CN206990766U - 一种锂离子电池的充放电测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子电池的充放电测试装置，主要包括电源模块、控制模块、主回路模块和通讯模块；本充放电测试装置除了能够对锂离子电池在充放电过程中提供过流、过压、欠压故障报警外，还可通过参数调节来对电池的过流、过压、欠压进行保护自动切换每路电池充电回路的主开关；本实用新型的充放电测试装置，能够实现锂电池的安全、均衡、可靠、经济地充放电；在充放电时，能对每块单体锂离子电池的充放电电池进行监视、测试，建立充点电测试装置与PC机的数据通道，实时显示每块单体锂离子电池充放电，在线修正电流电压精度，具备数据采集分析、存储、通讯、掉电保护不丢失数据及电池配组功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池领域，特别涉及一种锂离子电池的充放电测试装置。
背景技术
锂离子电池是一种新型可再充电电池，具有单体工作电压高、体积小、重量轻、能量密度高、循环寿命长以及自放电电流小，无记忆效应和无环境污染等优点；而锂离子电池的主要缺点是不允许过充电和过放电。为了防止锂离子电池过充电和过放电，单体电池或电池组都必须加装充、放电及过流保护电路，并且需要专用的充放电设备来对锂离子电池实施最安全和最佳充放电以延长其使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的串联充放电所引起单体性能不一致而降低锂离子电池性能和使用寿命等问题，提供一种并联充放电的锂离子电池充放电测试装置，所述锂离子电池充放电测试装置的技术方案是这样实现的：
一种锂离子电池的充放电测试装置，其特征在于：所述锂离子电池的充放电测试装置主要包括电源模块、控制模块、主回路模块和通讯模块，所述充放电测试装置以单片机作为各种功能控制的核心，提供8个完全控制的可编程测试通道。
所述电源模块为整个测试装置提供电源，经过AC-DC转换器将交流电变换为直流电供每个通道使用。
所述控制模块是由C8051F040单片机作为核心控制器，按照上位机测试软件的设置要求实现对电池通道进行充放电过程控制、保护、数据采集、存储和对外通讯。
所述主回路模块，在电池充电时，由控制模块中的数模转换器DAC输出的电压值作为给定值，将充电电流采用或电池端电压采样的反馈值与给定值对比，经过PI调节器后驱动MOSFET管Q1，线性改变Q1栅源极电压即可调节电池的充电电流；电池放电时，与充电工况一样，放电电流采样值与给定值比较，线性调节电池的充放电电流，进行河流放电，功率主要消耗在放电MOSFET管 Q2上。
所述通讯模块负责接收上位测试软件下载的命令和上传每个充点电通道的数据。
进一步的，所述控制模块中的C8051F040单片机通过片内数模转换器DAC， DAC输出给定电压，作为驱动回路给定值，电池端电压和充放电电流反馈值通过模拟开关依次进入C8051F040的片内的12位AD单元，进行电压电流的采集。
进一步的，所述驱动回路的继电器和采样回路的模拟开关都由C8051F040 的I/O口控制驱动。
进一步的，所述充放电测试装置中还设有可复位熔断器，当电池充放电电流超过保持电流时，可复位熔断器呈高阻态实现保护，当电流恢复到正常范围时，可复位熔断器恢复到通态。
进一步的，所述充放电测试装置可以自定义每个通道的过电压、欠电压、充过电电流、放过电电流，当检测到电池电压或电流达到设定值时，系统实施相应的保护策略。
本实用新型的锂离子电池的充放电测试装置，能够实现锂电池的安全、均衡、可靠、经济地充放电；在充放电时，能对每块单体锂离子电池的充放电电池进行监视、测试，建立充点电测试装置与PC机的数据通道，实时显示每块单体锂离子电池充放电，在线修正电流电压精度，具备数据采集分析、存储、通讯、掉电保护不丢失数据及电池配组功能。
附图说明
图1为本实用新型充放电装置的整体构成示意图；
图2为本实用新型充放电装置的系统原理示意图；
图3为本实用新型充放电装置的主回路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1～图3所示，一种锂离子电池的充放电测试装置，主要包括电源模块、控制模块、主回路模块和通讯模块，所述充放电测试装置以单片机作为各种功能控制的核心，提供8个完全控制的可编程测试通道。除了对锂离子电池在充放电过程中提供过流、过压、欠压故障报警外，还可通过参数调节来对电池的过流、过压、欠压进行保护自动切换每路电池充电回路的主开关。
所述电源模块为整个测试装置提供电源，经过AC-DC转换器将交流电变换为直流电供每个通道使用。
所述控制模块是由C8051F040单片机作为核心控制器，按照上位机测试软件的设置要求实现对电池通道进行充放电过程控制、保护、数据采集、存储和对外通讯。
所述主回路模块，在电池充电时，由控制模块中的数模转换器DAC输出的电压值作为给定值，将充电电流采用或电池端电压采样的反馈值与给定值对比，经过PI调节器后驱动MOSFET管Q1，线性改变Q1栅源极电压即可调节电池的充电电流；电池放电时，与充电工况一样，放电电流采样值与给定值比较，线性调节电池的充放电电流，进行河流放电，功率主要消耗在放电MOSFET管 Q2上。
