CN213780320U - 一种锂电池检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电池检测装置，包括供电模块、控制器、充电电路、放电电路及连接锂电池组的充放电接口，其特征在于：充放电接口中设有通讯连接端口，分别对应连接UART通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，并由控制器选通；放电电路中串联有一电热丝、MOS管开关电路和电流采样电路，电热丝与检测装置的其它电路部分设置在检测装置的不同腔室内；设有与移动通信设备连接的上位机通信模块；充电电路中设有由控制器控制通断的控制开关，充电电路和放电电路并联在充放电接口上。本实用新型实现了便携使用，并可适用于各种型号的电池检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂电池的检测装置，具体涉及一种用于对锂电池进行充放电及容量检测的方法及便携式检测装置。
背景技术
随着锂离子电池在动力电池领域的广泛应用，对锂电池的质量检测受到重视。在动力电池中，通常由多个锂离子电池组成电池组，配合电池管理系统（BMS）实现电池的充放电管控及均衡处理等管理，电池管理系统会设置接口，在电池初始化及电池检测时向设备提供相应数据。
目前，对电池进行充放电检测及容量检测通常采用的方法，是对电池进行完全放电，再进行充电，通过完整的充放电循环检测电池的充放电情况，利用恒流放电的电流及时间获取电池容量。这种方法检测周期长，检测设备通常体积较大，移动不便，因此一般适用于生产工厂进行出厂检测，以及服务总站检测是否需要更换电池等场合。而普通维修站一般只能通过通过读取电池管理系统的存储数据对电池状态进行估计，在初步判断电池可能存在问题时，送至服务总站进行检测，这增加了电池维保的时间和成本，也影响用户的使用感受。
另一方面，不同厂家生产的电池组的电池管理系统的接口不同，甚至同一厂家不同型号的电池也存在更换接口的情况，目前通常使用的通讯接口包括RS485、CAN和UART等。为便于识别，会在电池组壳体上贴上条码，通过读取条码可以获知通讯接口信息。但是，由于电池组使用环境影响，条码会发生模糊、破损、脱落等问题，导致维修人员无法获取通讯接口信息。
再者，随着工作、生活节奏的加快，人们希望可以在例如道路救援等场合实时获知电池情况，而不需要去维修站等固定场所，以节省维修时间，这对检测装置的便携性也提出了新的要求。
因此，需要提供新的锂电池检测装置，以解决上述问题。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种锂电池检测装置，以提高对锂电池容量和充放电性能的检测速度，适应各种不同通讯接口的锂电池组的检测，并提高检测装置的便携性。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂电池检测装置，包括供电模块、控制器、充电电路、放电电路及连接锂电池组的充放电接口，所述充放电接口中设有通讯连接端口，所述通讯连接端口分别对应连接UART通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，并由控制器选通；所述放电电路中串联有一电热丝、MOS管开关电路和电流采样电路，所述MOS管开关电路的控制端与控制器的输出端口连接，所述电流采样电路的输出端与控制器的输入端口连接，电热丝与检测装置的其它电路部分设置在检测装置的不同腔室内；设有与移动通信设备连接的上位机通信模块；所述充电电路中设有由控制器控制通断的控制开关，充电电路和放电电路并联在充放电接口上。
优选的技术方案，所述电热丝为500W的电热丝，电热丝所在腔室设有散热风道。
上述技术方案中，所述上位机通信模块为无线通信模块，检测装置与移动通信设备经无线通信模块连接。
优选地，所述上位机通信模块为蓝牙模块或WIFI直连模块。
或者，所述上位机通信模块为USB接口模块，检测装置与移动通信设备经USB连接线连接。
上述技术方案中，与所述控制器连接，设有控制按键、显示屏、蜂鸣器和LED指示灯。
采用上述检测装置进行锂电池检测的方法，包括以下步骤：
(1) 将所述检测装置通过连接线连接至锂电池组的充放电及通讯接口；
(2) 打开移动通信设备中的检测APP，与所述检测装置交换握手信号，确认连接成功；
(3) 检测APP识别锂电池组的通讯模式，通过检测装置传输与锂电池组的电池管理系统握手；
(4) 检测APP通过检测装置的传输读取锂电池组电池管理系统中的信息，诊断电池使用状况；
(5) 检测APP控制检测装置对锂电池组进行充放电，检测电池组充电功能和放电功能是否正常；
