CN204287445U - 用于电池单体的电池老化检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电池单体的电池老化检测仪。其中，该电池老化检测仪包括：主控单元，用于发送控制指令；恒流恒压充放电电路，与主控单元连接，并通过信号采集单元与被测电池连接，用于使用控制指令中的预设的充放电参数对被测电池充放电；信号采集单元，与被测电池连接，用于采集对被测电池进行充放电时的电池参数；主控单元还与信号采集单元连接，用于确定电池参数的电池老化数据。通过本实用新型，解决了现有技术中检测电池的老化程度的速度慢的问题，实现了对电池单体老化程度快速且准确地检测的效果。

Description

用于电池单体的电池老化检测仪

技术领域

本实用新型涉及电池检测领域，具体而言，涉及一种用于电池单体的电池老化检测仪。

背景技术

现在，电池广泛的应用于各个领域。电池通常是以电池单体打包成组，即以电池组的形式进行使用的，同一电池组的电池单体一般为同一型号，电池初始参数非常接近。在电池组的实际使用中，需要经常对每个电池单体的老化程度进行检测。若存在老化程度偏离电池组平均水平较大的单体，则需要被剔除，以避免影响整个电池组的性能。

当前，检测电池老化程度的方法一般是大电流完全放电法。该方法需要通过对电池采取完全充放电的操作来测量电池的实际容量，整个测量的过程不仅耗费时间，而且测量操作本身加剧了电池的老化。

针对现有技术中检测电池的老化程度的速度慢的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中检测电池的老化程度的速度慢的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本实用新型的主要目的在于提供一种用于电池单体的电池老化检测仪，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于电池单体的电池老化检测仪，该电池老化检测仪包括：主控单元，用于发送控制指令；恒流恒压充放电电路，与主控单元连接，并通过信号采集单元与被测电池连接，用于使用控制指令中的预设的充放电参数对被测电池充放电；信号采集单元，与被测电池连接，用于采集对被测电池进行充放电时的电池参数；主控单元还与信号采集单元连接，用于确定电池参数的电池老化数据。

进一步地，恒流恒压充放电电路包括：恒流恒压充电电路，与主控单元连接，并通过信号采集单元与被测电池连接，用于对被测电池充电；恒流恒压放电电路，与主控单元连接，并通过信号采集单元与被测电池连接，用于对被测电池放电。

进一步地，电池老化检测仪还包括：功率负载，与恒流恒压放电电路连接，用于耗散被测电池通过恒流恒压放电电路释放的能量。

进一步地，电池老化检测仪还包括：电源，分别与主控单元和恒流恒压放电电路连接，用于为主控单元和恒流恒压放电电路连接提供工作电压。

进一步地，电池老化检测仪还包括：通讯单元，分别与主控单元和上位机连接，用于实现主控单元与上位机之间的通讯。

进一步地，电池老化检测仪还包括：存储器，与主控单元连接，用于存储电池参数和电池老化数据。

进一步地，电池老化检测仪还包括：显示屏，与主控单元连接，用于显示电池参数和电池老化数据。

进一步地，电池老化检测仪还包括：操作接口，与主控单元连接，用于输入对被测电池检测的指令。

进一步地，操作接口包括：按钮，与主控单元连接，用于输入指令。

进一步地，显示屏和操作接口设置在电池老化检测仪的外壳上。

采用本实用新型，将被测电池与电池老化检测仪连接，主控单元下发与被测电池对应的预设的充放电参数，以对被测电池进行充放电，并采集被测电池充放电时的电池参数确定该被测电池的老化程度。其中，在检测的过程中，信号采集单元可以实时地对被测电池的电压、电流信号进行高精度的测量，并将测量结果反馈给主控单元，主控单元根据该电压和电流参数确定电池的老化程度，在该检测过程中，无需对被测电池进行完全充电和完全放电，缩短了检测时间，并且实时采集电压信号和电流信号，采集到的电流参数的准确度高，从而使得确定的电池老化数据的准确度高。通过本实用新型，解决了现有技术中检测电池的老化程度的速度慢的问题，实现了对电池单体老化程度快速且准确地检测的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的用于电池单体的电池老化检测仪的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的用于电池单体的电池老化检测仪的示意图；以及

图3是根据本实用新型实施例的用于电池单体的电池老化检测方法的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本实用新型实施例的用于电池单体的电池老化检测仪的示意图，如图1所示该电池老化检测仪可以包括：主控单元10、恒流恒压充放电电路30以及信号采集单元50。

其中，主控单元10用于发送控制指令；恒流恒压充放电电路30与主控单元连接，并通过信号采集单元与被测电池连接，用于使用控制指令中的预设的充放电参数对被测电池充放电；信号采集单元50与被测电池70连接，用于采集对被测电池进行充放电时的电池参数；主控单元10还与信号采集单元50连接，用于确定电池参数的电池老化数据。