所述通讯模块负责接收上位测试软件下载的命令和上传每个充点电通道的数据。
进一步的，所述控制模块中的C8051F040单片机通过片内数模转换器DAC， DAC输出给定电压，作为驱动回路给定值，电池端电压和充放电电流反馈值通过模拟开关依次进入C8051F040的片内的12位AD单元，进行电压电流的采集。
进一步的，所述驱动回路的继电器和采样回路的模拟开关都由C8051F040 的I/O口控制驱动。
进一步的，所述充放电测试装置中还设有可复位熔断器，当电池充放电电流超过保持电流时，可复位熔断器呈高阻态实现保护，当电流恢复到正常范围时，可复位熔断器恢复到通态。
进一步的，所述充放电测试装置可以自定义每个通道的过电压、欠电压、充过电电流、放过电电流，当检测到电池电压或电流达到设定值时，系统实施相应的保护策略。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示而作出不背离本实用新型实质的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围不限于实施例所揭示的内容，也包括各种不背离本实用新型实质的替换及修饰。
Claims (5)
1.一种锂离子电池的充放电测试装置，其特征在于：所述锂离子电池的充放电测试装置主要包括电源模块、控制模块、主回路模块和通讯模块，所述充放电测试装置以单片机作为各种功能控制的核心，提供8个完全控制的可编程测试通道；
所述电源模块为整个测试装置提供电源，经过AC-DC转换器将交流电变换为直流电供每个通道使用；
所述控制模块是由C8051F040单片机作为核心控制器，按照上位机测试软件的设置要求实现对电池通道进行充放电过程控制、保护、数据采集、存储和对外通讯；
所述主回路模块，在电池充电时，由控制模块中的数模转换器DAC输出的电压值作为给定值，将充电电流采用或电池端电压采样的反馈值与给定值对比，经过PI调节器后驱动MOSFET管Q1，线性改变Q1栅源极电压即可调节电池的充电电流；电池放电时，与充电工况一样，放电电流采样值与给定值比较，线性调节电池的充放电电流，进行河流放电，功率主要消耗在放电MOSFET管Q2上；
所述通讯模块负责接收上位测试软件下载的命令和上传每个充点电通道的数据。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的充放电测试装置，其特征在于：所述控制模块中的C8051F040单片机通过片内数模转换器DAC，DAC输出给定电压，作为驱动回路给定值，电池端电压和充放电电流反馈值通过模拟开关依次进入C8051F040的片内的12位AD单元，进行电压电流的采集。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池的充放电测试装置，其特征在于：所述驱动回路的继电器和采样回路的模拟开关都由C8051F040的I/O口控制驱动。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池的充放电测试装置，其特征在于：所述充放电测试装置中还设有可复位熔断器，当电池充放电电流超过保持电流时，可复位熔断器呈高阻态实现保护，当电流恢复到正常范围时，可复位熔断器恢复到通态。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池的充放电测试装置，其特征在于：所述充放电测试装置可以自定义每个通道的过电压、欠电压、充过电电流、放过电电流，当检测到电池电压或电流达到设定值时，系统实施相应的保护策略。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110687461A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-14 | 深圳市新威尔电子有限公司 | 采用虚拟机模式运行的电池检测设备 |
| CN111812514A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-10-23 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种分布式储能电池检测系统 |
| CN115436234A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-06 | 吉林大学 | 连续可调充电应力诱导系统诱导隔膜润湿性演变测试方法 |
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| CN111812514A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-10-23 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种分布式储能电池检测系统 |
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