以必须增加电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)对锂电池进行有效的保护。
现有锂电池的电池管理系统在对大容量电池进行短路测试时，往往伴随着较大的冲击电流，该电流可能对电池和测试设备本身造成破坏。可见，目前在对大容量电池进行短路测试时，缺乏行之有效的测试电路。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中在对大容量电池进行短路测试时，缺乏行之有效的测试电路的缺陷，从而提供电池包短路测试装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明实施例提供电池包短路测试装置，包括：多个电池包短路测试模块，多个所述电池包短路测试模块并联连接，每个所述电池包短路测试模块的第一端接收短路控制信号，每个所述电池包短路测试模块的第二端与被测电池包的正极连接，每个所述电池包短路测试模块的第三端与被测电池包的负极连接。
优选地，所述电池包短路测试模块，包括：第一控制器、脉冲生成电路、第一驱动电路及短路控制电路，其中，所述第一控制器的第一端接收短路控制信号，所述第一控制器的第二端与所述脉冲生成电路的使能端连接，所述第一控制器的第三端与所述脉冲生成电路的信号输入端连接，所述第一控制器用于使能所述脉冲生成电路，并将所述短路控制信号发送至所述脉冲生成电路，控制所述脉冲生成电路生成短路脉冲；所述第一驱动电路的输入端与所述脉冲生成电路的输出端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述短路控制电路连接，所述短路控制电路的正极端与被测电池包的正极连接，所述短路控制电路的负极端与被测电池包的负极连接，所述第一驱动电路用于根据短路脉冲驱动所述短路控制电路进行短路。
优选地，所述短路控制电路，包括：第一可控开关，所述第一可控开关的控制端与所述第一驱动电路的输出端连接，所述第一可控开关的第一端与被测电池包的正极连接，所述第一可控开关的第二端与被测电池包的负极连接，所述第一可控开关用于根据所述短路脉冲导通或关断。
优选地，所述短路控制电路，还包括：缓起电路，所述缓起电路包括第二可控开关、第三可控开关、第一二极管及第一电阻，其中，所述第二可控开关的第一端分别与被测电池包的正极及所述第三可控开关的第一端连接，所述第二可控开关的第二端分别与所述第一可控开关的第一端及所述第一电阻的一端连接，所述第二可控开关的控制端与所述第一控制器的第四端连接；所述第三可控开关的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第三可控开关的控制端与所述第一控制器的第五端连接；所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的另一端连接。
优选地，所述短路控制电路，还包括：第一电容、第二电阻、第三电阻及第一稳压管，其中，所述第一电容与所述第二电阻并联连接，所述第一电容与所述第二电阻并联连接后的一端分别与第二可控开关的第二端、所述第一可控开关的第一端连接，所述第一电容与所述第二电阻并联连接后的另一端分别与所述第三电阻的另一端、所述第一稳压管的另一端及所述第一可控开关的第二端连接；所述第一稳压管的一端分别与所述第二可控开关的第一端及被测电池包的正极连接，所述第三电阻的一端与被测电池包的负极连接。
优选地，所述电池包短路测试模块，还包括：第一电压检测电路及第二电压检测电路，其中，所述第一电压检测电路的第一端与被测电池包的正极连接，所述第一电压检测电路的第二端与被测电池包的负极连接，所述第一电压检测电路的第三端与所述第一控制器的第六端连接，所述第一电压检测电路用于检测被测电池包的电压，并将检测到的电压发送至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述电压判断是否进行短路测试；所述第二电压检测电路的第一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电压检测电路的第二端与所述第二电阻的另一端连接，所述第二电压检测电路用于检测所述第一电容两端电压。
