CN207799042U - 一种锂电池充放电设备测试电路及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池测试技术领域，公开了一种锂电池充放电设备测试电路及系统。本实用新型锂电池充放电设备测试电路可以通过第一继电器组、第二继电器组、第三继电器组以及第四继电器组自动切换各个通道，避免因人工误操作和手动测试夹具接触不良而导致校正失败问题的发生，并提高了特定化成设备测试、校正的速度；同时，本实用新型锂电池充放电设备测试电路在充电端增加了负载电阻，从而其本身具有了放电功能，而不需要依托其他设备，可以长期单独使用。

Description

一种锂电池充放电设备测试电路及系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池测试技术领域，尤其涉及一种锂电池充放电设备测试电路及系统。

背景技术

电池活化是锂电池生产过程中不可或缺的工序。电池活化是利用化成设备，通过精确控制电压及电流，对电池进行充电及放电。为了确保生产的电池品质，必须定期对充放电设备进行测试、验证。

由于电池产能规模持续扩张，产线自动化程度及设备定制化程序不断提高，传统的测试、验证方式无法满足生产要求。因此，需要针对定制化充放电设备特点，开发专用测试机用于充放电设备维护、维修，并定期进行测试、校正。现有特定锂电池充放电设备测试机使用过程中存在诸多不足，具体表现如下：

①现有专用测试机不具备放电装置，无法长期单独使用，需要与其他具有放电功能的设备配合使用，严重影响测试机的使用场所和效率；

②现有专用测试机不具备通道校正功能，需要人工使用线外测试夹具，频繁调整校正线路，逐个通道进行手动测试，存在夹具接触不良校正失败、线路错接线烧毁仪表等风险。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种锂电池充放电设备测试电路及系统，以解决现有专用测试机不能单独使用且不具备通道校正功能的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂电池充放电设备测试电路，包括串联在充电端通道负极上的第一继电器组、串联在充电端通道正极上的第二继电器组，串联在放电端通道负极上的第三继电器组、串联在放电端通道正极上的第四继电器组，第一继电器组、第二继电器组、第三继电器组以及第四继电器组均包括与化成设备通道数目相同的两开两闭继电器，每组继电器组的各个两开两闭继电器分别与化成设备通道的相应端的相应电极一一对应设置；

每个充电端通道的正极连接的两开两闭继电器和同一充电端通道的负极连接的两开两闭继电器之间串联有负载电阻，第一继电器组与第二继电器组之间串联有标准电阻，所述标准电阻能够分别串联在各个充电端通道的正、负极之间，且所述负载电阻导通时所述标准电阻为开路，所述标准电阻导通时所述负载电阻为开路；

所述第三继电器组与第四继电器组之间串联有直流电源、第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器，其中，直流电源的负极与第三继电器组之间依次串联第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器的一条开关通路，直流电源的正极与第四继电器组之间依次串联有第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器的另一条开关通路，且直流电源的正极串联的第五两开两闭继电器的相应开关通路的一条线路与放电端正极之间串联有分流器，所述分流器的两端连接有测量所述分流器电压的电流表，所述分流器两端的线路上连接有第四两开两闭继电器，所述第四两开两闭继电器的两条开关通路的一条线路控制分流器与电源导通，所述第四两开两闭继电器的两条开关通路的另一条线路控制分流器与标准电阻串联；

所述放电端通道的正负极之间设置有电压表，所述电压表通过第七两开两闭继电器控制其电路的断开和闭合。

进一步地，所述标准电阻连接在第一两开两闭继电器上，所述第一两开两闭继电器的两条开关通路分别控制标准电阻两端线路的导通。

进一步地，所述第四两开两闭继电器与第二两开两闭继电器的通路上还设置有第二两开两闭继电器。

作为本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种锂电池充放电设备测试系统，包括如上述所述的锂电池充放电设备测试电路、化成设备以及多个连接件，所述化成设备的各个通道的正、负极均设置有探针，所述探针通过所述连接件与所述测试电路连通，所述探针与所述连接件一一对应设置。

