CN218727884U

CN218727884U - 电池性能测试装置

Info

Publication number: CN218727884U
Application number: CN202222257758.6U
Authority: CN
Inventors: 文绍喜; 魏武
Original assignee: Shenzhen Yonghang New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Yonghang New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2032-08-25

Abstract

本实用新型描述了一种电池性能测试装置，该装置包括与电池包中各单元电池连接的放电单元、与放电单元连接的数据采集单元、与数据采集单元连接的电压电流转换单元、以及与电压电流转换单元连接的MCU控制单元；放电单元的放电载体为功率电阻，放电单元接收MCU控制单元的指令，完成对单元电池进行恒流放电；MCU控制单元用于接收电压电流转换单元转换的单元电池的电压、以及电流参数，以计算电池包和单元电池的电阻，并与预设的电池包和单元电池的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。由此，能够方便对电池包和单元电池的性能进行测试。

Description

电池性能测试装置

技术领域

本实用新型大体涉及一种电池性能测试装置。

背景技术

近年来，随着新能源行业的快速发展，人们对新能源的认知有了逐步的提高，充电电池在电力系统中已经得到广泛应用，比如植保、植物收割机、无人机等。

目前航模、车模广泛采用聚合物锂电池作为充电电池，但是随着电池的使用次数增加，电池的性能会逐渐下降，进而易对充电电池的充电造成影响，不利于充电电池的寿命，且给用户带来使用不便。

因此，在电池的使用过程中，需要及时对充电电池的各项性能进行检测并进行后续维修。

实用新型内容

本实用新型是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够方便对电池包和各单元电池进行测试的电池性能测试装置、电池内阻和电池平衡度测试方法。

为此，本实用新型提供一种电池性能测试装置，包括与电池包连接的放电单元、与所述放电单元连接的数据采集单元、与所述数据采集单元连接的电压电流转换单元、以及与所述电压电流转换单元连接的MCU控制单元，所述电池包与所述数据采集单元连接，所述MCU 控制单元还与所述放电单元连接；所述放电单元的放电载体为功率电阻，所述放电单元接收所述MCU控制单元的指令，以对单元电池进行恒流放电；所述数据采集单元用于采集所述电池包中单元电池的电压、电流参数；所述电压电流转换单元通过运放器件和ADC转换器对单元电池电压、电流进行电压、电流的转换，并将转换的单元电池电压、电流发送至MCU控制单元；所述MCU控制单元用于接收所述电压电流转换单元转换的所述电池包中单元电池的电压、电流参数，以计算电池包和单元电池的电阻，并与预设的电池包和单元电池的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。

在本实用新型中，通过MCU控制单元控制放电单元进行恒流放电，数据采集单元采集单元电池的电压经转换后发送至MCU控制单元，最后由MCU控制单元根据电压电流转换单元转换单元电池的电压、以及电流参数，以计算单元电池和电池包的电阻，并与预设的单元电池和电池包的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。在这种情况下，能够方便对电池包和单元电池的性能进行检测。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，还包括与所述MCU控制单元连接的显示操作单元，所述显示操作单元包括按键模块和显示模块，按键模块用于参数设置和功能选择，显示模块用于呈现测试数据和测试结果。由此，能够方便呈现测试数据和测试结果。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，所述放电单元还包括恒流电路和放电控制回路。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，所述单元电池的电压包括放电前的静态电压和放电时的放电电压。在这种情况下，能够方便测得电池包中单元电池的静态电压和放电电压。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，单元电池内阻计算公式为：R＝(V_静-V_放电)/I，电池包总内阻为各单元电池内阻之和；单元电池内阻平衡度计算公式为：R_平衡＝R/Ravg；单元电池电压平衡度计算公式为：V_平衡＝V/Vavg，V_静为静态时的电压参数， V_放电为放电时的电压参数，Ravg为平均内阻，Vavg为平均电压。由此，能够方便计算出电池包总内阻和单元电池内阻、单元电池内阻平衡度、以及单元电池电压平衡度。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，所述放电电压包括所述单元电池的本体电压和焊接点电压，所述数据采集单元连接所述单元电池的本体两端以检测其本体电压，所述数据采集单元连接所述单元电池的焊接点两端以检测其焊接点电压。在这种情况下，通过比较本体电压和焊接点电压能够发现焊接点的焊接情况。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，所述数据采集单元包括电压传感器和电流传感器。由此，能够方便采样电压和电流。