采用本实用新型实施例，将被测电池与电池老化检测仪连接，主控单元下发与被测电池对应的预设的充放电参数，以对被测电池进行充放电，并采集被测电池充放电时的电池参数确定该被测电池的老化程度。其中，在检测的过程中，信号采集单元可以实时地对被测电池的电压、电流信号进行高精度的测量，并将测量结果反馈给主控单元，主控单元根据该电压和电流参数确定电池的老化程度，在该检测过程中，无需对被测电池进行完全充电和完全放电，缩短了检测时间，并且实时采集电压信号和电流信号，采集到的电流参数的准确度高，从而使得确定的电池老化数据的准确度高。通过本实用新型，解决了现有技术中检测电池的老化程度的速度慢的问题，实现了对电池单体老化程度快速且准确地检测的效果。

其中，上述的主控单元可以采用TMS320F28335型号的DSP，DSP是一种用于计算密集型型的处理器，但本实用新型不局限于使用TMS320F28335作为主控单元，也可以使用其他控制器。

通过上述实施例，主控单元可以实时检测所使用的充放电参数(即充放电策略中的参数)是否符合该被测电池，若采取的充放电策略不符合该被测电池，则可以切换到其他适合该被测电池的充放电策略，并对在该合适的充放电策略下采集到的数据进行快速分析，得到被测电池的老化数据。

该实施例中的信号采集单元可以为万用表、电流表或者电压表。通过信号采集单元采集到的电池参数为模拟信号，主控单元接收到模拟信号之后，对其进行滤波处理，并将滤波后的模拟信号转换为数字信号，然后对该数字信号进行下一步的处理，如，对其进行计算、比较或者从数据表中读取对应的数据等操作。

根据上述实施例，恒流恒压充放电电路可以包括：如图2所示的恒流恒压充电电路31，与主控单元连接，并通过信号采集单元50与被测电池70连接，用于对被测电池70充电；恒流恒压放电电路33，与主控单元连接，并通过信号采集单元50与被测电池70连接，用于对被测电池放电。

进一步地，电池老化检测仪还可以包括：功率负载205，与恒流恒压放电电路连接，用于耗散被测电池通过恒流恒压放电电路释放的能量。

具体地，恒流恒压充放电电路30与主控单元10连接，并通过信号采集单元50与被测电池70连接。在主控单元接收到对被测电池的老化程度检测指令之后，建立电池老化检测仪与被测电池的连接，并获取与被测单元的型号对应的预设充放电策略，将该预设充放电策略中的预设的充放电参数下发至恒流恒压充放电电路，根据预设的充放电参数控制恒流恒压充电电路对被测电池充电，和/或控制恒流恒压放电电路对被测电池放电。

需要进一步说明的是，该实施例中的恒流恒压充电电路和恒流恒压放电电路可以通过信号采集单元与被测电池连接，以实现对被测电池的高精度的恒流恒压充放电。

进一步地，电池老化检测仪还可以包括：操作接口209，与主控单元连接，用于输入对被测电池检测的指令。

具体地，操作接口通过IO接口与主控单元连接，用于输入对被测电池检测的指令。主控单元在执行操作时需要与外界进行交互，通过操作接口可以实时的输入指令控制主控单元，进而控制对被测电池所执行的充放电策略；同时，操作接口还可以用于选择和控制显示屏的显示内容，以便显示屏能够显示所被需要的内容。

需要进一步说明的是，操作接口可以包括：按钮(图2中未示出)，与主控单元10连接，用于输入指令。

具体地，按钮可以通过IO接口与主控单元连接，用于输入指令控制主控芯片。

其中，操作接口并不局限于按钮，也可以是其他输入装置。同时对操作接口的使用并不局限于在对被测电池进行充放电前选择合适的充放电策略时，也可以是在对被测电池进行充放电的过程之中，还可以是在完成对被测电池检测之后。

上述实施例中，恒流恒压充放电电路根据主控单元的充放电策略在整个充放电过程中始终保持电压以及电流的相对稳定，避免了电压或者电流的波动导致的电池老化；且恒流恒压充放电电路采用闭环控制，用于在充放电过程中会根据电池的具体情况调整充放电电压及电流，但这个调整是缓慢的，不会产生波动，这样能够保护电池，且有利于信号采集单元采集到被测电池的真实参数。在恒流恒压充放电电路对被测电池进行充放电时的电流不是大电流，这样能够避免对电池的损害，同时恒流恒压充放电电路对被测电池进行放电时，不会将电池电能完全耗尽，这样做即能快速测得电池的相关数据，同时也能对保护电池，另外，采用的不是极端的大电流完全放电而是针对该类电池的策略进行充放电，使得测得的数据更加接近于真实情况，避免了在极端的大电流完全放电情况下测得的数据不准确的问题。

