CN206618798U - 电池电流冲击自动测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池电流冲击自动测试装置，用以与电池包和电脑数据采集系统相连。所述电池电流冲击自动测试装置包括对电池包输出电流进行检测的电流检测模块、对电池包输出电压进行检测的电压检测模块、控制板、与电池包相连以控制电池包电源开/关的第一继电器、与电池包输出端相连的第二继电器和与第二继电器串联的放电负载、以及一端与电池包输出端相连、另一端与控制板相连的充电负载。相较于现有技术，本实用新型的电池电流冲击自动测试装置不仅能够自动完成数据检测、数据记录及数据判断，而且在测试过程中若有异常，会自动停止测试工作并报警，安全系数较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试装置，尤其涉及一种电池电流冲击自动测试装置。
背景技术
锂电池在电池类型中具有高能量存储、体积小等优点，使其成为储能系统中能量存储的首选。锂电池与传统电池使用不同，锂电池须将电池管理（BMS）、电芯、输出控制等单元集成一个或多个电池包进行使用。锂电池包中输出保护关断装置采用空气开关、继电器、电子开关等。储能系统中电池包输出大多连接非阻性负载（容性、感性负载，如逆变器），电池包开机瞬间非线性负载冲击电流较大，容易造成电池包输出保护关断装置（电子开关烧坏、继电器触点粘连）损坏。为验证、测试电池包输出保护关断装置可靠性，需要做重复电流冲击验证试验。
在目前的电池自动测试系统中，大部分是针对电池包、电芯充放电性能和功能方面的检测，无电流冲击的测试功能。现有的对于电池包输出电流冲击的检测通常采用人工操作，而人工操作具有以下3个缺点：1、人工测试电流冲击时间比较长，效率比较低，容易疲劳；2、电流冲击过程中若出现测试设备短路会威胁人身安全；3、人工测试时需要对电流、电压数据进行记录，测试完毕需要对数据进行分析、处理工作。
有鉴于此，有必要提供一种电池电流冲击自动测试装置，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池电流冲击自动测试装置，该电池电流冲击自动测试装置不仅能够自动完成数据检测、数据记录及数据判断，而且在测试过程中若有异常，会自动停止测试工作并报警，安全系数较高。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种电池电流冲击自动测试装置，用以与电池包和电脑数据采集系统相连。所述电池电流冲击自动测试装置包括对电池包输出电流进行检测的电流检测模块、对电池包输出电压进行检测的电压检测模块、控制板、与电池包相连以控制电池包电源开/关的第一继电器、与电池包输出端相连的第二继电器和与第二继电器串联的放电负载、以及一端与电池包输出端相连、另一端与控制板相连的充电负载。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一继电器和第二继电器均外接于所述控制板，且由所述控制板控制其开/关。
作为本实用新型的进一步改进，所述充电负载与所述放电负载并联设置。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一继电器闭合、第二继电器断开时，电池包有瞬间电压和瞬间冲击电流输出，电池包给所述充电负载充电。
作为本实用新型的进一步改进，所述充电负载充电完成后，所述第一继电器断开、第二继电器闭合，所述放电负载将所述充电负载内的电量全部泄放。
作为本实用新型的进一步改进，所述电流检测模块和电压检测模块均与所述控制板相连，所述控制板对电流检测模块检测到的电流信号和电压检测模块检测到的电压信号进行采集、记录并判断。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制板上集成有数据采集模块、数据判断模块以及报警器，所述数据采集模块用以对电流信号和电压信号进行采集并记录，所述数据判断模块用以对采集到的电流数据和电压数据进行异常判断，所述报警器用以在所述数据判断模块判断出异常时发出报警。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制板的主控芯片为STM32 ARM微控制器。
作为本实用新型的进一步改进，所述电池电流冲击自动测试装置与电脑数据采集系统之间通过ZigBee无线通信进行连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述充电负载为大容量电解电容。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池电流冲击自动测试装置通过设置有控制板，并将电流检测模块、电压检测模块、第一、二继电器、充电负载及放电负载分别与控制板相连，从而，一方面可通过控制板控制第一、二继电器的打开或关闭，另一方面控制板会对电流检测模块检测到的电流信号和电压检测模块检测到的电压信号进行采集、记录并判断，实现了自动测试，而且在测试过程中若有异常会自动停止测试工作并报警，安全系数较高。
附图说明
图1是本实用新型电池电流冲击自动测试装置的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
