CN213424348U - 梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，包括：机架、经过梯次利用的电池包总成、操作面板、充电装置和放电装置，操作面板上设有预留检测通道、数字显示器和智能触控装置。本实用新型能够进行新能源汽车动力电池包结构原理展示，可以进行电池包充放电实训演示，以及在充放电演示时，模拟电动汽车在车载标准充电模式与充电桩快速充电模式下电池包多倍率充电的运行状态，模拟电动汽车在不同工况下电池包多倍率放电的运行状态，满足职业院校和培训机构的教学需要，同时还能拓展退役动力电池包的梯次利用渠道，减少资源浪费，保护环境。

Description

梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车动力电池教学实训设备技术领域，特别涉及一种梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备。

背景技术

由于近年来新能源汽车的蓬勃发展，电动汽车在市场的保有量迅速提高。为了满足新能源汽车维修的迫切需要，各类职业院校和技工学校纷纷开设新能源汽车专业展开对新能源汽车技术的研究和新能源汽车维修的培训，推动了新能源汽车维修教学培训向更加专业化发展，而新能源汽车与传统燃油汽车在原理和结构上有着较大的差别，传统汽车教具无法满足教学需求，因此迫切需要能够紧贴新能源电动汽车实际运行工况的专业培训教学设备。

新能源动力电池是电动汽车最核心的部件，三元锂动力电池又是能量密度更高、续航里程更长的电池种类，在电动汽车上使用较为广泛。电动汽车的迅猛发展，退役的动力电池也日益增加，由于动力电池其特殊性，退役后的动力电池通常剩余80％的可用容量，如果直接报废拆解，不但会造成动力电池剩余容量的浪费，还易对环境产生巨大污染。所以针对退役动力电池而言，最理想的是电池梯次利用。

因此，使用对退役的三元锂动力电池包梯次利用，再制造变成动力电池实训教学设备。既能够满足新能源汽车教学，进行动力电池包外观结构展示，以贴近电动汽车实际运行工况进行三元锂动力电池充放电原理演示，满足职业院校和培训机构的教学需要，还能拓展退役动力电池包的梯次利用渠道，减少资源浪费，保护环境。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，能够进行新能源汽车动力电池包结构原理展示，可以进行电池包充放电实训演示，以及在充放电演示时，模拟电动汽车在车载标准充电模式与充电桩快速充电模式下电池包多倍率充电的运行状态，模拟电动汽车在不同工况下电池包多倍率放电的运行状态，满足职业院校和培训机构的教学需要，同时还能拓展退役动力电池包的梯次利用渠道，减少资源浪费，保护环境。

根据本实用新型的第一方面实施例的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，包括：

机架，包括水平设置的载物台；

经过梯次利用的电池包总成，放置于所述载物台上；

操作面板，设于所述载物台的上方，所述操作面板上设有预留检测通道、数字显示器和智能触控装置；

充电装置，包括用于模拟车载充电模式的第一充电器以及用于模拟充电桩快充模式的第二充电器；

放电装置，包括用于模拟电动汽车起步时放电状态的第一放电模块以及用于模拟电动汽车加速时放电状态的第二放电模块；

所述电池包总成、所述预留检测通道、所述数字显示器、所述充电装置和所述放电装置均与所述智能触控装置电连接。

根据本实用新型实施例的梯次利用的三元锂动力电池实训教学装置，至少具有如下有益效果：

1、本实训教学设备的电池包总成是采用退役动力电池包，电池性能良好。既能满足教学实训需求，又能实现资源循环利用，还能减少环境污染。

2、本实训教学设备的电池包总成独立于电动汽车之外，让学员对电动汽车的动力电池总成有更加直观的认知，电池包总成是精选的小容量三元锂动力电池，在进行充放电实训时数据变化迅速，尤其是单体电压和电池容量变化速度快，演示效果更明显。

3、本实训教学设备安装有预留检测通道，便于使用测量仪器实时检测电池包电压、电流、内阻、接触器状态等参数，安装有数字显示器，可实时显示电池管理系统反馈的电压、电流、SOC等参数，反应当前电池包的工作状态。