优选地，所述电池包短路测试模块，还包括：第二驱动电路及第三驱动电路，其中，所述第二驱动电路的输入端与所述第一控制器的第四端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述第二可控开关的控制端连接，所述第二驱动电路用于根据所述第一控制器的控制信号驱动所述第二可控开关动作；所述第三驱动电路的输入端与所述第一控制器的第五端连接，所述第三驱动电路的输出端与所述第三可控开关的控制端连接，所述第三驱动电路用于根据所述第一控制器的控制信号驱动所述第三可控开关动作。
优选地，所述电池包短路测试模块，还包括：信号放大电路、第一延时比较电路及第二延时比较电路，其中，所述信号放大电路的输入端连接与所述第三电阻的两端，所述信号放大电路的输出端分别与所述第一延时比较电路的第一输入端及所述第二延时比较电路第一输入端连接；所述第一延时比较电路的第二输入端外接参考电压，所述第一延时比较电路的第一输出端分别与所述第二驱动电路的输入端及所述第一控制器的第四端连接，所述第一延时比较电路的第二输出端与所述第一控制器的第六端连接；所述第二延时比较电路的第二输入端外接参考电压，所述第二延时比较电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接，所述第二延时比较电路的第二输出端与所述第一控制器的第七端连接。
优选地，所述第一控制器的第八端分别与所述第一延时比较电路的第一输入端及所述第二延时比较电路第一输入端连接，所述第一控制器用于在检测到所述第一延时比较电路第二输出端输出的动作信号后，发送复位操作信号至所述第一延时比较电路的第一输入端及所述第二延时比较电路第一输入端，对所述第一延时比较电路及所述第二延时比较电路进行复位操作。
优选地，所述短路控制电路，还包括：熔断器及第四电阻，其中，所述熔断器及所述第四电阻串联连接，所述熔断器及所述第四电阻串联连接后的一端与被测电池包的正极连接，所述熔断器及所述第四电阻串联连接后的另一端与所述第二可控开关的第一端连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的电池包短路测试装置，包括：多个电池包短路测试模块，多个电池包短路测试模块并联连接，每个电池包短路测试模块的第一端接收短路控制信号，每个电池包短路测试模块的第二端与被测电池包的正极连接，每个电池包短路测试模块的第三端与被测电池包的负极连接，通过并联多个电池包短路测试模块，使用同步信号进行统一控制，可得到更大的短路电流，从而为不同电压等级的电池包提供短路测试，解决大容量电池进行短路测试难的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中电池包短路测试装置的一个具体示例的原理框图；
图2为本发明实施例中电池包短路测试模块的一个具体示例的原理框图；
图3为本发明实施例中电池包短路测试模块的一个具体示例的电路图；
图4为本发明实施例中脉冲生成电路的一个具体示例的电路图；
图5为本发明实施例中第一电压检测电路的一个具体示例的电路图；
图6为本发明实施例中驱动电路的一个具体示例的电路图；
图7为本发明实施例中信号放大电路的一个具体示例的电路图；
图8为本发明实施例中延时比较电路的一个具体示例的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种电池包短路测试装置，如图1所示，包括：多个电池包短路测试模块，多个电池包短路测试模块并联连接，每个电池包短路测试模块的第一端A接收短路控制信号，每个电池包短路测试模块的第二端B与被测电池包的正极P+连接，每个电池包短路测试模块的第三端C与被测电池包的负极P-连接。
在一具体实施例中，电池包短路测试装置包括多个并联连接的电池包短路测试模块。当确定被测电池包后，根据其所需要的测试电流选择电池包短路测试模块并联的个数。通过并联多个电池包短路测试模块，使用同步信号进行统一控制，可得到更大的短路电流，从而为不同电压等级的电池包提供短路测试，解决大容量电池进行短路测试难的问题。
