CN218331894U - 一种脉冲充放电耐久试验单元、装置和汽车测试系统 - Google Patents

一种脉冲充放电耐久试验单元、装置和汽车测试系统 Download PDF

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刘捷宇
胡赟剑
吴春宇
涂序聪
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Abstract

本申请实施例提供一种脉冲充放电耐久试验单元、装置和汽车测试系统,其中,脉冲充放电耐久试验单元包括:多个电池模块串联形成的电池支路、脉冲电源;每个电池模块包括:第一电池和第二电池;所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;所述电池支路和所述脉冲电源并联。实施本申请实施例,由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右,因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右,能够降低测试成本。

Description

一种脉冲充放电耐久试验单元、装置和汽车测试系统
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种脉冲充放电耐久试验单元、装置和汽车测试系统。
背景技术
在动力电池寿命耐久试验中,为了降低试验成本、周期,通常将电池的电芯串联后进行充放电寿命耐久测试(如图1所示),但受限于充放电设备输出电压限制,单次试验串联电池的电芯数量一般为2~3个,试验成本高昂。例如,一个9V/500A规格的电池的电芯直流充放电柜,小时成本约8~12元,单次可实现2电池的电芯串联,单电池的电芯脉冲耐久设备费用约4000元。在电池开发过程中通常需进行上百只电池的电芯脉冲耐久测试,电池的电芯整体试验费用高达几十万元。
综上,在现有串联脉冲耐久模式下,同时可执行的电池的电芯样品数有限、试验费用高昂。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种脉冲充放电耐久试验单元、装置和汽车测试系统,降低测试成本。
第一方面,本申请实施例提供了一种脉冲充放电耐久试验单元,包括:
多个电池模块串联形成的电池支路、脉冲电源;
每个电池模块包括:第一电池和第二电池;
所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;
所述电池支路和所述脉冲电源并联。
在上述实现过程中,由于每个电池模块包括:第一电池和第二电池;所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;所述电池支路的和所述脉冲电源并联,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。基于上述实施方式,可以降低测试成本。
进一步地,所述第一电池正极和所述第二电池的正极连接,形成所述电池模块。
在上述实现过程中,由于所述第一电池正极和所述第二电池的正极连接,形成所述电池模块,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右,能够降低测试成本。
进一步地,所述第一电池负极和所述第二电池的负极连接,形成所述电池模块。
在上述实现过程中,由于所述第一电池负极和所述第二电池的负极连接,形成所述电池模块,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。
第二方面,本申请实施例提供一种脉冲充放电耐久试验装置,包括:
电池管理系统、充放电柜、多个电池模块串联形成的电池支路;
每个电池模块包括:第一电池和第二电池;
所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;
所述电池管理系统和所述充放电柜连接;
所述电池管理系统包括:第一电压检测点和第二电压检测点;
所述充放电柜包括:第一通道、第二通道;
每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点和第二电压检测点、第一通道连接;
每个电池模块的两端和第一电压检测点、所述第一通道连接;
每个电池模块的第一端连接于第二通道的第一连接点;
每个电池模块的第二端连接于第二通道的第二连接点。
在上述实现过程中,通过电池管理系统可以实现对各个电池模块中的第一电池和第二电池之间的电压测量,进一步地,可以通过控制对应支路的通断来为每个电池模块、每个第一电池和每个第二电池进行充当电,实现充放电测试。
进一步地,每个电池模块的第一端和所述第一通道通过第一开关连接。
在上述实现过程中,可以通过控制第一开关实现每个电池模块的第一端和第一通道之间的连接。
进一步地,每个电池模块的第二端和所述第一通道通过第二开关连接。
在上述实现过程中,可以通过第二开关来控制第一通道和每个电池模块的第二端之间的连接。
进一步地,每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点通过第三开关和所述第二通道连接。
在上述实现过程中,可以通过第三开关来控制串联点和第二通道之间的连接。
进一步地,所述第一电池正极和所述第二电池的正极连接,形成所述电池模块。
进一步地,所述第一电池负极和所述第二电池的负极连接,形成所述电池模块。
第三方面,本申请实施例提供一种汽车测试系统,包括第二方面所述的脉冲充放电耐久试验装置。
在上述实现过程中,由于每个电池模块包括:第一电池和第二电池;所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;所述电池支路的和所述脉冲电源并联,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。基于上述实施方式,可以降低测试成本。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,或者,部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的脉冲充放电耐久试验单元的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的脉冲充放电耐久试验单元的另一结构示意图;