其中，被测电池可以是电池单体，通常电池是以电池组的形式工作，而电池组是由电池单体打包组成，且组成同一个电池组的电池单体一般属于同一型号的电池，电池参数非常接近。但是在实际的使用之中，同一电池组的电池单体可能存在个体差异，电池单体的老化程度可能不一样，其中老化程度偏离电池组平均水平较大的电池单体会影响整个电池组的性能，这时就需要将其剔除或者置换为老化程度和电池组平均水平相当的电池单体，通过本实用新型上述实施例，可以快速准确地检测电池组中各个电池单体的电池老化程序，已对其进行后续的维护，从而可以延长电池组的寿命。

在本实用新型的上述实施例中，该电池老化检测仪还可以包括：电源204，分别与主控单元和恒流恒压放电电路连接，用于为主控单元和恒流恒压放电电路连接提供工作电压。

需要说明的是，电池老化检测仪不能再没有电源的情况下运行。其中，主控单元在运行时需要电源，且主控单元自身也是主控单元的外设的电源；另外，恒流恒压放电电路在为被测电源充电时也需要电源提供电能。因此，电源起着为电池老化检测仪提供电能的作用。

图2中所示的电池老化检测仪2还可以包括：通讯单元207，分别与主控单元和上位机1连接，用于实现主控单元与上位机之间的通讯。

具体地，通讯模块通过与主控单元和上位机连接，实现了主控单元与上位机之间的通讯。上位机下发的命令可以通讯模块传递给主控模块；同时，上位机也可以通过通讯模块实时的监控显示屏的内容、操作接口的操作、信号采集单元所采集的数据以及主控单元的工作状态。

进一步地，该实施例中的通讯单元支持电池仿真器与上位机1的通讯，使得上位机能够实时接收电池老化检测仪的测量数据。

其中，通讯单元可以采用RS232通讯协议，RS232通讯协议是一种异步通讯协议，其通讯协议简单、且对硬件要求较低，但是本实用新型的通讯单元并不局限于使用RS232通讯协议，还可以根据实际需要和硬件条件使用其他的总线通讯协议。

在本实用新型的上述实施例中，电池老化检测仪还可以包括：图2所示的存储器210，与主控单元连接，用于存储电池参数和电池老化数据。

具体地，存储器可以根据需要选择合适的型号，存储器通过IO接口与主控单元连接，用于存储电池的参数和所测量得到的电池老化的数据。其中，IO接口是主控芯片与外设之间进行通讯交互的接口。在对电池进行充放电时，主控模块通过IO接口读取信号采集单元采集到的电池老化数据，然后主控单元对接受到的电池老化数据进行简单处理后将其通过IO接口存入存储单元或者直接将原始数据存入存储单元。

其中，存储器可以使用硬盘，但不局限于只使用硬盘，可以根据数据大小和数据存储的速率选择其他存储设备，例如SD卡、和SSD等。

根据本实用新型的上述实施例中，电池老化检测仪还可以包括：显示屏208，与主控单元10连接，用于显示电池参数和电池老化数据。

具体地，显示屏208可以是液晶屏，用于显示信号采集模块所采集到的电池老化数据，也可以用于显示主控模块对电池老化数据所处理之后的电池老化程度的结果。

需要进一步说明的是，上述显示屏不局限于液晶屏，也可以是触摸屏或者其他显示装置。

进一步地，上述操作接口和显示屏均是用于交互的装置，可以采用触控屏一个装置代替上述操作接口和显示屏两个装置。

上述实施例中，上述显示屏和操作接口设置在电池老化检测仪的外壳上面。

下面结合图3详细介绍本实用新型上述实施例，如图3所示，使用电池老化检测仪对被测电池进行检测可以通过如下方法实现：

步骤S302：用与被测电池同型号且同批次的被测电池进行参数标定。

具体地，可以在对被测电池进行电池老化测试之前，用与被测电池70的型号相同的全新的电池进行参数标定，获取额定电压和额定电流。

在该处理过程中，将上述用于标定的全新电池接入电池老化检测仪，可以通过操作接口209输入指令，然后主控单元会根据操作接口输入的指令选择与该被测电池的型号相匹配的充放电策略，并将所选择的策略及其相关信息传输给显示屏208且在显示屏上显示出来；在执行对新电池的充放电的过程之中，在主控单元的控制下，信号采集单元50会采集新电池的电池老化数据，然后将采集到的数据通过显示屏显示出来，同时，信号采集单元采集到的电池老化原始数据会被存储在存储器210之中，而且信号采集单元所采集的电池老化原始数据会被主控模块即时的处理。当充放电策略执行完毕之时，主控装置会将所测得的新电池老化程度的标定结果通过显示屏显示出来，用于标定被测电池70。