(6) 对行驶里程不足的电池，检测APP通过部分放电检测电池容量，对电池当前状况进行诊断。
上述技术方案中，所述步骤(3)中，识别锂电池组的通讯模式的方法是，
(a) 检测APP通过移动通信设备扫描电池外贴条码，如能通过读取条码信息获取通讯模式，则将检测装置的接口设置成对应模式，识别结束；
(b) 检测APP将检测装置的接口设置成UART模式，与电池组的电池管理系统握手，如果成功，则识别结束；
(c) 检测APP将检测装置的接口设置成RS485模式，与电池组的电池管理系统握手，如果成功，则识别结束；
(d) 检测APP将检测装置的接口设置成CAN模式，与电池组的电池管理系统握手，如果成功，则识别结束；
(e) 握手未成功，发出接口连接失败信号。
步骤(4)中，读取的信息包括电池循环次数CYC、电池充满电后搁置的最小电压和最大电压、电池累积容量。
步骤(6)中，部分放电检测的方法是，通过检测装置将电池充电至电压V1，读取电池管理系统中的累积容量CAP1，并根据电压查询表获取SOC1值；通过检测装置对电池组进行放电至电压V0，读取电池管理系统中的累积容量CAP0，并根据电压查询表获取SOC0值；在APP中设置有容量识别模块，由下列公式获取电池容量BAT_CAP：
式中，K为电池容量修正系数，CYC为电池循环次数；
K的数值通过训练获得，训练方法为，提供一组同类型的电池，分别采用完全放电法获得电池的容量，作为部分放电检测法中的电池容量值，由此计算得到该类型电池的K值。
进一步的技术方案，对于质保期内需要更换的电池，采用完全放电法检测电池真实容量，并加入K值的训练样本中。
上述技术方案中，所述移动通信设备优选为手机或平板，所述检测装置与所述移动通信设备之间可以是有线连接或无线连接，优选为蓝牙连接。
进一步的技术方案，检测APP通过移动通信设备将检测的数据上传至服务器保存。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、本实用新型通过设置多个通讯模块，利用端口复用识别锂电池组的通讯模式，实现了检测仪与锂电池组的握手通讯，可以自动识别并兼容多种协议，能够兼容36～72V多种电压平台的锂电池的测试；
2、本实用新型通过设置上位机通信模块与手机或平板等移动通信设备进行通信，利用检测APP与检测装置配合实现检测，检测装置的电路部分处理要求低，体积小，能够实现便携使用，同时可以连接服务器，实现电池系统的在线更新；
3、本实用新型的装置通过设置充电电路、放电电路，既可以进行容量检测，又能够检测充放电的功能是否正常，同时，还可以通过放电结束后对电池组进行再充电，来区分电池组是否真正放完电还是人为断开电池，避免误判。
附图说明
图1是实施例中检测装置的电路示意图；
图2是实施例中识别锂电池组的通讯模式的流程图；
图3是实施例中对锂电池进行检测的流程图；
图4是实施例中检测数据。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：一种锂电池检测装置，参见图1，包括一控制器（MCU），在供电回路中设置一充电器，充电器规格为30～84V、1A，构成充电电路，充电电路中设有一由控制器控制通断的开关。设置一放电电路，由串联连接的500W电热丝、MOS管开关电路和电流采样电路构成，MOS管开关电路的控制端与控制器的输出端口连接，所述电流采样电路的输出端与控制器的输入端口连接。充电电路和放电电路并联在充放电接口上。
为减少对电路的影响，尽可能缩小体积，电热丝与检测装置的其它电路部分设置在检测装置的不同腔室内，电热丝所在腔室设有散热风道。根据需要，可以在该腔室设置散热风扇。
与控制器连接设有多个通讯模块，分别为UART通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，这些通讯模块的通讯接口连接至通讯连接端口，通讯连接端口可以与充放电接口连接在一个接插件上，由控制器选通对应的通讯模块。
本实施例中，设置蓝牙模块与移动通信设备连接，移动通信设备可以使用手机或者平板。
为便于本机操控与识别，与所述控制器连接，设有控制按键、显示屏、蜂鸣器和LED指示灯。
采用本实施例的装置进行锂电池的检测，如图3所示，包括以下步骤：
(1) 将所述检测装置通过连接线连接至锂电池组的充放电及通讯接口；
(2) 打开移动通信设备中的检测APP，与所述检测装置交换握手信号，确认连接成功；
(3) 检测APP识别锂电池组的通讯模式，通过检测装置传输与锂电池组的电池管理系统握手；
具体过程如图1和图2所示，(a) 检测APP通过移动通信设备扫描电池外贴条码，如能通过读取条码信息获取通讯模式，则将检测装置的接口设置成对应模式，识别结束；
