CN116893344A - 一种锂电池测试设备线序检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了锂电池测试技术领域的一种锂电池测试设备线序检测装置及方法，检测装置包括一个上位机、一个电压采集板、一个DCDC电源、一个单片机、一个多通道切换板、若干个单通道切换板、若干个正极铜排、若干个负极铜排以及一个电源模块；所述上位机分别与电压采集板、DCDC电源以及单片机连接；所述多通道切换板的一端与单通道切换板连接，另一端与单片机连接；所述单通道切换板分别与正极铜排以及负极铜排连接，并设于所述正极铜排和负极铜排之间；所述电源模块与单片机连接。本发明的优点在于：极大的提升了锂电池测试设备线序检测的效率。

Description

一种锂电池测试设备线序检测装置及方法

技术领域

本发明涉及锂电池测试技术领域，特别指一种锂电池测试设备线序检测装置及方法。

背景技术

锂电池是一种非常重要的储能技术,广泛应用于便携电子设备和新能源汽车上,随着新能源汽车、智能电网时代的到来，越来越多的锂电池成为新能源汽车的动力来源。随着市场对新能源汽车续航的要求越来越高，锂电池所包含电芯的串数也随之不断增多，锂电池生产完成之后需要使用锂电池测试设备对其进行一系列的测试，使得锂电池测试设备的电压采样线、功率线的数量也随之不断增多，导致锂电池测试设备接线过程中，线序出错(接线错误)的概率大大增加，而线序出错会导致电池管理系统故障，甚至造成安全隐患和财产损失，因此需要对锂电池测试设备的线序进行检测。

针对锂电池测试设备的线序检测，传统上通过人工手持万用表，根据接线原理图进行线序的一一检测，存在费时费力、效率低下的缺点。

因此，如何提供一种锂电池测试设备线序检测装置及方法，实现提升锂电池测试设备线序检测的效率，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种锂电池测试设备线序检测装置及方法，实现提升锂电池测试设备线序检测的效率。

第一方面，本发明提供了一种锂电池测试设备线序检测装置，包括一个上位机、一个电压采集板、一个DCDC电源、一个单片机、一个多通道切换板、若干个单通道切换板、若干个正极铜排、若干个负极铜排以及一个电源模块；

所述上位机分别与电压采集板、DCDC电源以及单片机连接；所述多通道切换板的一端与单通道切换板连接，另一端与单片机连接；所述单通道切换板分别与正极铜排以及负极铜排连接，并设于所述正极铜排和负极铜排之间；所述电源模块与单片机连接。

进一步的，所述单通道切换板包括一MOS管Q1、一MOS管Q2、一MOS管Q3以及一MOS管Q4；

所述MOS管Q1的D极与MOS管Q2的D极以及正极铜排连接，G极与MOS管Q2的G极以及多通道切换板连接；

所述MOS管Q3的D极与MOS管Q4的D极以及负极铜排连接，G极与MOS管Q4的G极以及多通道切换板连接。

进一步的，所述多通道切换板包括若干个单通道切换板。

进一步的，所述多通道切换板的MOS管Q1的D极与MOS管Q2的D极以及单通道切换板连接，G极与MOS管Q2的G极以及单片机连接；

所述多通道切换板的MOS管Q3的D极与MOS管Q4的D极以及单通道切换板连接，G极与MOS管Q4的G极以及单片机连接。

进一步的，所述单片机的型号为STM32F429。

进一步的，所述电源模块的型号为LRS-150-24V。

第二方面，本发明提供了一种锂电池测试设备线序检测方法，包括如下步骤：

步骤S1、将线序检测装置的多通道切换板、单通道切换板、正极铜排以及负极铜排放置于锂电池测试设备的针床托盘上，将锂电池测试设备的各正极探针和负极探针分别压合在正极铜排和负极铜排上，将DCDC电源的功率线和电压采集板连接至正极探针和负极探针；

步骤S2、上位机控制单片机输出3.3V电压，依次通过多通道切换板以及单通道切换板将3.3V电压输送给正极铜排和负极铜排，上位机通过DCDC电源采集正极探针和负极探针的第一电压值，基于所述第一电压值与3.3V的偏差值对DCDC电源功率线的接线进行检测；

步骤S3、上位机控制单片机输出3.3V电压，通过多通道切换板将3.3V电压转接至相邻的两个单通道切换板，通过电压采集板采集单通道切换板对应正极探针和负极探针的第二电压值，基于所述第二电压值与3.3V的偏差值，对相邻通道的串联功率线的接线进行检测；