在一实施例中，如图2所示，上述电池包短路测试模块，包括：第一控制器1、脉冲生成电路2、第一驱动电路3及短路控制电路4，其中，第一控制器1的第一端D接收短路控制信号，第一控制器1的第二端E与脉冲生成电路2的使能端连接，第一控制器1的第三端F与脉冲生成电路2的信号输入端连接，第一控制器1用于使能脉冲生成电路2，并将短路控制信号发送至脉冲生成电路2，控制脉冲生成电路2生成短路脉冲；第一驱动电路3的输入端与脉冲生成电路2的输出端连接，第一驱动电路3的输出端与短路控制电路4连接，短路控制电路4的正极端与被测电池包的正极连接，短路控制电路4的负极端与被测电池包的负极连接，第一驱动电路3用于根据短路脉冲驱动短路控制电路4进行短路。
在一具体实施例中，如图3所示，当进行短路测试时，第一控制器1开始实时检测是否接收到短路控制信号。当第一控制器1端口Ⅰ接收到短路控制信号后，首先通过端口Ⅱ将使能信号发送至脉冲生成电路2的使能端，使能脉冲生成电路，然后通过端口Ⅲ将短路控制信号发送至脉冲生成电路2的信号输入端，控制脉冲生成电路2生成短路脉冲。当第一控制器1检测到短路脉冲变为低电平后，停止输出使能信号，防止脉冲生成电路2误触发。其中，短路脉冲持续时间由脉冲生成电路2硬件本身来决定，以提高控制可靠性。在本发明实施例中，此处脉冲宽度持续时间为2ms，仅以此为例，不以此为限。通过脉冲生成电路2可将短路时间分辨率控制在1ms以内，满足锂电池产品短路测试的安全要求。在本发明实施例中，脉冲生成电路2采用如图4所示的单稳态定时脉冲生成电路，其中包括型号为74LS123的逻辑器件、电阻及电容，通过使用上述逻辑器件与周边电阻、电容组合，可产生精确时长的单脉冲波形。在本发明实施例中，第一控制器1为MCU，其型号在此不作限制，当前市场上的绝大部分MCU都满足要求。
进一步地，如图3所示，短路控制电路4，包括：第一可控开关S1，第一可控开关S1的控制端与第一驱动电路3的输出端连接，第一可控开关S1的第一端与被测电池包的正极连接，第一可控开关S1的第二端与被测电池包的负极连接，第一可控开关S1用于根据短路脉冲导通或关断。
在本发明实施例中，短路脉冲生成后，第一驱动电路3根据短路脉冲驱动短路控制电路4中的第一可控开关S1导通，使得短路控制电路4在短路脉冲确定的短路时间内短路，完成短路测试。在本发明实施例中，第一可控开关S1为反向串联的MOS管，该MOS管可以是N沟道MOS管或P沟道MOS管。
在短路测试时，通过脉冲生成电路生成短路脉冲，使得该短路脉冲可精确设定短路延时，进而通过对短路时长的控制生成延时精度较高的短路波形，驱动短路控制电路进行短路测试，从而提高了短路测试的精确度。
在一实施例中，如图3所示，短路控制电路4，还包括：缓起电路41，缓起电路41包括第二可控开关S2、第三可控开关S3、第一二极管D1及第一电阻R1，其中，第二可控开关S2的第一端分别与被测电池包的正极及第三可控开关S3的第一端连接，第二可控开关S2的第二端分别与第一可控开关S1的第一端及第一电阻R1的一端连接，第二可控开关S2的控制端与第一控制器1的第四端Ⅳ连接；第三可控开关S3的第二端与第一二极管D1的阳极连接，第三可控开关S3的控制端与第一控制器1的第五端Ⅴ连接；第一二极管D1的阴极与第一电阻R1的另一端连接。
在一具体实施例中，由于短路控制电路4中存在电容器件，因此当被测电池包接入短路控制电路4中时，会造成打火现象，损坏接口。因此，为例避免打火现象，在短路控制电路4中增设缓起电路41。在接通短路控制电路4时，首先驱动第三可控开关S3导通，之后再驱动第二可控开关S2导通，同时驱动第三可控开关S3关断，以此方式接通短路控制电路4，避免打火现象，保护接口。在本发明实施例中，第二可控开关S2为反向串联的MOS管，该MOS管可以是N沟道MOS管或P沟道MOS管。第三可控开关S3为N沟道MOS管或P沟道MOS管。通过使用半导体电力器件，提高了回路阻抗的稳定性。
在一实施例中，如图3所示，短路控制电路4，还包括：第一电容C1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一稳压管TVS，其中，第一电容C1与第二电阻R2并联连接，第一电容C1与第二电阻R2并联连接后的一端分别与第二可控开关S2的第二端、第一可控开关S1的第一端连接，第一电容C1与第二电阻R2并联连接后的另一端分别与第三电阻R3的另一端、第一稳压管TVS的另一端及第一可控开关S1的第二端连接；第一稳压管TVS的一端分别与第二可控开关S2的第一端及被测电池包的正极连接，第三电阻R3的一端与被测电池包的负极连接。
