CN116087801B - 一种电池测试电路及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池测试电路及方法，用于对高电压电池进行测试，该电池测试电路包括交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与至少两个隔离电路的输入端连接；至少两个隔离电路的输出端与至少两个降压电路的第一输入端连接；至少两个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；可见，本申请提供的电池测试电路，通过至少两个降压电路提供待测试电池的工作电压，降低了降压电路中绝缘栅双极型晶体管IGBT的工作电压，使得该电池测试电路能够选用较低电压等级的IGBT，较低电压等级的IGBT开关频率高且动态响应速度快，从而提高了高电压电池测试的效率。

Description

一种电池测试电路及方法

技术领域

本申请涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种电池测试电路及方法。

背景技术

随着电池技术的不断发展，电池的容量越来越大，其电压也随之增高。目前，储能电池的电压最大为1500V，且有继续向上增长的趋势。其中，高电压电池的电量或动态工况等测试情况，对于其安全使用具有十分重要的意义。

目前，已有的电池测试电路可以分为以下两种：

一种方案采用整流电路对电池进行测试，但该整流电路测量的准确率低，且无法对高电压电池进行测量；为了解决此问题，另一种方案可以在整流电路后面连接降压电路，对高电压电池进行测试。然而，该电路对高电压电池进行测试时，需要选用较高电压等级的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，而较高电压等级IGBT的工作电压高，导致开关频率低且动态响应差，进而导致高电压电池测试的效率低。

综上所述，如何提高高电压电池测试的效率是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电池测试电路及方法，旨在提高高电压电池测试的效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池测试电路，所述电池测试电路用于对高电压电池进行测试，所述电池测试电路包括：

交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；所述整流电路的输入端与所述交流电压源连接，所述整流电路的输出端与所述至少两个隔离电路的输入端连接；所述至少两个隔离电路的输出端与所述至少两个降压电路的第一输入端连接；所述至少两个降压电路的输出端通过所述电感和待测试电池连接；

所述交流电压源，用于提供交流电压；

所述整流电路，用于将所述交流电压转换为直流电压；

所述至少两个隔离电路，用于将所述直流电压隔离为至少两路独立电压；

所述至少两个降压电路，用于将所述至少两路独立电压转换为所述待测试电池的工作电压；

所述电感，用于获得所述待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得所述待测试电池的测试结果。

可选地，所述至少两个降压电路包括M个降压电路，M≥2；所述M个降压电路中M-1个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，所述M个降压电路中除所述M-1个降压电路之外的降压电路的输出端通过所述电感和所述待测试电池连接。

可选地，所述至少两个降压电路包括N个降压电路，N＞3，N为偶数；所述N个降压电路中2个降压电路的第二输入端进行连接，所述N个降压电路中包括所述2个降压电路的N-2个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，所述N个降压电路中除所述N-2个降压电路之外的2个降压电路输出端通过两个所述电感和所述待测试电池连接。

可选地，所述N个降压电路包括对称配置的N个降压电路。

可选地，所述电路还包括：控制器；所述控制器与所述至少两个降压电路的输出端连接；所述至少两个降压电路包括多个第一绝缘栅双极型晶体管IGBT；

所述控制器，用于控制所述多个第一IGBT导通或断开。

可选地，所述控制器，还用于对所述电感的电流进行采样。

可选地，所述整流电路包括多个第二IGBT；

所述控制器，还用于控制所述多个第二IGBT导通或断开。

可选地，所述整流电路包括电容；所述电容与所述至少两个隔离电路的输入端连接；

所述电容，用于稳定所述直流电压；

所述控制器，还用于对所述电容的电压进行采样。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池测试方法，应用于电池测试电路，所述电池测试电路用于对高电压电池进行测试，所述电池测试电路包括：交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路、交流电压源、和电感；所述整流电路的输入端与所述交流电压源连接，所述整流电路的输出端与所述至少两个隔离电路的输入端连接；所述至少两个隔离电路的输出端与所述至少两个降压电路的第一输入端连接；所述至少两个降压电路的输出端通过所述电感和待测试电池连接；所述方法包括：