步骤S4、上位机控制单片机输出3.3V电压，通过多通道切换板将3.3V电压转接至所有的单通道切换板，通过电压采集板依序采集各通道的第三电压值，基于各所述第三电压值与3.3V的偏差值，对电压采集板的各电压采样线的线序进行检测；

步骤S5、上位机控制DCDC电源的输出电压为通道数*0.5V，通过电压采集板采集各通道的第四电压值，基于各所述第四电压值与0.5V的偏差值，对各通道的电压采样线的接线是否互相短路进行检测；

步骤S6、上位机通过各单通道切换板对各通道进行串联，控制DCDC电源输出100A的电流，通过电压采集板采集各通道的第五电压值，基于各通道的所述第五电压值计算电压差，将所述电压差除以电流以计算功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值，进而对接线是否牢靠进行检测；

步骤S7、脱开正极探针和负极探针的压合，上位机控制DCDC电源的输出电压为通道数*0.5V，通过电压采集板采集各通道的第六电压值，基于各所述第六电压值与0.5V的偏差值，对各通道的电压采样线的接线是否互相对调进行检测。

本发明的优点在于：

通过设置上位机、电压采集板、DCDC电源、单片机、多通道切换板、单通道切换板、正极铜排、负极铜排以及电源模块，上位机分别与电压采集板、DCDC电源以及单片机连接，多通道切换板的一端与单通道切换板连接，另一端与单片机连接，单通道切换板分别与正极铜排以及负极铜排连接，电源模块与单片机连接；对锂电池测试设备进行检测时，将对应通道的正极探针和负极探针分别压合在正极铜排和负极铜排上，上位机通过控制单片机进行电压输出、通过多通道切换板进行通道切换、通过电压采集板和DCDC电源采集各通道输出的电压值，基于输出的电压值与实际设置值的偏差以及基于电压值计算的功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值，即可对DCDC电源功率线的接线、相邻通道的串联功率线的接线、电压采集板的各电压采样线的线序、各通道的电压采样线的接线是否互相短路、接线是否牢靠、各通道的电压采样线的接线是否互相对调进行自动检测，无需像传统上通过人工手持万用表进行一一检测，最终极大的提升了锂电池测试设备线序检测的效率以及全面性。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种锂电池测试设备线序检测装置的电路原理框图。

图2是本发明一种锂电池测试设备线序检测方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：将锂电池测试设备对应通道的探针压合在正极铜排和负极铜排上，上位机通过控制单片机进行电压输出、通过多通道切换板进行通道切换、通过电压采集板和DCDC电源采集各通道输出的电压值，基于输出的电压值与实际设置值的偏差以及基于电压值计算的功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值，以对DCDC电源功率线的接线、相邻通道的串联功率线的接线、电压采集板的各电压采样线的线序、各通道的电压采样线的接线是否互相短路、接线是否牢靠、各通道的电压采样线的接线是否互相对调进行自动检测，进而提升锂电池测试设备线序检测的效率。

请参照图1至图2所示，本发明一种锂电池测试设备线序检测装置的较佳实施例，包括一个上位机、一个电压采集板、一个DCDC电源、一个单片机、一个多通道切换板、若干个单通道切换板、若干个正极铜排、若干个负极铜排以及一个电源模块；

所述单通道切换板用于模拟通道短路或断路状态，为24V供电，控制信号通过光耦控制MOS管开关，单板最大能过200A电流；所述多通道切换板用于切换电压或电流施加的通道，为24V供电，控制信号通过光耦控制MOS管开关，支持16通道信号同时传输；所述正极铜排和负极铜排用于模拟电池正负极，仅用于通过电压电流，无化学特性；所述电源模块用于给单片机供电，以使所述单片机能对外输出电压；所述单片机通过信号线、电压线与多通道切换板连接，所述多通道切换板通过信号线与各单通道切换板连接；

所述上位机分别与电压采集板、DCDC电源以及单片机连接；所述多通道切换板的一端与单通道切换板连接，另一端与单片机连接；所述单通道切换板分别与正极铜排以及负极铜排连接，并设于所述正极铜排和负极铜排之间；所述电源模块与单片机连接。