(b) 检测APP将检测装置的接口设置成UART模式，与电池组的电池管理系统握手，如果成功，则识别结束；
(c) 检测APP将检测装置的接口设置成RS485模式，与电池组的电池管理系统握手，如果成功，则识别结束；
(d) 检测APP将检测装置的接口设置成CAN模式，与电池组的电池管理系统握手，如果成功，则识别结束；
(e) 握手未成功，发出接口连接失败信号。
(4) 检测APP通过检测装置的传输读取锂电池组电池管理系统中的信息，诊断电池使用状况；
(5) 检测APP控制检测装置对锂电池组进行充放电，检测电池组充电功能和放电功能是否正常；
(6) 对行驶里程不足的电池，检测APP通过部分放电检测电池容量，对电池当前状况进行诊断，部分放电检测的方法是，通过检测装置将电池充电至电压V1，读取电池管理系统中的累积容量CAP1，并根据电压查询表获取SOC1值；通过检测装置对电池组进行放电至电压V0，读取电池管理系统中的累积容量CAP0，并根据电压查询表获取SOC0值；在APP中设置有容量识别模块，由下列公式获取电池容量BAT_CAP：
式中，K为电池容量修正系数，CYC为电池循环次数；
K的数值通过训练获得，训练方法为，提供一组同类型的电池，分别采用完全放电法获得电池的容量，作为部分放电检测法中的电池容量值，由此计算得到该类型电池的K值。
在上述检测的基础上，对于质保期内需要更换的电池，采用完全放电法检测电池真实容量，并加入K值的训练样本中。
为便于快速追溯检测记录，检测APP通过移动通信设备将检测的数据上传至服务器保存。
采用本实用新型的方法进行检测试验，分别对50组电池进行检测，K值为0.935，检测结果如附图4所示，检测误差在3%以内，能够满足快速检测的需要。
Claims (8)
1.一种锂电池检测装置，包括供电模块、控制器、充电电路、放电电路及连接锂电池组的充放电接口，其特征在于：所述充放电接口中设有通讯连接端口，所述通讯连接端口分别对应连接UART通讯模块、RS485通讯模块、CAN通讯模块，并由控制器选通；所述放电电路中串联有一电热丝、MOS管开关电路和电流采样电路，所述MOS管开关电路的控制端与控制器的输出端口连接，所述电流采样电路的输出端与控制器的输入端口连接，电热丝与检测装置的除电热丝外的电路部分设置在检测装置的不同腔室内；设有与移动通信设备连接的上位机通信模块；所述充电电路中设有由控制器控制通断的控制开关，充电电路和放电电路并联在充放电接口上。
2.根据权利要求1所述的锂电池检测装置，其特征在于：所述电热丝为500W的电热丝，电热丝所在腔室设有散热风道。
3.根据权利要求1所述的锂电池检测装置，其特征在于：所述上位机通信模块为无线通信模块，检测装置与移动通信设备经无线通信模块连接。
4.根据权利要求3所述的锂电池检测装置，其特征在于：所述上位机通信模块为蓝牙模块。
5.根据权利要求3所述的锂电池检测装置，其特征在于：所述上位机通信模块为WIFI直连模块。
6.根据权利要求1所述的锂电池检测装置，其特征在于：所述上位机通信模块为USB接口模块，检测装置与移动通信设备经USB连接线连接。
7.根据权利要求1所述的锂电池检测装置，其特征在于：与所述控制器连接，设有控制按键和显示屏。
8.根据权利要求1所述的锂电池检测装置，其特征在于：与所述控制器连接，设有蜂鸣器和LED指示灯。
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| CN202022207344.3U CN213780320U (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种锂电池检测装置 |
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| CN213780320U true CN213780320U (zh) | 2021-07-23 |
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| CN202022207344.3U Active CN213780320U (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种锂电池检测装置 |
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2020
- 2020-09-30 CN CN202022207344.3U patent/CN213780320U/zh active Active
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