进一步地，还包括治具，所述治具上设置有多个容置孔，所述连接件设置在所述容置孔内，且所述连接件与所述容置孔一一对应设置。

进一步地，所述连接件包括一体结构的矩形块段和螺纹柱段，所述容置孔包括分别与所述矩形块段、所述螺纹柱段适配的卡槽、螺纹孔，所述矩形块段设置在所述卡槽内，所述螺纹柱段设置在所述螺纹孔内，所述探针与所述矩形段的端面接触。

进一步地，所述螺纹柱段远离所述矩形块段的一端穿过所述螺纹孔后裸露在所述螺纹孔的外侧，且所述螺纹柱段远离所述矩形块段的一端设置有紧固螺母，所述螺母将所述测试电路用来与所述探针连接的电线锁紧。

进一步地，所述治具的材质为电木。

进一步地，所述连接件的材质为铜。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型锂电池充放电设备测试电路可以通过第一继电器组、第二继电器组、第三继电器组以及第四继电器组自动切换各个通道，避免因人工误操作和手动测试夹具接触不良而导致校正失败问题的发生，并提高了特定充放电设备测试、校正的速度；同时，本实用新型锂电池充放电设备测试电路在充电端增加了负载电阻，从而其本身具有了放电功能，而不需要依托其他设备，可以长期单独使用。

本实用新型锂电池充放电设备测试系统具有上述锂电池充放电设备测试电路相同的有益效果。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例锂电池充放电设备测试电路的电路示意图；

图2是本实用新型实施例锂电池充放电设备测试系统的治具俯视示意图；

图3是图2的局部剖视示意图；

图4是本实用新型实施例锂电池充放电设备测试系统的连接件示意图。

图中：1：连接件，11矩形块段，12：螺纹柱段；2：容置孔，21：卡槽，22：螺纹孔；3：治具。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

本实施例以具有16个通道的化成设备为例进行说明。下述的充电端通道以及放电端通道均指的是化成设备的充电端通道和化成设备的放电端通道。

如图1所示，本实用新型实施例提供的锂电池充放电设备测试电路，包括串联在充电端通道负极上的第一继电器组KSZ1、串联在充电端通道正极上的第二继电器组KSZ2，串联在放电端通道负极上的第三继电器组KSZ3、串联在放电端通道正极上的第四继电器组KSZ4。其中，所述的第一继电器组KSZ1、第二继电器组KSZ2、第三继电器组KSZ3以及第四继电器KSZ4组均包括与化成设备的通道数目相同的两开两闭继电器(本实施例中为16个)，各组继电器组的各个两开两闭继电器分别控制化成设备一个通道的相应端的开闭。也即，在化成设备的充电端通道的负极上的第一继电器组KSZ1具有16个两开两闭继电器(图中仅画出了一个)，分别控制化成设备的各个充电端通道的负极的导通和断开；化成设备的充电端通道的正极上的第二继电器组KSZ2具有16个两开两闭继电器(图中仅画出了一个)，分别控制化成设备的各个充电端通道的正极的导通和断开；化成设备的放电端通道的负极上的第三继电器组KSZ3具有16个两开两闭继电器(图中仅画出了一个)，分别控制化成设备的各个放电端通道的负极的导通和断开；化成设备的放电端通道的正极上的第四继电器组KSZ4具有16个两开两闭继电器(图中仅画出了一个)，分别控制化成设备的各个放电端通道的正极的导通和断开。通俗来讲，也即每组继电器组的16个两开两闭继电器分别与化成设备通道的相应端的相应电极一一对应设置。

如图1所示，每个充电端通道的正极连接的两开两闭继电器和同一充电端通道的负极连接的两开两闭继电器之间串联有负载电阻，也即每个充电端通道的正、负极之间均串联了一个R负载电阻(为了便于理解，图中仅画出了一个充电端通道的正极、负极的两开两闭继电器之间串联R电阻的形式)，本实施例R负载对应16个通道相应的也有16个。第一继电器组与第二继电器组之间串联有标准电阻，所述标准电阻能够分别串联在各个通道充电端的正、负极之间，且所述负载电阻导通时所述标准电阻为开路，所述标准电阻导通时所述负载电阻为开路。