所述待测试电池通过所述至少两个降压电路获取工作电压；

所述待测试电池向所述电感输出电流，以与预设电流进行比较，获得所述待测试电池的测试结果。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池测试设备，所述设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以使所述设备执行前述第二方面所述的电池测试方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，运行所述计算机程序的设备实现前述第二方面所述的电池测试方法。

相较于现有技术，本申请实施例具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种电池测试电路及方法，该电池测试电路用于对高电压电池进行测试，在该电池测试电路中，包括交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与至少两个隔离电路的输入端连接；至少两个隔离电路的输出端与至少两个降压电路的第一输入端连接；至少两个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；交流电压源，用于提供交流电压；整流电路，用于将交流电压转换为直流电压；至少两个隔离电路，用于将直流电压隔离为至少两路独立电压；至少两个降压电路，用于将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压；电感，用于获得待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得待测试电池的测试结果。

可见，本申请提供的电池测试电路，通过至少两个隔离电路将整流电路转换得到的直流电压隔离为至少两路独立电压，再通过至少两个降压电路将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压，至少两个降压电路提供待测试电池的工作电压，降低了降压电路中IGBT的工作电压，使得该电池测试电路能够选用较低电压等级的IGBT，较低电压等级的IGBT开关频率高且动态响应速度快，从而提高了高电压电池测试的效率。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种电池测试电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种具体的电池测试电路的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种具体的电池测试电路的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电池测试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

目前，已有的电池测试电路可以分为以下两种：一种方案采用整流电路对电池进行测试，但该电路测量的准确率低，且无法对高电压电池进行测量；为了解决此问题，另一种方案可以在整流电路后面连接降压电路，对高电压电池进行测试。然而，该电路对高电压电池进行测试时，需要选用较高电压等级的IGBT，而较高电压等级IGBT的工作电压高，导致开关频率低且动态响应差，进而导致高电压电池测试的效率低。综上所述，如何提高高电压电池测试的效率是目前亟待解决的技术问题。

基于此，为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种电池测试电路及方法，该电池测试电路用于对高电压电池进行测试，在该电池测试电路中，包括交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与至少两个隔离电路的输入端连接；至少两个隔离电路的输出端与至少两个降压电路的第一输入端连接；至少两个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；交流电压源，用于提供交流电压；整流电路，用于将交流电压转换为直流电压；至少两个隔离电路，用于将直流电压隔离为至少两路独立电压；至少两个降压电路，用于将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压；电感，用于获得待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得待测试电池的测试结果。可见，本申请提供的电池测试电路，通过至少两个隔离电路将整流电路转换得到的直流电压隔离为至少两路独立电压，再通过至少两个降压电路将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压，至少两个降压电路提供待测试电池的工作电压，降低了降压电路中IGBT的工作电压，使得该电池测试电路能够选用较低电压等级的IGBT，较低电压等级的IGBT开关频率高且动态响应速度快，从而提高了高电压电池测试的效率。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种电池测试电路的结构示意图，结合图1所示，该电池测试电路用于对高电压电池进行测试，该电池测试电路具体可以包括：交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；

整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与至少两个隔离电路的输入端连接；

至少两个隔离电路的输出端与至少两个降压电路的第一输入端连接；

至少两个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；

交流电压源，用于提供交流电压。

其中，交流电压源可以是380V三相交流电压，也可以是600V三相交流电压。当然也可以采用其他交流电压，并不影响本申请实施例的实现。

整流电路，用于将交流电压转换为直流电压。

其中，整流电路可以是桥式整流电路，也可以是半波整流电路，还可以是全波整流电路。当然，也可以是其他形式的整流电路，并不影响本申请实施例的实现。整流电路所采用的整流器件可以是IGBT、不可控的整流二极管、可控硅整流器、电力晶体管或可关断晶闸管等；整理电路的控制方法可以是单相脉宽调制方法、间接电流控制方法等。当然，也可以是其他整流器件或其他控制方法，并不影响本申请实施例的实现。