请参阅图1所示，本实用新型揭示了一种电池电流冲击自动测试装置1，用以与电池包2和电脑数据采集系统3相连，以对电池包2的输出电流冲击进行自动测试。具体来讲，图1及下文中的电池包2均为锂电池包。
所述电池电流冲击自动测试装置1包括主控模块10、电压检测模块50、电流检测模块40、放电负载20及充电负载30，且所述电压检测模块50、电流检测模块40、放电负载20及充电负载30分别与所述主控模块10相连。所述电流检测模块40用以对电池包2的输出电流进行检测，所述电压检测模块50用以对电池包2的输出电压进行检测。
所述主控模块10包括控制板11、与电池包2相连以控制电池包2电源开/关的第一继电器（J1）12及与电池包2输出端相连的第二继电器（J2）13。本实施例中，所述第一继电器（J1）12和第二继电器（J2）13均外接于所述控制板11，且由所述控制板11控制其开/关，这样设计不仅可以实现自动测试的功能，而且在第一继电器（J1）12或第二继电器（J2）13损坏时，方便更换。
所述电流检测模块40和电压检测模块50分别与所述控制板11相连，所述控制板11对电流检测模块40检测到的电流信号和电压检测模块50检测到的电压信号进行采集、记录并判断。所述控制板11上集成有数据采集模块、数据判断模块以及报警器。所述数据采集模块用以对前述电流信号和电压信号进行采集并记录；所述数据判断模块用以对采集到的电流数据和电压数据进行异常判断；所述报警器用以在所述数据判断模块判断出异常时发出报警。
具体来讲，所述数据采集模块先对电流检测模块40检测到的电流信号和电压检测模块50检测到的电压信号进行采集和记录，并将所记录的电流数据和电压数据传送给所述数据判断模块；所述数据判断模块再对接收到的电流数据和电压数据进行数据判断，以判别出该电流数据和电压数据是否异常；若判别出电流数据或电压数据发生异常，则控制板11控制报警器报警，并将测量数据与报警代码传送至电脑数据采集系统3。
本实施例中，所述控制板11的主控芯片为STM32 ARM微控制器（STM32系列是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核）。电池电流冲击自动测试装置1与电脑数据采集系统3之间通过ZigBee（一种低速、短距离传输的无线网络协议）无线通信进行连接。
所述放电负载20与所述第二继电器（J2）13串联连接，所述充电负载30与所述放电负载20并联连接，且所述充电负载30的一端与电池包2输出端相连、另一端与控制板11相连。本实施例中，所述充电负载30为大容量电解电容。
所述第一继电器（J1）12闭合、第二继电器（J2）13断开时，电池包2有瞬间电压和瞬间冲击电流输出，此时，电池包2给所述充电负载30充电；所述充电负载30充电完成后，所述第一继电器（J1）12断开、第二继电器（J2）13闭合，此时，所述放电负载20将所述充电负载30内的电量全部泄放；通过对“充电瞬间”、“充电完成时”、“泄放后”这三个阶段分别进行电流和电压的数据测量，以此来完成电池电流冲击的自动测试。以下将参照图1对整个测试过程进行详细说明。
1、将第一继电器（J1）12、第二继电器（J2）13断开，电池电流冲击自动测试装置1等待电脑数据采集系统3下发“启动测试”的命令，此时电池包2无输出电压；此时若电压检测模块50检测到电压信号并发送至控制板11，则控制板11触发报警器报警并将接收到的测量数据与“初始化异常”报警代码通过ZigBee上传至电脑数据采集系统3。
2、电脑数据采集系统3通过ZigBee向电池电流冲击自动测试装置1下发“启动测试”命令后，控制板11控制第一继电器（J1）12闭合，此时电池包2有瞬间电压和瞬间冲击电流输出，同时电池包2对充电负载30充电；数据采集模块对电流检测模块40检测到的瞬间冲击电流和电压检测模块50检测到的瞬间电压进行采集和记录，数据判断模块对采集到的电流数据和电压数据进行判断，如有异常，则控制板11立刻停止测试工作，同时触发报警器报警并将测量数据与“电压异常”或“电流异常”报警代码通过ZigBee上传至电脑数据采集系统3。
3、等待3秒后，电池包2将充电负载30充满电量；数据采集模块对此时的电流和电压进行采集和记录，数据判断模块对采集到的电流数据和电压数据进行判断，如有异常，则控制板11立刻停止测试工作，同时触发报警器报警并将测量数据与“充电负载充电异常”报警代码通过ZigBee上传至电脑数据采集系统3。
4、将第一继电器（J1）12断开，延时500ms后将第二继电器（J2）13闭合，此时，电池包2无电压输出，放电负载20将充电负载30内存储的电量进行泄放，等待3秒后，泄放完毕，此时电流与电压应均为零；数据采集模块对此时的电流和电压进行采集和记录，数据判断模块对采集到的电流数据和电压数据进行判断，若电流与电压均不为零，则控制板11触发报警器报警（系统停止测试）并将测量数据与“测试异常”报警代码通过ZigBee上传至电脑数据采集系统3。
5、当电池电流冲击自动测试装置1无异常出现时，控制板11将本次所有测量数据通过ZigBee上传至电脑数据采集系统3。