可以理解的是，标准电阻仅有一个，其通过各个充电端通道的正、负极的两开两闭继电器的切换，实现与每个充电端通道的正、负极的连接，且标准电阻在串入电路中时，是连接在同一个充电端通道的正、负极之间。所述的所述负载电阻导通时所述标准电阻为开路，所述标准电阻导通时所述负载电阻为开路的意思，也即，同一个充电端通道的正、负极连接的两开两闭继电器的两条线路中的一条用于与标准电阻连通，另一条与R负载电阻连通。

本实施例每个充电端通道的正、负极之间均设置一个R负载电阻是为了方便化成设备在放电过程中的各个通道可以同时放电消耗。在实际应用中，R负载电阻的功率可为50W。一个标准电阻的作用是与充电端通道形成模拟充电回路，在锂电池设备测试阶段使用。

同时，所述标准电阻连接在第一开两闭继电器上，所述第一两开两闭继电器的两条开口通路分别控制标准电阻两端线路的导通。

所述第三继电器组KSZ3与第四继电器组KSZ4之间串联有直流电源、第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器，其中，直流电源的负极与第三继电器组KSZ3之间依次串联第五两开两闭继电器的一条开关通路KS5-2和第六两开两闭继电器的一条开关通路KS6-2，直流电源的正极与第四继电器组之间依次串联有第五两开两闭继电器的另一条开关通路KS5-1和第六两开两闭继电器的另一条开关通路KS6-1，且直流电源的正极串联的第五两开两闭继电器的相应开关通路KS5-1的一条线路与放电端正极之间串联有分流器，所述分流器通过第四两开两闭继电器的两条开关通路KS4-1和KS4-2的一条线路控制断开和闭合，所述分流器的两端连接有测量所述分流器电压的电流表，所述第四两开两闭继电器的两条开关通路KS4-1和KS4-2的另一条线路通过第一两开两闭继电器的一条线路与标准电阻连接。所述第四两开两闭继电器与第一两开两闭继电器的开关通路上还设置有第二两开两闭继电器。

可以理解的是，在分流器两端连接的电流表测的是分流器两端的电压，但是可以根据其读数换算出准确的电流值，也即电流表和分流器组成了一个精确的电流表，其用来测量放电过程中的电流(经过电流表读数和分流器计算获得)以及充电过程的电压(直接是电流表的读数)。

所述放电端通道的正负极之间设置有电压表，所述电压表通过第七两开两闭继电器控制其电路的断开和闭合。电压表测量的是放电过程的放电端的电压。

本实施例锂电池充放电设备测试电路的测试过程分为放电和充电过程分别校准。

其在放电过程的电流测量通路为：选择测试通道，第三继电器组KSZ3对应该测试通道两开两闭继电器的11和12连接，第六双开双闭继电器的开关通道KS6-2的11与12连接，第五双开双闭继电器的开关通道KS5-2和KS5-1的11与12连接，第四双开双闭继电器的开关通道KS4-2的11与14连接、第四双开双闭继电器的开关通道KS4-1的11与14连接，且第四双开双闭继电器的开关通道KS4-1的14与该测试通道的放电端通道正极连接。

放电过程的电压测量电路为：第七双开双闭继电器的开关通道KS7-1和KS7-2的11与14连接，且KS7-1和KS7-2的14分别连接放电端通道的正极和负极。

放电过程的充电端完整回路为：第一继电器组KSZ1与该测试通道对应的双开双闭继电器的11和12连接，第一双开双闭继电器的开关通道KS1-2和KS1-1的11与12连接，第二继电器组KSZ2与该测试通道对应的双开双闭继电器的11和12连接。