至少两个隔离电路，用于将直流电压隔离为至少两路独立电压。

其中，隔离电路可以是全桥整流电路，也可以是半桥整流电路；隔离电路的器件可以采用IGBT。当然，也可以是其他整流电路或采用其他器件，并不影响本申请实施例的实现。

至少两个降压电路，用于将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压。

其中，降压电路可以是直流-直流DC-DC降压电路；降压电路的器件可以采用IGBT。当然，也可以是其他降压电路或采用其他器件，并不影响本申请实施例的实现。

电感，用于获得待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得待测试电池的测试结果。

其中，预设电流可以是固定值，对电感获得的待检测电池输出的电流进行测量，是否是预设的固定值；预设电流也可以是不断变化的电流值，对电感获得的待检测电池输出的电流变化进行测量，是否与预设电流的变化相符；当然，也可以是其他预设电流，并不影响本申请实施例的实现。若待检测电池输出的电流与预设电流相符，则得到待检测电池的测试通过的测试结果，若待检测电池输出的电流与预设电流不相符，则得到待检测电池的测试未通过的测试结果。

其中，待检测电池是高电压等级的电池，可以是1500V以上的高压储能电池。当然，也可以其他电压等级的高电压电池，并不影响本申请实施例的实现。

作为一种电池测试电路，至少两个降压电路可以包括M个降压电路，M可以大于等于2；其中，M个降压电路中的M-1个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，M个降压电路中除上述M-1个降压电路之外的降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接。

举例来说，参见图2，该图为本申请实施例提供的一种具体的电池测试电路的示意图。结合图2所示，该电池测试电路具体可以包括：整流电路、6个隔离电路、6个降压电路、1个电感L1和待测试电池BAT1；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与6个隔离电路的输入端连接；6个隔离电路的输出端与6个降压电路的第一输入端连接；6个降压电路中的5个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，6个降压电路中除上述5个降压电路之外的1个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；Q1-Q92为IGBT1-IGBT92，C1-C8为电容，T1-T6为变压器。

其中，整流电路、隔离电路和降压电路中均包含IGBT，当在IGBT的门极和发射极之间施加+15V电压时，IGBT的集电极和发射极导通，在IGBT的门极和发射极之间施加-8V电压时，IGBT的集电极和发射极关断；整流电路为三电平整流电路，IGBT1-IGBT12和二极管D1-D6构成了三电平整流电路的功率部分，IGBT1—IGBT12将U、V和W端口连接的交流电压源的交流电压转换为直流电压，完成该三电平整流电路的主要功能，D1-D6完成三电平整流电路的钳位，保证IGBT1-IGBT12的管压降不超过一半直流母线电压；至少两个隔离电路为6路全桥隔离电路，IGBT21—IGBT68完成隔离电路的主要功能，将三电平整流电路输出的直流电压转换为6路独立的电压；至少两个降压电路为级联降压电路，IGBT80—IGBT92完成降压电路的级联功能，通过级联降压电路，降低其中的IGBT80—IGBT92的工作电压，可以选用较低等级的IGBT，提高了高电压电池测试的效率。

作为一种电池测试电路，至少两个降压电路可以包括N个降压电路，N可以为大于3的偶数；其中，N个降压电路中的2个降压电路的第二输入端互相进行连接，N个降压电路中包括第二输入端已串联的2个降压电路的N-2个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，N个降压电路中除上述N-2个降压电路之外剩余的2个降压电路的输出端通过两个电感和待测试电池连接。