4、本实训教学设备的智能触控装置，集成了众多电池管理系统功能，时刻监测动力电池的状态，对电池电芯进行均衡和保护，执行上下电的电源策略，实现设备间数据交换。智能触控装置，具备电池充放电教学实训功能，能模拟标准充电模式和快速充电模式不同倍率充电教学实训，模拟电动汽车不同工况下动力电池的不同倍率放电教学实训等，实训过程更加贴近电动汽车的真实运行工况。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包总成是通过对退役动力电池包进行拆解、检测、修复和重新分容成组的工艺流程后再制造而成；所述电池包总成包括电池单体、单体组成的模组、高压安全盒、BMS电池管理系统、MSD维修开关和冷却系统，电池单体的容量为5Ah，电池包的电压为266V。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包总成上覆盖有防护罩，所述防护罩采用高透光亚克力板热弯压模成型。

根据本实用新型的一些实施例，所述载物台和所述电池包总成之间设有绝缘垫板。

根据本实用新型的一些实施例，所述操作面板上绘制有三元锂电芯原理图、电池包结构图和电气电路图。

根据本实用新型的一些实施例，所述放电装置还包括自动温控装置，所述自动温控装置包括温度传感器和电子扇，所述温度传感器用于采集所述第一放电模块和所述第二放电模块的温度信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一放电模块和所述第二放电模块均为放电电阻。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的后视图；

图3为本实用新型充放电的电路方框图。

机架100、载物台200、电池包总成300、操作面板400、预留检测通道410、数字显示器420、智能触控装置430、第一充电器510、第二充电器520、第一放电模块610、第二放电模块620、绝缘垫板700。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-3，一种梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，包括：

机架100，包括水平设置的载物台200，机架100底部设有万向轮，可以灵活移动，实用性更强。

经过梯次利用的电池包总成300，放置于载物台200上；

操作面板400，设于载物台200的上方，操作面板400上设有预留检测通道410，使用测量工器具能够实时检测电池包的电压、电流、内阻、接触器状态等参数；设有数字显示器420，可实时显示电池管理系统反馈的电压、电流、SOC等参数，反应当前电池包的工作状态；设有智能触控装置430，作为控制中心，集成了信号采集、电池保护、电路均衡、执行控制、设备通讯和电池充放电教学实训等功能，具体可执行实时监测电池包的电压、电流、温度等信号，可在监测到信号异常时迅速中断电路连接，可在电池包充放电过程中对电池单体进行均衡管理，可在电池包充放电时执行上下电的电源策略控制管理，可实现电池管理系统上位机和下位机之间数据交换，可模拟标准充电模式和快速充电模式不同倍率充电教学实训，可模拟电动汽车不同工况下动力电池的不同倍率放电教学实训等。

充电装置，包括用于模拟车载充电模式的第一充电器510以及用于模拟充电桩快充模式的第二充电器520；模拟车载充电器工作模式时，以0.3-0.5C电流对动力电池进行标准充电；模拟充电桩的直流快充工作模式时，以1-1.2C电流对动力电池进行快速充电，实现30分钟充满80％容量。

放电装置，包括用于模拟电动汽车起步时放电状态的第一放电模块610以及用于模拟电动汽车加速时放电状态的的第二放电模块620，第一放电模块610和第二放电模块620的功率不同，第一放电模块610可以产生0.5C倍率的放电电流，第二放电模块620可以产生1C倍率的放电电流，即可模拟电动汽车不同工况下动力电池的不同倍率放电教学实训，实训过程更加贴近电动汽车的真实运行工况。

电池包总成300、预留检测通道410、数字显示器420、充电装置和放电装置均与智能触控装置430电连接，智能触控装置430作为设备的控制中心。

在本实施例中，充电装置和放电装置均设于载物台200的下方。

本实用新型的动态运行演示：

(1)检查设备是否完好，电池包总成300、操作面板400及智能触控装置430有无异常。

(2)检查电源线是否完好，连接电源线。

(3)闭合电源总开关，智能触控装置430自动开机。

(4)打开钥匙开关，整机系统上电。

(5)进入智能触控装置430的电池包参数界面，查阅电池管理系统参数数据。

(6)进入智能触控装置430的放电实训界面，进行不同倍率的放电实训操作，模拟电动汽车在不同工况下动力电池的参数变化。

(7)进入智能触控装置430的充电实训界面，进行不同倍率的充电实训操作。模拟车载充电工作模式时，以0.3-0.5C电流对动力电池进行标准充电。模拟直流快充工作模式时，以1-1.2C电流对动力电池进行快速充电。