6、重复步骤1-5，直至测试次数达到预先设定值，此时停止系统测试，并将测量数据与“循环测试完毕”报警代码通过ZigBee上传至电脑数据采集系统3；电池电流冲击自动测试装置1进入待机状态，等待电脑数据采集系统3再次下发“启动测试”命令。
需要说明的是：一、前述步骤1-6中的每个报警代码都是预先设定好的。
二、步骤2、3中，数据判断模块对采集到的电流数据和电压数据进行判断的主要方式为：设定一正常范围值，若采集到的数据在该正常范围内，则说明数据无异常，若采集到的数据不在该正常范围内，则说明数据异常。
三、发生异常时，电池电流冲击自动测试装置1停止测试工作，报警器报警并提示系统测试故障所在位置，进而，工作人员可根据报警器给出的提示找出故障源并对故障源进行修整，在对故障源进行修整后，一般都会从步骤1开始重新进行测试；当然，若不是测试样品自身发生故障，则可以在修整故障源后继续进行，无需重新测试。
四、电池电流冲击自动测试装置1将检测到的电流数据和电压数据实时上传到电脑数据采集系统3，由电脑数据采集系统3进行数据的自动处理分析。
综上所述，本实用新型的电池电流冲击自动测试装置1通过设置有控制板11，并将电流检测模块40、电压检测模块50、第一、二继电器12、13、充电负载30及放电负载20分别与控制板11相连，从而，一方面可通过控制板11控制第一、二继电器12、13的打开或关闭，实现了真正的自动化、无人值守，另一方面控制板11会对电流检测模块40检测到的电流信号和电压检测模块50检测到的电压信号进行采集、记录并判断，实现了自动测试，而且在测试过程中若有异常会自动停止测试工作并报警，安全系数较高。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电池电流冲击自动测试装置，用以与电池包和电脑数据采集系统相连，所述电池电流冲击自动测试装置包括对电池包输出电流进行检测的电流检测模块和对电池包输出电压进行检测的电压检测模块，其特征在于：所述电池电流冲击自动测试装置还包括控制板、与电池包相连以控制电池包电源开/关的第一继电器、与电池包输出端相连的第二继电器和与第二继电器串联的放电负载、以及一端与电池包输出端相连、另一端与控制板相连的充电负载。
2.根据权利要求1所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述第一继电器和第二继电器均外接于所述控制板，且由所述控制板控制其开/关。
3.根据权利要求1所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述充电负载与所述放电负载并联设置。
4.根据权利要求3所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述第一继电器闭合、第二继电器断开时，电池包有瞬间电压和瞬间冲击电流输出，电池包给所述充电负载充电。
5.根据权利要求4所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述充电负载充电完成后，所述第一继电器断开、第二继电器闭合，所述放电负载将所述充电负载内的电量全部泄放。
6.根据权利要求1所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述电流检测模块和电压检测模块均与所述控制板相连，所述控制板对电流检测模块检测到的电流信号和电压检测模块检测到的电压信号进行采集、记录并判断。
7.根据权利要求6所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述控制板上集成有数据采集模块、数据判断模块以及报警器，所述数据采集模块用以对电流信号和电压信号进行采集并记录，所述数据判断模块用以对采集到的电流数据和电压数据进行异常判断，所述报警器用以在所述数据判断模块判断出异常时发出报警。
8.根据权利要求7所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述控制板的主控芯片为STM32 ARM微控制器。
9.根据权利要求1所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述电池电流冲击自动测试装置与电脑数据采集系统之间通过ZigBee无线通信进行连接。
10.根据权利要求1所述的电池电流冲击自动测试装置，其特征在于：所述充电负载为大容量电解电容。
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| CN114200193A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-18 | 东风商用车有限公司 | 一种电动汽车负极母线冲击电流测试装置及方法 |
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| CN114200193B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-01-19 | 东风商用车有限公司 | 一种电动汽车负极母线冲击电流测试装置及方法 |
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