在一具体实施例中，当第一可控开关S1切断大电流时，由于环路存在分布电感，L+和L-两点间将产生较大的电压尖峰，该尖峰将被第一电容C1吸收，然后通过第二电阻R2缓慢释放，提高大电流切断的可靠性。当第二可控开关S2切断大电流时，由于环路存在分布电感，A和L-两点间将产生较大的电压尖峰，该尖峰将被第一稳压管TVS吸收，提高大电流切断的可靠性。第三电阻R3作为检流电阻，用于在短路电流产生后，检测短路电流。在本发明实施例中，第三电阻R3的阻值为1mΩ，仅以此为例，不以此为限。
在一实施例中，如图3所示，电池包短路测试模块，还包括：第一电压检测电路5及第二电压检测电路6，其中，第一电压检测电路5的第一端与被测电池包的正极连接，第一电压检测电路5的第二端与被测电池包的负极连接，第一电压检测电路5的第三端与第一控制器1的第六端Ⅳ连接，第一电压检测电路5用于检测被测电池包的电压，并将检测到的电压发送至第一控制器1，第一控制器1根据电压判断是否进行短路测试；第二电压检测电路6的第一端与第二电阻R2的一端连接，第二电压检测电路6的第二端与第二电阻R2的另一端连接，第二电压检测电路6用于检测第一电容C1两端电压。
在一具体实施例中，如图3所示，电池包短路测试模块，还包括：第二驱动电路7及第三驱动电路8，其中，第二驱动电路7的输入端与第一控制器1的第四端Ⅳ连接，第二驱动电路7的输出端与第二可控开关S2的控制端连接，第二驱动电路7用于根据第一控制器1的控制信号驱动第二可控开关S2动作；第三驱动电路8的输入端与第一控制器1的第五端Ⅴ连接，第三驱动电路8的输出端与第三可控开关S3的控制端连接，第三驱动电路8用于根据第一控制器1的控制信号驱动第三可控开关S3动作。
在本发明实施例中，在进行短路测试之前，首先对被测电池包进行电压检测，以判断被测电池包是否准备好。具体地，通过第一电压检测电路5检测被测电池包的电压，判断该电压是否正常，是否接反。当检测到被测电池包的电压小于一定值(例如：2V)，或为负压时，可认为电池包未准备好，不能进行短路测试。当检测到被测电池包的电压正常时，认为电池包已准备好。
进一步地，第一控制器1输出控制信号，通过第三驱动电路8驱动第三可控开关S3导通。被测电池包通过第三可控开关S3、第一二极管D1及第一电阻R1给第一电容C1充电，L+的电压将慢慢上升。第一控制器1通过第二电压检测电路6检测第一电容C1两端电压，并将第一电容C1两端电压与被测电池包电压进行比较，以判断第一电容C1是否充电结束。具体地，可以设定L+与P+的压差小于一定值(例如：2V)认为充电已完成。
进一步地，当对第一电容C1充电完成后，第一控制器1输出控制信号，通过第二驱动电路7驱动第二可控开关S2导通，同时通过第三驱动电路8驱动第三可控开关S3关断。
进一步地，通过上述操作为短路测试做好准备，随时等待接收短路控制信号。当第一控制器1判断被测电池包已完成准备，且检测短路控制信号后，则判定将执行一次短路测试。具体地，第一控制器1通过端口Ⅱ将使能信号发送至脉冲生成电路2的使能端，使能脉冲生成电路，然后通过端口Ⅲ将短路控制信号发送至脉冲生成电路2的信号输入端，控制脉冲生成电路2生成短路脉冲。短路脉冲生成后，第一驱动电路3根据短路脉冲驱动短路控制电路4中的第一可控开关S1导通，使得短路控制电路4在短路脉冲确定的短路时间内短路，完成短路测试。
进一步地，当检测结束后，第一控制器1输出控制信号，通过第一驱动电路3驱动第一可控开关S1关断，避免长时间大电流影响回路器件的使用寿命。第二可控开关S2作为冗余关断开关，当第一可控开关S1无法关断时，通过第二驱动电路7驱动第二可控开关S2关断，同样可切断短路电流。通过冗余设置第二可控开关S2，进一步提高短路保护的安全性。
在本发明实施例中，第一电压检测电路5可采用如图5所示的电压检测电路。其中，第一电压检测电路5通过第六端口Ⅳ将被测电池包的电压发送至第一控制器1。第一驱动电路3、第二驱动电路7及第三驱动电路8均可采用如图6所示的MOS驱动电路，当U3动作，SG1信号输出高电平，使MOS导通。
在一实施例中，如图3所示，电池包短路测试模块，还包括：信号放大电路9、第一延时比较电路10及第二延时比较电路11，其中，信号放大电路9的输入端连接与第三电阻R3的两端，信号放大电路9的输出端分别与第一延时比较电路10的第一输入端及第二延时比较电路11的第一输入端连接；第一延时比较电路10的第二输入端外接参考电压，第一延时比较电路10的第一输出端分别与第二驱动电路7的输入端及第一控制器1的第四端Ⅳ连接，第一延时比较电路10的第二输出端与第一控制器1的第六端Ⅵ连接；第二延时比较电路11的第二输入端外接参考电压，第二延时比较电路11的第一输出端与第一驱动电路3的输入端连接，第二延时比较电路11的第二输出端与第一控制器1的第七端Ⅶ连接。