在其中的一些实施例中，电池包总成300是通过对退役动力电池包进行拆解、检测、修复和重新分容成组的工艺流程后再制造而成；电池包总成300包括电池单体、单体组成的模组、高压安全盒、BMS电池管理系统、MSD维修开关和冷却系统，电池单体的容量为5Ah，电池包的电压为266V。经过梯次利用的电池包总成300的结构完整、组件功能齐全，电池性能良好。

在其中的一些实施例中，电池包总成300上覆盖有防护罩，防护罩采用高透光亚克力板热弯压模成型。电池包总成300去除上盖，采用透明的防护罩代替，电池包内部零部件完整展示，电池包内部结构一目了然。防护罩采用高透光亚克力板热弯压模成型，整体式结构强度高，不易损坏，防护罩可以隔离人员与电池包内的高压带电部件，防止发生危险。

在其中的一些实施例中，载物台200和电池包总成300之间设有绝缘垫板700。采用耐高压绝缘胶皮铺设，可隔离电池包总成300与机架100之间的电气连接，防止电池包总成300漏电发生危险，提高了设备的安全性能。

在其中的一些实施例中，操作面板400上绘制有三元锂电芯原理图、电池包结构图和电气电路图，可以通过原理图向学员介绍电池包的结构和原理的相关知识。

在其中的一些实施例中，放电装置还包括自动温控装置，自动温控装置包括温度传感器和电子扇，温度传感器用于采集第一放电模块610和第二放电模块620的温度信号。温度传感器将采集的温度信号传送给智能触控装置430，由智能触控装置430发送电子扇开启信号。自动温控装置根据放电电流和内部温度变化进行温度自动调节，控制电子扇的风量和风速，保持放电装置整体温度在合适范围。

在其中的一些实施例中，第一放电模块610和第二放电模块620均为放电电阻。每个放电电阻均连接一个接触器，通过导线与电池包总成300的正负极相接，接触器收到智能触控装置430的信号后，分别接通接触器，使电池包与对应的放电电阻连通，形成电路回路，放电电阻形成的电流稳定可控。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，包括：

机架(100)，包括水平设置的载物台(200)；

经过梯次利用的电池包总成(300)，放置于所述载物台(200)上；

操作面板(400)，设于所述载物台(200)的上方，所述操作面板(400)上设有预留检测通道(410)、数字显示器(420)和智能触控装置(430)；

充电装置，包括用于模拟车载充电模式的第一充电器(510)以及用于模拟充电桩快充模式的第二充电器(520)；

放电装置，包括用于模拟电动汽车起步时放电状态的第一放电模块(610)以及用于模拟电动汽车加速时放电状态的第二放电模块(620)；

所述电池包总成(300)、所述预留检测通道(410)、所述数字显示器(420)、所述充电装置和所述放电装置均与所述智能触控装置(430)电连接。

2.根据权利要求1所述的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，所述电池包总成(300)包括电池单体、单体组成的模组、高压安全盒、BMS电池管理系统、MSD维修开关和冷却系统，电池单体的容量为5Ah，电池包的电压为266V。

3.根据权利要求1所述的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，所述电池包总成(300)上覆盖有防护罩，所述防护罩采用高透光亚克力板热弯压模成型。

4.根据权利要求1所述的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，所述载物台(200)和所述电池包总成(300)之间设有绝缘垫板(700)。

5.根据权利要求1所述的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，所述操作面板(400)上绘制有三元锂电芯原理图、电池包结构图和电气电路图。

6.根据权利要求1所述的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，所述放电装置还包括自动温控装置，所述自动温控装置包括温度传感器和电子扇，所述温度传感器用于采集所述第一放电模块(610)和所述第二放电模块(620)的温度信号。

7.根据权利要求1所述的梯次利用的三元锂动力电池实训教学设备，其特征在于，所述第一放电模块(610)和所述第二放电模块(620)均为放电电阻。

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