作为一种电池测试电路，上述N个降压电路可以包括对称配置的N个降压电路。

举例来说，参见图3，该图为本申请实施例提供的另一种具体的电池测试电路的示意图。结合图3所示，该电池测试电路具体可以包括：整流电路、6个隔离电路、6个对称配置的降压电路和2个电感L1-L2和待测试电池BAT1；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与6个隔离电路的输入端连接；6个隔离电路的输出端与6个对称配置的降压电路的第一输入端连接；6个对称配置的降压电路中间的2个降压电路的第二输入端相连，即中间的2个降压电路进行串联，中间4个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，除上述中间4个降压电路之外的2个降压电路，即最外侧的2个降压电路的输出端分别通过电感和待测试电池连接；Q1-Q92为IGBT1-IGBT92，C1-C8为电容，T1-T6为变压器。

作为一种电池测试电路，该电池测试电路还可以包括控制器，控制器与至少两个降压电路的输出端连接；至少两个降压电路可以包括多个第一绝缘栅双极型晶体管IGBT；

控制器，用于控制多个第一IGBT导通或断开。

其中，控制器可以是单片机、数字信号处理等控制芯片。

控制器，还可以用于控制至少两个降压电路中的多个第二IGBT的导通或断开，以控制待测试电池输出电流。

作为一种电池测试电路，整流电路可以包括电容；电容与至少两个隔离电路的输入端连接；

电容，用于稳定直流电压；

控制器，还用于对电容的电压进行采样。

除此之外，控制器还可以用于对与待测试电池连接的电感电流进行采样，以测量待测试电池输出的电流。

本申请实施例提供了一种电池测试电路，该电池测试电路用于对高电压电池进行测试，在该电池测试电路中，包括交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与至少两个隔离电路的输入端连接；至少两个隔离电路的输出端与至少两个降压电路的第一输入端连接；至少两个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；交流电压源，用于提供交流电压；整流电路，用于将交流电压转换为直流电压；至少两个隔离电路，用于将直流电压隔离为至少两路独立电压；至少两个降压电路，用于将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压；电感，用于获得待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得待测试电池的测试结果。可见，可见，本申请提供的电池测试电路，通过至少两个隔离电路将整流电路转换得到的直流电压隔离为至少两路独立电压，再通过至少两个降压电路将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压，至少两个降压电路提供待测试电池的工作电压，降低了降压电路中IGBT的工作电压，使得该电池测试电路能够选用较低电压等级的IGBT，较低电压等级的IGBT开关频率高且动态响应速度快，从而提高了高电压电池测试的效率。

参见图4，该图为本申请实施例提供的一种电池测试方法的流程图，应用于电池测试电路，电池测试电路用于对高电压电池进行测试，电池测试电路包括：交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路、交流电压源、和电感；整流电路的输入端与交流电压源连接，整流电路的输出端与至少两个隔离电路的输入端连接；至少两个隔离电路的输出端与至少两个降压电路的第一输入端连接；至少两个降压电路的输出端通过电感和待测试电池连接；交流电压源，用于提供交流电压；整流电路，用于将交流电压转换为直流电压；至少两个隔离电路，用于将直流电压隔离为至少两路独立电压；至少两个降压电路，用于将至少两路独立电压转换为待测试电池的工作电压；电感，用于获得待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得待测试电池的测试结果。结合图4所示，具体可以包括：

S401：待测试电池通过至少两个降压电路获取工作电压。

S402：待测试电池向电感输出电流，以与预设电流进行比较，获得待测试电池的测试结果。

待测试电池获得工作电压后，可以向其连接的电感输出电流，将输出的电流和预设电流进行比较，得到待测试电池的测试是否通过的结果。

基于上述S401-S402的相关内容可知，本申请实施例的电测测试方法，应用于电池测试电路，待测试电池获得的工作电压是，通过至少两个隔离电路将整流电路转换得到的直流电压隔离为至少两路独立电压，再通过至少两个降压电路将至少两路独立电压进行转换得到的；通过至少两个降压电路为待测试电池提高工作电压，降低了降压电路中的IGBT的工作电压，使得该电池测试电路能够选用较低电压等级的IGBT，较低电压等级的IGBT开关频率高且动态响应速度快，从而提高了高电压电池测试的效率。