图3为本申请实施例提供的脉冲充放电耐久试验装置的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的脉冲充放电耐久试验装置的另一结构示意图。
图标:1-电池支路;2-脉冲电源;11-第一电池模块;12-第二电池模块;13-第N电池模块;3-电池管理系统;31-第一电压检测点;32-第二电压检测点;4-充放电柜;41-第一通道;42-第二通道;S5-第五子开关;S6- 第六子开关;S7-第七子开关;S8-第八子开关;S9-第九子开关;S10-第十子开关;Sn-1-第N-1子开关,Sn-第N子开关;Sn+1-第N子开关;B1-第一电池模块的第一电池;B2-第二电池模块的第二电池;B3-第二电池模块的第一电池;B4-第二电池模块的第二电池;Bn-1-第N电池模块的第一电池;Bn-第N电池模块的第二电池。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
参见图1、图2,本申请实施例提供一种脉冲充放电耐久试验装置,包括:
多个电池模块串联形成的电池支路1、脉冲电源2;
具体地,图1-图2中的电池支路分别包括:第一电池模块11、第N电池模块13;
每个电池模块包括:第一电池和第二电池;
第一电池模块包括:第一电池模块的第一电池B1;第一电池的第二电池B2;第二电池模块包括:第N电池模块包括:第N电池模块的第一电池 Bn-1;第N电池模块的第一电池Bn;
第一电池和第二电池通过同名电极串联,形成电池模块;
电池支路1和脉冲电源2并联。
在上述实现过程中,由于每个电池模块包括:第一电池和第二电池;第一电池和第二电池通过同名电极串联,形成电池模块;电池支路1的和脉冲电源2并联,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路1中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。基于上述实施方式,可以降低测试成本。
进一步地,参见图1,第一电池正极和第二电池的正极连接,形成电池模块。
每个电池模块通过第一电池和第二电池的负极和其他电池模块串联。
在上述实现过程中,由于第一电池正极和第二电池的正极连接,形成电池模块,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路1中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。
进一步地,参见图2,第一电池负极和第二电池的负极连接,形成电池模块。
每个电池模块通过第一电池和第二电池的正极和其他电池模块串联。
在上述实现过程中,由于第一电池负极和第二电池的负极连接,形成电池模块,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路1中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。
实施例2
参见图3、图4,本申请实施例提供一种脉冲充放电耐久试验装置,所述装置包括:电池管理系统33、充放电柜4、多个电池模块串联形成的电池支路1;
具体地,电池支路分别包括:第一电池模块11、第二电池模块12、第 N电池模块13;
每个电池模块包括:第一电池和第二电池;
第一电池模块包括:第一电池模块的第一电池B1;第一电池的第二电池B2;第二电池模块包括:第二电池模块的第一电池B3;第一电池的第二电池B4......第N电池模块包括:第N电池模块的第一电池Bn-1;第N电池模块的第一电池Bn;
所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;
所述电池管理系统3和所述充放电柜连接;
所述电池管理系统3包括:第一电压检测点31和第二电压检测点32;
所述充放电柜包括:第一通道41、第二通道42;
每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点和第二电压检测点32、第一通道41连接;
每个电池模块的两端和第一电压检测点31、所述第一通道41连接;
每个电池模块的第一端连接于第二通道42的第一连接点;
每个电池模块的第二端连接于第二通道42的第二连接点。
在上述实现过程中,通过电池管理系统3可以实现对各个电池模块中的第一电池和第二电池之间的电压测量,进一步地,可以通过控制对应支路的通断来为每个电池模块、每个第一电池和每个第二电池进行充当电,实现充放电测试。
进一步地,参见图3-图4,第一电池正极和第二电池的正极连接,形成电池模块。基于上述实施方式,可以降低测试成本。
每个电池模块通过第一电池和第二电池的负极和其他电池模块串联。
在上述实现过程中,由于第一电池正极和第二电池的正极连接,形成电池模块,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路1中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。
进一步地,参见图3-图4,第一电池负极和第二电池的负极连接,形成电池模块。
每个电池模块通过第一电池和第二电池的正极和其他电池模块串联。
在上述实现过程中,由于第一电池负极和第二电池的负极连接,形成电池模块,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路1中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。
进一步地,每个电池模块的第一端和第一通道41通过第一开关连接。
参见图3-图4,第一开关包括:第一子开关S1、第五子开关S5、第n-1 子开关Sn-1。
在上述实现过程中,可以通过控制第一开关实现每个电池模块的第一端和第一通道41之间的连接。
进一步地,每个电池模块的第二端和第一通道41通过第二开关连接。
参见图3-图4,第二开关包括:第三子开关S3、第n+1子开关Sn+1。