上述电路的充电端和放电端通过化成设备自身形成回路，所以充电端的电能依旧来源于直流电源。未描述的继电器处于断开状态。

整个放电过程的各个回路连接好后，通过调整第三继电器组KSZ3和第二继电器组KSZ2和第一继电器组KSZ1使之连通化成设备的同一个通道，此时，电流表测量分流器两端的电压并根据相应的换算公式得到该通道对应的放电电路的电流值，电流值与该通道的电流设定值进行比对后通过相应软件计算并调整；电压表测量的是该通道放电端正负极之间的电压值，其电压测量值与该通道的电压设定值进行比对后通过相应软件计算并调整；标准电阻串联在该通道的充电端完成充电的模拟完整电路。一个通道测量完成后，手动或者采用控制器根据设定的程序将第三继电器组KSZ3和第二继电器组KSZ2和第一继电器组KSZ1调整到连通另一个通道再进行上述电压和电流的测量以及校准，直至16个通道均测量完成。

充电过程的电能供给电路为：第三继电器组KSZ3与该测试通道对应的双开双闭继电器的11和12连接，第六双开双闭继电器的开关通道KS6-2的11与12连接，第五双开双闭继电器的开关通道KS5-2的11与12连接，第五双开双闭继电器的开关通道KS5-1的11与14连接，第六双开双闭继电器的开关通道KS6-1的11和14连接，第四继电器组KSZ4与该测试通道对应的双开双闭继电器的11和12连接。

充电过程的充电端完整回路为：第一继电器组KSZ1与该测试通道对应的双开双闭继电器的11和12连接，第一双开双闭继电器的开关通道KS1-2和KS1-1的11与12连接，第二继电器组KSZ2与该测试通道对应的双开双闭继电器的11和12连接。

电压测量回路为：第二双开双闭继电器的开关通道KS2-2和KS2-1的11与12连接，第四双开双闭继电器的开关通道KS4-2和KS4-1的11与12连接。

上述电路的充电端和放电端通过化成设备自身形成回路，充电端的电能依旧来源与直流电源。

整个充电过程的各个回路连接好后，通过调整第三继电器组KSZ3和第二继电器组KSZ2和第一继电器组KSZ1和第四继电器组KSZ4使之连通化成设备的同一个通道，电流表测得的分流器两端的该通道的电压即为充电端对应的该通道的电压值，其电压测量值与该通道的电压设定值进行比对后通过相应软件计算并调整；标准电阻串联在该通道的充电端完成充电的模拟完整电路。一个通道测量完成后，手动或者采用控制器根据设定的程序将第三继电器组KSZ3和第二继电器组KSZ2和第一继电器组KSZ1和第四继电器组KSZ4调整到连通另一个通道再进行上述电压测量以及校准，直至16个通道均测量完成。

本实施例锂电池充放电设备测试电路的非测试状态的放电仅仅是将第一继电器组KSZ1的所有两开两闭继电器的11和14连接，第二继电器组KSZ2的所有两开两闭继电器11与14连接，也即仅将各个充电端通道的所有R负载电阻连接到充电端通道上形成放电消耗过程。

本实用新型锂电池充放电设备测试电路，使设备具备通道测试、校正功能，并且为特定充放电设备提供外部放电装置(R负载电阻)，使设备不依托电池能够完成放电功能。

本实用新型实施例还提供了一种包括上述锂电池充放电设备测试电路的锂电池充放电设备测试系统，其还包括化成设备、治具3以及多个连接件1，所述化成设备的各个通道的正、负极均设置有探针，所述探针通过所述连接件与所述测试电路连通，所述探针与所述连接件一一对应设置。所述治具上设置有多个容置孔，所述连接件设置在所述容置孔内，且所述连接件与所述容置孔一一对应设置。

作为一个优选实施例如图4所示，所述连接件包括一体结构的矩形块段11和螺纹柱段12，所述容置孔2包括与所述矩形块段11适配的卡槽21和与所述螺纹柱段适配的螺纹孔22，所述探针与所述矩形块段11的裸露端面接触，矩形块段11设置在卡槽21内，所述螺纹柱段设置在所述螺纹孔内；且所述螺纹柱段远离所述矩形块段的一端穿过所述螺纹孔后裸露在所述螺纹孔的外侧，所述螺纹柱段远离所述矩形块段的一端设置有紧固螺母，所述螺母将所述测试电路用来与所述探针连接的电线锁紧并与所述治具固定。