本申请实施例还提供了对应的设备以及计算机存储介质，用于实现本申请实施例提供的方案。

其中，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以使所述设备执行本申请任一实施例所述的电池测试方法。

所述计算机存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，运行所述计算机程序的设备实现本申请任一实施例所述的电池测试方法。

本申请实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于电路实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见电路实施例的部分说明即可。以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池测试电路，其特征在于，所述电池测试电路用于对高电压电池进行测试，所述电池测试电路包括：

交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路和电感；所述整流电路的输入端与所述交流电压源连接，所述整流电路的输出端与所述至少两个隔离电路的输入端连接；所述至少两个隔离电路的输出端与所述至少两个降压电路的第一输入端连接；所述至少两个降压电路的输出端通过所述电感和待测试电池连接；

所述交流电压源，用于提供交流电压；

所述整流电路，用于将所述交流电压转换为直流电压；

所述至少两个隔离电路，用于将所述直流电压隔离为至少两路独立电压；

所述至少两个降压电路，用于将所述至少两路独立电压转换为所述待测试电池的工作电压；

所述电感，用于获得所述待测试电池输出的电流，以与预设电流进行比较，获得所述待测试电池的测试结果。

2.根据权利要求1所述的电池测试电路，其特征在于，所述至少两个降压电路包括M个降压电路，M≥2；所述M个降压电路中M-1个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，所述M个降压电路中除所述M-1个降压电路之外的降压电路的输出端通过所述电感和所述待测试电池连接。

3.根据权利要求1所述的电池测试电路，其特征在于，所述至少两个降压电路包括N个降压电路，N＞3，N为偶数；所述N个降压电路中2个降压电路的第二输入端进行连接，所述N个降压电路中包括所述2个降压电路的N-2个降压电路的输出端与相邻降压电路的第二输入端连接，所述N个降压电路中除所述N-2个降压电路之外的2个降压电路输出端通过两个所述电感和所述待测试电池连接。

4.根据权利要求3所述的电池测试电路，其特征在于，所述N个降压电路包括对称配置的N个降压电路。

5.根据权利要求1所述的电池测试电路，其特征在于，所述电路还包括：控制器；所述控制器与所述至少两个降压电路的输出端连接；所述至少两个降压电路包括多个第一绝缘栅双极型晶体管IGBT；

所述控制器，用于控制所述多个第一IGBT导通或断开。

6.根据权利要求5所述的电池测试电路，其特征在于，所述控制器，还用于对所述电感的电流进行采样。

7.根据权利要求5所述的电池测试电路，其特征在于，所述整流电路包括多个第二IGBT；

所述控制器，还用于控制所述多个第二IGBT导通或断开。

8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述整流电路包括电容；所述电容与所述至少两个隔离电路的输入端连接；

所述电容，用于稳定所述直流电压；

所述控制器，还用于对所述电容的电压进行采样。

9.一种电池测试方法，其特征在于，应用于电池测试电路，所述电池测试电路用于对高电压电池进行测试，所述电池测试电路包括：交流电压源、整流电路、至少两个隔离电路、至少两个降压电路、交流电压源、和电感；所述整流电路的输入端与所述交流电压源连接，所述整流电路的输出端与所述至少两个隔离电路的输入端连接；所述至少两个隔离电路的输出端与所述至少两个降压电路的第一输入端连接；所述至少两个降压电路的输出端通过所述电感和待测试电池连接；所述方法包括：

所述待测试电池通过所述至少两个降压电路获取工作电压；

所述待测试电池向所述电感输出电流，以与预设电流进行比较，获得所述待测试电池的测试结果。

10.一种电池测试设备，其特征在于，所述设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以使所述设备执行权利要求9所述的电池测试方法。