在一具体实施例中，当第一控制器1输出控制信号，驱动第一可控开关S1或第二可控开关S2关断的路径异常时，可通过第一延时比较电路10驱动第二可控开关S2关断或通过第二延时比较电路11驱动第一可控开关S1关断，完成短路电流切断，以保障能有效断开第一可控开关S1或第二可控开关S2，不使整个短路测试失控，进一步提高控制的可靠性，确保测试安全。
具体地，当短路电流产生后，信号放大电路9将第三电阻R3检测到的电压信号放大，并发送至第一延时比较电路10及第二延时比较电路11进行比较。当检测到的电压大于参考电压时，判断第一可控开关S1或第二可控开关S2还未关断，但短路控制电路4回路已达到其承受的最大电压，此时需通过第一驱动电路3驱动第一可控开关S1关断或通过第二驱动电路7驱动第二可控开关S2关断。由于，第一延时比较电路10延迟时间比第二延时比较电路11要长。因此，第一可控开关S1先断开，第二可控开关S2后断开。通过冗余设置第一延时比较电路，在回路器件电路异常后，能有效断开第一可控开关S1、第二可控开关S2，不使整个短路测试失控，进一步提高控制的可靠性，确保测试安全。
在本发明实施例中，信号放大电路9可采用如图7所示的信号放大电路，其中，信号放大电路使用通用集成运算放大器(U1)，与周边电阻组合(R3、R4)形成差分放大电路，当电流流过Rs时，在Rs上产生的电压信号经差分放大电路调理后输出Vo给MCU采集。第一延时比较电路10及第二延时比较电路11均可采用如图8所示的延时比较电路，其中，延时比较电路使用通用集成运算放大器(U2)，与周边电阻、二级管组合(R5、R6、R7、D1)组成正反馈比较电路；R6和C1组成延时电路，当Vin升高到一定值，比较电路动作，M1、M2导通。
在一实施例中，如图3所示，第一控制器的第八端Ⅷ分别与第一延时比较电路10的第一输入端及第二延时比较电路11第一输入端连接，第一控制器用于在检测到第一延时比较电路10第二输出端输出的动作信号后，发送复位操作信号至第一延时比较电路10的第一输入端及第二延时比较电路11第一输入端，对第一延时比较电路10及第二延时比较电路11进行复位操作。
在一具体实施例中，第一延时比较电路10及第二延时比较电路11动作后，第一控制器1的第六端Ⅵ将检测到第一延时比较电路10第二输出端输出的动作信号。延迟一段时间后，第一控制器1的第八端Ⅷ输出复位操作信号，对第一延时比较电路10及第二延时比较电路11进行复位操作。当第一控制器1完成对第一延时比较电路10及第二延时比较电路11的复位操作后，将返回至判断被测电池包是否完成准备的阶段，对本机设备进行检查，为下一次短路测试做准备。在一实施例中，如图3所示，短路控制电路4还包括熔断器FUSE及第四电阻R4，其中，熔断器FUSE及第四电阻R4串联连接，熔断器FUSE及第四电阻R4串联连接后的一端与被测电池包的正极连接，熔断器FUSE及第四电阻R4串联连接后的另一端与第二可控开关S2的第一端连接。首先，当第一可控开关S1、第二可控开关S2都失效后，第四电阻R4启动限流功能，限制回路中电流。当第四电阻R4失效后，将由熔断器FUSE执行最后的短路保护，提高整个系统的安全性。第四电阻R4的取值：通常电池系统本身的阻抗约为20mΩ～50mΩ。
在一实施例中，电池包短路测试方法可通过如下步骤实现：
首先，在进行短路测试之前，首先对被测电池包进行电压检测，以判断被测电池包是否准备好。具体地，通过第一电压检测电路5检测被测电池包的电压，判断该电压是否正常，是否接反。当检测到被测电池包的电压小于第一预设阈值(例如：2V)，或为负压时，可认为电池包未准备好，不能进行短路测试。当检测到被测电池包的电压正常时，认为电池包已准备好。
进一步地，在判断被测电池包已准备好后，第一控制器1输出控制信号，通过第三驱动电路8驱动第三可控开关S3导通。被测电池包通过第三可控开关S3、第一二极管D1及第一电阻R1给第一电容C1充电，L+的电压将慢慢上升。第一控制器1通过第二电压检测电路6检测第一电容C1两端电压，并将第一电容C1两端电压与被测电池包电压进行比较，以判断第一电容C1是否充电结束。具体地，可以设定L+与P+的压差小于一定值(例如：2V)认为充电已完成。