所述单通道切换板包括一MOS管Q1、一MOS管Q2、一MOS管Q3以及一MOS管Q4；

所述MOS管Q1的D极与MOS管Q2的D极以及正极铜排连接，G极与MOS管Q2的G极以及多通道切换板连接；

所述MOS管Q3的D极与MOS管Q4的D极以及负极铜排连接，G极与MOS管Q4的G极以及多通道切换板连接。

所述多通道切换板包括若干个单通道切换板。

所述多通道切换板的MOS管Q1的D极与MOS管Q2的D极以及单通道切换板连接，G极与MOS管Q2的G极以及单片机连接；

所述多通道切换板的MOS管Q3的D极与MOS管Q4的D极以及单通道切换板连接，G极与MOS管Q4的G极以及单片机连接。

所述单片机的型号为STM32F429，支持220V/24VG输入供电，最多支持128路扩展IO口，用于对各所述单通道切换板、电压采集板的采样方式进行控制、对3.3V恒压源输出进行控制，支持以太网、232通信和485通信。

所述电源模块的型号为LRS-150-24V，空载消耗<0.5W，体积小，工作温度可达70℃，具备短路/过负载/过电压/过温度保护，输出效率高达90％。

本发明一种锂电池测试设备线序检测方法的较佳实施例，包括如下步骤：

步骤S1、将线序检测装置的多通道切换板、单通道切换板、正极铜排以及负极铜排放置于锂电池测试设备的针床托盘上，将锂电池测试设备的各正极探针和负极探针分别压合在正极铜排和负极铜排上，将DCDC电源的功率线和电压采集板连接至正极探针和负极探针；

步骤S2、上位机控制单片机输出3.3V电压，依次通过多通道切换板以及单通道切换板将3.3V电压输送给正极铜排和负极铜排，上位机通过DCDC电源采集正极探针和负极探针的第一电压值，基于所述第一电压值与3.3V的偏差值对DCDC电源功率线的接线进行检测，即判断所述偏差值是否在预设的偏差范围内；

步骤S3、上位机控制单片机输出3.3V电压，通过多通道切换板将3.3V电压转接至相邻的两个单通道切换板，通过电压采集板采集单通道切换板对应正极探针和负极探针的第二电压值，基于所述第二电压值与3.3V的偏差值，对相邻通道的串联功率线的接线进行检测，即判断所述偏差值是否在预设的偏差范围内；

步骤S4、上位机控制单片机输出3.3V电压，通过多通道切换板将3.3V电压转接至所有的单通道切换板，通过电压采集板依序采集各通道的第三电压值，基于各所述第三电压值与3.3V的偏差值，对电压采集板的各电压采样线的线序进行检测，即判断所述偏差值是否在预设的偏差范围内；

步骤S5、上位机控制DCDC电源的输出电压为通道数*0.5V，通过电压采集板采集各通道的第四电压值，基于各所述第四电压值与0.5V的偏差值，对各通道的电压采样线的接线是否互相短路进行检测，即判断所述偏差值是否在预设的偏差范围内；

步骤S6、上位机通过各单通道切换板对各通道进行串联，控制DCDC电源输出100A的电流，通过电压采集板采集各通道的第五电压值，基于各通道的所述第五电压值计算电压差，将所述电压差除以电流以计算功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值，进而对接线是否牢靠进行检测，即判断所述功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值是否在预设的取值范围内；

步骤S7、脱开正极探针和负极探针的压合，上位机控制DCDC电源的输出电压为通道数*0.5V，通过电压采集板采集各通道的第六电压值，基于各所述第六电压值与0.5V的偏差值，对各通道的电压采样线的接线是否互相对调进行检测，即判断所述偏差值是否在预设的偏差范围内。

综上所述，本发明的优点在于：

通过设置上位机、电压采集板、DCDC电源、单片机、多通道切换板、单通道切换板、正极铜排、负极铜排以及电源模块，上位机分别与电压采集板、DCDC电源以及单片机连接，多通道切换板的一端与单通道切换板连接，另一端与单片机连接，单通道切换板分别与正极铜排以及负极铜排连接，电源模块与单片机连接；对锂电池测试设备进行检测时，将对应通道的正极探针和负极探针分别压合在正极铜排和负极铜排上，上位机通过控制单片机进行电压输出、通过多通道切换板进行通道切换、通过电压采集板和DCDC电源采集各通道输出的电压值，基于输出的电压值与实际设置值的偏差以及基于电压值计算的功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值，即可对DCDC电源功率线的接线、相邻通道的串联功率线的接线、电压采集板的各电压采样线的线序、各通道的电压采样线的接线是否互相短路、接线是否牢靠、各通道的电压采样线的接线是否互相对调进行自动检测，无需像传统上通过人工手持万用表进行一一检测，最终极大的提升了锂电池测试设备线序检测的效率以及全面性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种锂电池测试设备线序检测装置，其特征在于：包括一个上位机、一个电压采集板、一个DCDC电源、一个单片机、一个多通道切换板、若干个单通道切换板、若干个正极铜排、若干个负极铜排以及一个电源模块；