在上述实现过程中,可以通过第二开关来控制第一通道41和每个电池模块的第二端之间的连接。
进一步地,每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点通过第三开关和第二通道42连接。
参见图3-图4,第三开关包括:第六子开关S6、第七子开关S7、第八子开关S8、第九子开关S9、第十子开关S10。
进一步地,每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点通过第三开关和第一通道41连接。
参见图3-图4,第四开关包括:第二子开关S2、第四子开关S4、第n 子开关Sn。
在上述实现过程中,可以通过第三开关来控制串联点和第二通道42之间的连接。
进一步地,电池管理系统3和充放电柜4通过通信线连接。
进一步地,第一通道41包括:第三连接点和第四连接点;
每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点和第三连接点连接;
每个电池模块的两端和第三连接点连接。
实施例3
基于图3、图4所示的脉冲充放电耐久试验装置,本申请实施例一种充放电测试方法,包括:
闭合第一子开关S1和第二子开关S2,电池充放电管理系统采集第一电池模块的第一电池B1第一电池电压、计算SOC,充放电柜中的第一通道 41对第一电池模块的第一电池B1进行目标SOC调整;
断开第一子开关S1、闭合第三子开关S3,电池充放电管理系统采集电池第一电池模块的第二电池B2的电压、计算SOC,充放电柜中的第一通道 41对第一电池模块中的第二电池B2进行目标SOC调整;
断开第二子开关S2、闭合第四子开关S4,电池充放电管理系统采集电池第二电池模块中的第一电池B3的电压、计算SOC,充放电柜中的第一通道41对第二电池模块中的第一电池B3进行目标SOC调整;
断开第三子开关,闭合第五子开关,电池充放电管理系统采集电池第二电池模块的第二电池B4的电压、计算SOC,充放电柜中的第一通道41 对第二电池模块中的第二电池B4进行目标SOC调整;
闭合第N-1子开关Sn-1和第N子开关SN,电池充放电管理系统采集电池第N个电池模块的第一电池Bn-1的电压、计算SOC,充放电柜中的第一通道41对第N个电池模块的第一电池Bn-1进行目标SOC调整;
断开第N-1子开关SN-1、闭合第N+1子开关SN+1,电池充放电管理系统采集电池第N个电池模块的第二电池Bn的电压、计算SOC,充放电柜中的第一通道41对第N个电池模块的第二电池Bn进行目标SOC调整;
断开第N子开关SN和第N+1子开关SN+1,闭合第六子开关S6和第八子开关S8,充放电柜中的第二通道42对第一电池模块11进行T1秒正负脉冲加热后进行静置
断开第六子开关S6、闭合第八子开关S8,充放电柜中的第二通道42 对第二电池模块12进行T2秒正负脉冲加热后进行静置;
闭合第九子开关S9和第十子开关S10,充放电柜中的第二通道42对第 N电池模块13进行Tn/2秒正负脉冲加热;
第N电池模块13的静置累计静置时间达到预设时间长度,并且累计加热时间达到目标值,止试验。
实施例3
本申请实施例提供一种汽车测试系统,包括实施例1的脉冲充放电耐久试验装置。
在上述实现过程中,由于每个电池模块包括:第一电池和第二电池;第一电池和第二电池通过同名电极串联,形成电池模块;电池支路1的和脉冲电源2并联,电池的电芯存在极化内阻,电池模块两端产生极化电压,支路正极端电压表现为电池支路1中所有电池模块两端产生极化电压之和。由于脉冲极化电压通常仅为开路电压的10%左右。因此,脉冲充放电耐久试验装置输出电压要求将降低为常规方案的10%左右。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种脉冲充放电耐久试验单元,其特征在于,包括:
多个电池模块串联形成的电池支路、脉冲电源;
每个电池模块包括:第一电池和第二电池;
所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;
所述电池支路和所述脉冲电源并联。
2.根据权利要求1所述的脉冲充放电耐久试验单元,其特征在于,所述第一电池的正极和所述第二电池的正极连接,形成所述电池模块。
3.根据权利要求2所述的脉冲充放电耐久试验单元,其特征在于,所述第一电池的负极和所述第二电池的负极连接,形成所述电池模块。
4.一种脉冲充放电耐久试验装置,其特征在于,所述装置包括:电池管理系统、充放电柜、多个电池模块串联形成的电池支路;
每个电池模块包括:第一电池和第二电池;
所述第一电池和所述第二电池通过同名电极串联,形成所述电池模块;
所述电池管理系统和所述充放电柜连接;
所述电池管理系统包括:第一电压检测点和第二电压检测点;
所述充放电柜包括:第一通道、第二通道;
所述每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点和第二电压检测点、第一通道连接;
每个电池模块的两端和第一电压检测点、所述第一通道连接;
每个电池模块的第一端连接于第二通道的第一连接点;
每个电池模块的第二端连接于第二通道的第二连接点。
5.根据权利要求4所述的脉冲充放电耐久试验装置,其特征在于,每个电池模块的第一端和所述第一通道通过第一开关连接。
6.根据权利要求5所述的脉冲充放电耐久试验装置,其特征在于,每个电池模块的第二端和所述第一通道通过第二开关连接。
7.根据权利要求6所述的脉冲充放电耐久试验装置,其特征在于,每个电池模块中的第一电池和第二电池之间的串联点通过第三开关和所述第二通道连接。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的脉冲充放电耐久试验装置,其特征在于,
所述第一电池的正极和所述第二电池的正极连接,形成所述电池模块。
9.根据权利要求4-7任意一项所述的脉冲充放电耐久试验装置,其特征在于,所述第一电池的负极和所述第二电池的负极连接,形成所述电池模块。
10.一种汽车测试系统,其特征在于,包括权利要求4-9任意一项所述的脉冲充放电耐久试验装置。
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