当对第一电容C1充电完成后，第一控制器1输出控制信号，通过第二驱动电路7驱动第二可控开关S2导通，同时通过第三驱动电路8驱动第三可控开关S3关断。通过缓起电路接通回路，避免打火现象，保护接口。
通过上述操作为短路测试做好准备，随时等待接收短路控制信号。当第一控制器1判断被测电池包已完成准备，且检测短路控制信号后，则判定将执行一次短路测试。具体地，第一控制器1通过端口Ⅱ将使能信号发送至脉冲生成电路2的使能端，使能脉冲生成电路，然后通过端口Ⅲ将短路控制信号发送至脉冲生成电路2的信号输入端，控制脉冲生成电路2生成短路脉冲。
短路脉冲生成后，第一驱动电路3根据短路脉冲驱动短路控制电路4中的第一可控开关S1导通，使得短路控制电路4在短路脉冲确定的短路时间内短路，完成短路测试。
当检测结束后，第一控制器1输出控制信号，通过第一驱动电路3驱动第一可控开关S1关断，避免长时间大电流影响回路器件的使用寿命。第二可控开关S2作为冗余关断开关，当第一可控开关S1无法关断时，通过第二驱动电路7驱动第二可控开关S2关断，同样可切断短路电流。通过冗余设置第二可控开关S2，进一步提高短路保护的安全性。
进一步地，当第一控制器1输出控制信号，驱动第一可控开关S1或第二可控开关S2关断的路径异常时，可通过第一延时比较电路10驱动第一可控开关S1关断或通过第二延时比较电路11驱动第二可控开关S2关断，完成短路电流切断，以保障能有效断开第一可控开关S1或第二可控开关S2，不使整个短路测试失控，进一步提高控制的可靠性，确保测试安全。
当第一控制器完成对第一延时比较电路10及第二延时比较电路11的复位操作后，将返回至对被测电池包进行电压检测，以判断被测电池包是否准备好的步骤，从而对本机设备进行检查，为下一次短路测试做准备。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.电池包短路测试装置，其特征在于，包括：多个电池包短路测试模块，多个所述电池包短路测试模块并联连接，每个所述电池包短路测试模块的第一端接收短路控制信号，每个所述电池包短路测试模块的第二端与被测电池包的正极连接，每个所述电池包短路测试模块的第三端与被测电池包的负极连接。
2.根据权利要求1所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述电池包短路测试模块，包括：第一控制器、脉冲生成电路、第一驱动电路及短路控制电路，其中，
所述第一控制器的第一端接收短路控制信号，所述第一控制器的第二端与所述脉冲生成电路的使能端连接，所述第一控制器的第三端与所述脉冲生成电路的信号输入端连接，所述第一控制器用于使能所述脉冲生成电路，并将所述短路控制信号发送至所述脉冲生成电路，控制所述脉冲生成电路生成短路脉冲；
所述第一驱动电路的输入端与所述脉冲生成电路的输出端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述短路控制电路连接，所述短路控制电路的正极端与被测电池包的正极连接，所述短路控制电路的负极端与被测电池包的负极连接，所述第一驱动电路用于根据短路脉冲驱动所述短路控制电路进行短路。
3.根据权利要求2所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述短路控制电路，包括：第一可控开关，所述第一可控开关的控制端与所述第一驱动电路的输出端连接，所述第一可控开关的第一端与被测电池包的正极连接，所述第一可控开关的第二端与被测电池包的负极连接，所述第一可控开关用于根据所述短路脉冲导通或关断。
4.根据权利要求3所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述短路控制电路，还包括：缓起电路，所述缓起电路包括第二可控开关、第三可控开关、第一二极管及第一电阻，其中，
所述第二可控开关的第一端分别与被测电池包的正极及所述第三可控开关的第一端连接，所述第二可控开关的第二端分别与所述第一可控开关的第一端及所述第一电阻的一端连接，所述第二可控开关的控制端与所述第一控制器的第四端连接；