所述上位机分别与电压采集板、DCDC电源以及单片机连接；所述多通道切换板的一端与单通道切换板连接，另一端与单片机连接；所述单通道切换板分别与正极铜排以及负极铜排连接，并设于所述正极铜排和负极铜排之间；所述电源模块与单片机连接。

2.如权利要求1所述的一种锂电池测试设备线序检测装置，其特征在于：所述单通道切换板包括一MOS管Q1、一MOS管Q2、一MOS管Q3以及一MOS管Q4；

所述MOS管Q1的D极与MOS管Q2的D极以及正极铜排连接，G极与MOS管Q2的G极以及多通道切换板连接；

所述MOS管Q3的D极与MOS管Q4的D极以及负极铜排连接，G极与MOS管Q4的G极以及多通道切换板连接。

3.如权利要求1所述的一种锂电池测试设备线序检测装置，其特征在于：所述多通道切换板包括若干个单通道切换板。

4.如权利要求3所述的一种锂电池测试设备线序检测装置，其特征在于：所述多通道切换板的MOS管Q1的D极与MOS管Q2的D极以及单通道切换板连接，G极与MOS管Q2的G极以及单片机连接；

所述多通道切换板的MOS管Q3的D极与MOS管Q4的D极以及单通道切换板连接，G极与MOS管Q4的G极以及单片机连接。

5.如权利要求1所述的一种锂电池测试设备线序检测装置，其特征在于：所述单片机的型号为STM32F429。

6.如权利要求1所述的一种锂电池测试设备线序检测装置，其特征在于：所述电源模块的型号为LRS-150-24V。

7.一种锂电池测试设备线序检测方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至6任一项所述的线序检测装置，包括如下步骤：

步骤S1、将线序检测装置的多通道切换板、单通道切换板、正极铜排以及负极铜排放置于锂电池测试设备的针床托盘上，将锂电池测试设备的各正极探针和负极探针分别压合在正极铜排和负极铜排上，将DCDC电源的功率线和电压采集板连接至正极探针和负极探针；

步骤S2、上位机控制单片机输出3.3V电压，依次通过多通道切换板以及单通道切换板将3.3V电压输送给正极铜排和负极铜排，上位机通过DCDC电源采集正极探针和负极探针的第一电压值，基于所述第一电压值与3.3V的偏差值对DCDC电源功率线的接线进行检测；

步骤S3、上位机控制单片机输出3.3V电压，通过多通道切换板将3.3V电压转接至相邻的两个单通道切换板，通过电压采集板采集单通道切换板对应正极探针和负极探针的第二电压值，基于所述第二电压值与3.3V的偏差值，对相邻通道的串联功率线的接线进行检测；

步骤S4、上位机控制单片机输出3.3V电压，通过多通道切换板将3.3V电压转接至所有的单通道切换板，通过电压采集板依序采集各通道的第三电压值，基于各所述第三电压值与3.3V的偏差值，对电压采集板的各电压采样线的线序进行检测；

步骤S5、上位机控制DCDC电源的输出电压为通道数*0.5V，通过电压采集板采集各通道的第四电压值，基于各所述第四电压值与0.5V的偏差值，对各通道的电压采样线的接线是否互相短路进行检测；

步骤S6、上位机通过各单通道切换板对各通道进行串联，控制DCDC电源输出100A的电流，通过电压采集板采集各通道的第五电压值，基于各通道的所述第五电压值计算电压差，将所述电压差除以电流以计算功率线阻值、探针接触阻值、探针阻值，进而对接线是否牢靠进行检测；

步骤S7、脱开正极探针和负极探针的压合，上位机控制DCDC电源的输出电压为通道数*0.5V，通过电压采集板采集各通道的第六电压值，基于各所述第六电压值与0.5V的偏差值，对各通道的电压采样线的接线是否互相对调进行检测。