可以理解的是连接件提高了测试线路与化成设备探针接触的可靠性，在实际选材时，连接件材质为铜，所述治具的材质为电木；治具主要用于固定连接件，按照连接件尺寸开孔，将连接件嵌入治具中，治具中部开口，其与上气缸连接，通过气缸带动治具，使连接件与充放电设备通道探针接触，形成充放电回路测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种锂电池充放电设备测试电路，其特征在于：包括串联在充电端通道负极上的第一继电器组、串联在充电端通道正极上的第二继电器组，串联在放电端通道负极上的第三继电器组、串联在放电端通道正极上的第四继电器组，第一继电器组、第二继电器组、第三继电器组以及第四继电器组均包括与化成设备通道数目相同的两开两闭继电器，每组继电器组的各个两开两闭继电器分别与化成设备通道的相应端的相应电极一一对应设置；

每个充电端通道的正极连接的两开两闭继电器和同一充电端通道的负极连接的两开两闭继电器之间串联有负载电阻，第一继电器组与第二继电器组之间串联有标准电阻，所述标准电阻能够分别串联在各个充电端通道的正、负极之间，且所述负载电阻导通时所述标准电阻为开路，所述标准电阻导通时所述负载电阻为开路；

所述第三继电器组与第四继电器组之间串联有直流电源、第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器，其中，直流电源的负极与第三继电器组之间依次串联第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器的一条开关通路，直流电源的正极与第四继电器组之间依次串联有第五两开两闭继电器和第六两开两闭继电器的另一条开关通路，且直流电源的正极串联的第五两开两闭继电器的相应开关通路的一条线路与放电端正极之间串联有分流器，所述分流器的两端连接有测量所述分流器电压的电流表，所述分流器两端的线路上连接有第四两开两闭继电器，所述第四两开两闭继电器的两条开关通路的一条线路控制分流器与电源导通，所述第四两开两闭继电器的两条开关通路的另一条线路控制分流器与标准电阻串联；

所述放电端通道的正负极之间设置有电压表，所述电压表通过第七两开两闭继电器控制其电路的断开和闭合。

2.根据权利要求1所述的锂电池充放电设备测试电路，其特征在于：所述标准电阻连接在第一两开两闭继电器上，所述第一两开两闭继电器的两条开关通路分别控制标准电阻两端线路的导通。

3.根据权利要求2所述的锂电池充放电设备测试电路，其特征在于：所述第四两开两闭继电器与第一两开两闭继电器的通路上还设置有第二两开两闭继电器。

4.一种锂电池充放电设备测试系统，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述的锂电池充放电设备测试电路、化成设备以及多个连接件，所述化成设备的各个通道的正、负极均设置有探针，所述探针通过所述连接件与所述测试电路连通，所述探针与所述连接件一一对应设置。

5.根据权利要求4所述的锂电池充放电设备测试系统，其特征在于：还包括治具，所述治具上设置有多个容置孔，所述连接件设置在所述容置孔内，且所述连接件与所述容置孔一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的锂电池充放电设备测试系统，其特征在于：所述连接件包括一体结构的矩形块段和螺纹柱段，所述容置孔包括分别与所述矩形块段、所述螺纹柱段适配的卡槽、螺纹孔，所述矩形块段设置在所述卡槽内，所述螺纹柱段设置在所述螺纹孔内，所述探针与所述矩形块段的外端面接触。

7.根据权利要求6所述的锂电池充放电设备测试系统，其特征在于：所述螺纹柱段远离所述矩形块段的一端穿过所述螺纹孔后裸露在所述螺纹孔的外侧，且所述螺纹柱段远离所述矩形块段的一端设置有紧固螺母，所述紧固螺母将所述测试电路用来与所述探针连接的电线锁紧。

8.根据权利要求5所述的锂电池充放电设备测试系统，其特征在于：所述治具的材质为电木。

9.根据权利要求4所述的锂电池充放电设备测试系统，其特征在于：所述连接件的材质为铜。