所述第三可控开关的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第三可控开关的控制端与所述第一控制器的第五端连接；
所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的另一端连接。
5.根据权利要求4所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述短路控制电路，还包括：第一电容、第二电阻、第三电阻及第一稳压管，其中，
所述第一电容与所述第二电阻并联连接，所述第一电容与所述第二电阻并联连接后的一端分别与第二可控开关的第二端、所述第一可控开关的第一端连接，所述第一电容与所述第二电阻并联连接后的另一端分别与所述第三电阻的另一端、所述第一稳压管的另一端及所述第一可控开关的第二端连接；
所述第一稳压管的一端分别与所述第二可控开关的第一端及被测电池包的正极连接，所述第三电阻的一端与被测电池包的负极连接。
6.根据权利要求5所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述电池包短路测试模块，还包括：第一电压检测电路及第二电压检测电路，其中，
所述第一电压检测电路的第一端与被测电池包的正极连接，所述第一电压检测电路的第二端与被测电池包的负极连接，所述第一电压检测电路的第三端与所述第一控制器的第六端连接，所述第一电压检测电路用于检测被测电池包的电压，并将检测到的电压发送至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述电压判断是否进行短路测试；
所述第二电压检测电路的第一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电压检测电路的第二端与所述第二电阻的另一端连接，所述第二电压检测电路用于检测所述第一电容两端电压。
7.根据权利要求5所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述电池包短路测试模块，还包括：第二驱动电路及第三驱动电路，其中，
所述第二驱动电路的输入端与所述第一控制器的第四端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述第二可控开关的控制端连接，所述第二驱动电路用于根据所述第一控制器的控制信号驱动所述第二可控开关动作；
所述第三驱动电路的输入端与所述第一控制器的第五端连接，所述第三驱动电路的输出端与所述第三可控开关的控制端连接，所述第三驱动电路用于根据所述第一控制器的控制信号驱动所述第三可控开关动作。
8.根据权利要求7所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述电池包短路测试模块，还包括：信号放大电路、第一延时比较电路及第二延时比较电路，其中，
所述信号放大电路的输入端连接与所述第三电阻的两端，所述信号放大电路的输出端分别与所述第一延时比较电路的第一输入端及所述第二延时比较电路第一输入端连接；
所述第一延时比较电路的第二输入端外接参考电压，所述第一延时比较电路的第一输出端分别与所述第二驱动电路的输入端及所述第一控制器的第四端连接，所述第一延时比较电路的第二输出端与所述第一控制器的第六端连接；
所述第二延时比较电路的第二输入端外接参考电压，所述第二延时比较电路的第一输出端与所述第一驱动电路的输入端连接，所述第二延时比较电路的第二输出端与所述第一控制器的第七端连接。
9.根据权利要求8所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述第一控制器的第八端分别与所述第一延时比较电路的第一输入端及所述第二延时比较电路第一输入端连接，所述第一控制器用于在检测到所述第一延时比较电路第二输出端输出的动作信号后，发送复位操作信号至所述第一延时比较电路的第一输入端及所述第二延时比较电路第一输入端，对所述第一延时比较电路及所述第二延时比较电路进行复位操作。