步骤S304：使用充放电策略检测被测电池的老化程度。

具体地，在通过操作接口接收到对被测电池的电池老化程度进行检测的指令之后，将被测电池70接入电池老化检测仪，电池老化检测仪采用和上述标定过程之中所采用的同一充放电策略。电池老化检测仪通过恒流恒压充电电路31对被测电池进行充电，完成之后通过恒流恒压放电电路33对被测电池进行放电。在充电时由电源204提供电能；在放电时，被测电池所释放的电能被功率负载205耗散。在对被测电池进行充放电的过程之中，信号采集单元会将实时采集到被测电池的电压、电流的数据传输给主控模块，主控模块则将接收到的电池老化原始数据存入存储器之中，与此同时处理电池老化原始数据，然后将得到的电池老化参数通过通讯单元传输给上位机1，另主控单元也通过显示屏显示电池老化情况。

其中，充放电策略是预先设置好且存储在主控芯片之中的，在使用过程中，可以根据需要增加或者删除充放电策略；参数标定是指将该全新电池用标准仪器测得的额定电流和额定电压，并将这些参数用于校准其他同类电池；电池老化情况的表示方法可以用具体的数据列表，也可以用图形来表示。

例如，计算信号采集单元采集到的被测电池在充放电时的电流参数和电压参数；计算电流参数与额定电流的第一比值，以及计算电压参数与额定电压的第二比值，从数据表中读取第一比值和第二比值对应的电池老化数据。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果：

采用本实用新型实施例，将被测电池与电池老化检测仪连接，主控单元下发与被测电池对应的预设的充放电参数，以对被测电池进行充放电，并采集被测电池充放电时的电池参数确定该被测电池的老化程度。其中，在检测的过程中，信号采集单元可以实时地对被测电池的电压、电流信号进行高精度的测量，并将测量结果反馈给主控单元，主控单元根据该电压和电流参数确定电池的老化程度，在该检测过程中，无需对被测电池进行完全充电和完全放电，缩短了检测时间，并且实时采集电压信号和电流信号，采集到的电流参数的准确度高，从而使得确定的电池老化数据的准确度高。通过本实用新型，解决了现有技术中检测电池的老化程度的速度慢的问题，实现了对电池单体老化程度快速且准确地检测的效果。

本实用新型所要保护的信号采集单元、主控单元以及构成该单元的各个组件都是一种具有确定形状、构造且占据一定空间的实体产品。例如，处理器、比较器、计算器以及子处理器等都是可以独立运行的、具有具体硬件结构的计算机设备、终端或服务器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池单体的电池老化检测仪，其特征在于，包括：

主控单元，用于发送控制指令；

恒流恒压充放电电路，与所述主控单元连接，并通过信号采集单元与被测电池连接，用于使用所述控制指令中的预设的充放电参数对所述被测电池充放电；

所述信号采集单元，与所述被测电池连接，用于采集对所述被测电池进行充放电时的电池参数；

主控单元还与所述信号采集单元连接，用于确定所述电池参数的电池老化数据。

2.根据权利要求1所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述恒流恒压充放电电路包括：

恒流恒压充电电路，与所述主控单元连接，并通过所述信号采集单元与所述被测电池连接，用于对所述被测电池充电；

恒流恒压放电电路，与所述主控单元连接，并通过所述信号采集单元与所述被测电池连接，用于对所述被测电池放电。

3.根据权利要求2所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述电池老化检测仪还包括：

功率负载，与所述恒流恒压放电电路连接，用于耗散所述被测电池通过所述恒流恒压放电电路释放的能量。

4.根据权利要求2所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述电池老化检测仪还包括：

电源，分别与所述主控单元和所述恒流恒压放电电路连接，用于为所述主控单元和所述恒流恒压放电电路连接提供工作电压。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述电池老化检测仪还包括：

通讯单元，分别与所述主控单元和上位机连接，用于实现所述主控单元与所述上位机之间的通讯。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述电池老化检测仪还包括：

存储器，与所述主控单元连接，用于存储所述电池参数和所述电池老化数据。

7.根据权利要求1所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述电池老化检测仪还包括：

显示屏，与所述主控单元连接，用于显示所述电池参数和所述电池老化数据。

8.根据权利要求1所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述电池老化检测仪还包括：

操作接口，与所述主控单元连接，用于输入对所述被测电池检测的指令。

9.根据权利要求8所述的电池老化检测仪，其特征在于，所述操作接口包括：

按钮，与所述主控单元连接，用于输入所述指令。

10.根据权利要求7或8所述的电池老化检测仪，其特征在于，显示屏和操作接口设置在所述电池老化检测仪的外壳上。