10.根据权利要求4所述的电池包短路测试装置，其特征在于，所述短路控制电路，还包括：熔断器及第四电阻，其中，所述熔断器及所述第四电阻串联连接，所述熔断器及所述第四电阻串联连接后的一端与被测电池包的正极连接，所述熔断器及所述第四电阻串联连接后的另一端与所述第二可控开关的第一端连接。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN208699054U (zh) * | 2018-06-11 | 2019-04-05 | 中国水利水电科学研究院 | 一种简易的轻小型电动无人机动力电池防打火电路 |
| WO2019119291A1 (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 上电缓启动装置、电池组件、无人机以及方法 |
| CN112285476A (zh) * | 2020-11-14 | 2021-01-29 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 一种基于定量分析的交流充电桩短路保护测试电路及方法 |
| CN112564194A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 上海钧正网络科技有限公司 | 电池装置、放电系统及放电方法 |
| CN112649749A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-13 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种可控电池短路测试装置及其测试方法 |
| CN213167730U (zh) * | 2020-07-08 | 2021-05-11 | 浙江南都电源动力股份有限公司 | 一种换电系统的防打火电路 |
| WO2021179779A1 (zh) * | 2020-03-09 | 2021-09-16 | 深圳市创芯微微电子有限公司 | 电池保护芯片和电池保护板 |
-
2021
- 2021-11-23 CN CN202111400728.XA patent/CN114114034A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019119291A1 (zh) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 上电缓启动装置、电池组件、无人机以及方法 |
| CN208699054U (zh) * | 2018-06-11 | 2019-04-05 | 中国水利水电科学研究院 | 一种简易的轻小型电动无人机动力电池防打火电路 |
| CN112564194A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 上海钧正网络科技有限公司 | 电池装置、放电系统及放电方法 |
| WO2021179779A1 (zh) * | 2020-03-09 | 2021-09-16 | 深圳市创芯微微电子有限公司 | 电池保护芯片和电池保护板 |
| CN213167730U (zh) * | 2020-07-08 | 2021-05-11 | 浙江南都电源动力股份有限公司 | 一种换电系统的防打火电路 |
| CN112285476A (zh) * | 2020-11-14 | 2021-01-29 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 一种基于定量分析的交流充电桩短路保护测试电路及方法 |
| CN112649749A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-13 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种可控电池短路测试装置及其测试方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄建伟等: "新型无损IGBT短路耐性测试电路", 半导体技术, vol. 41, no. 1, 3 January 2016 (2016-01-03), pages 70 - 75 * |
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