另外，在本实用新型所涉及的电池性能测试装置中，可选地，所述放电单元放电时的预定时间为1s。

在本实用新型中，通过MCU控制单元控制放电单元进行恒流放电，数据采集单元采集单元电池的电压经转换后发送至MCU控制单元，最后由MCU控制单元根据电压电流转换单元转换的单元电池的电压、以及电流参数，以计算单元电池和电池包的电阻，并与预设的单元电池和电池包的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。在这种情况下，能够方便对电池包和单元电池的性能进行检测。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型的实施例，其中：

图1是示出了本实用新型的实施方式所涉及电池性能测试装置的功能模块图。

图2是示出了本实用新型的实施方式所涉及电池内阻测试方法的流程图。

图3是示出了本实用新型的实施方式所涉及电池平衡度测试方法的流程图。

符号说明：

10…电池包，20…接口单元，30…放电单元，40…数据采集单元， 50…单元电池电压测试单元，60…MCU控制单元，70…显示操作单元。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

图1是示出了本公开的实施方式所涉及电池性能测试装置的功能模块图。

本实施方式所涉及的电池性能测试装置(以下有时简称为装置) 可以包括与电池包10中各单元电池连接的放电单元30、与所述放电单元30连接的数据采集单元40、与所述数据采集单元40连接的电压电流转换单元50、以及与所述电压电流转换单元50连接的MCU控制单元60，所述数据采集单元40还用于直接与所述电池包10各单元电池连接以能够采集单元电池的静态电压，所述MCU控制单元60还与所述放电单元30连接；所述放电单元30的放电载体为功率电阻，所述放电单元30接收所述MCU控制单元60的指令，以对单元电池进行恒流放电；所述数据采集单元40用于采集所述电池包10和单元电池的电压、电流参数；所述电压电流转换单元50通过运放器件和ADC转换器对电池包总电压和单元电池电压进行电压转换，并将转换的单元电池电压发送至MCU控制单元60；所述MCU控制单元60用于接收所述电压电流转换单元测试和转换的单元电池的电压、以及电电流参数，以计算电池包和单元电池的电阻，并与预设的电池包和单元电池的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。

在本公开第一方面中，通过MCU控制单元60控制放电单元30 进行恒流放电，数据采集单元采集电池包10中单元电池的电压经转换后发送至MCU控制单元60，最后由MCU控制单元60根据电压电流转换单元50测试和转换的单元电池的电压、电流参数，以计算单元电池和电池包的电阻，并与预设的单元电池和电池包的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。在这种情况下，能够方便对电池包10和其中的单元电池的性能进行检测。

在一些示例中，该电池性能测试装置还可以包括用于连接电池包 10的接口单元20，该接口单元20可以用于连接被测试的单元电池。

在本实施方式中，该装置还可以包括与MCU控制单元60连接的显示操作单元70，显示操作单元70可以包括按键模块和显示模块，按键模块用于参数设置和功能选择，显示模块用于呈现测试数据和测试结果。由此，能够方便呈现测试数据和测试结果。

在本实施方式中，放电单元还可以包括用于进行恒流放电的恒流电路和放电控制回路。在一些示例中，恒流电路例如可以包括恒流源。

在本实施方式中，电池包中单元电池的电压可以包括放电前的静态电压和放电时的放电电压。在这种情况下，能够方便测得单元电池的静态电压和放电电压。

在本实施方式中，单元电池内阻计算公式为：R＝(V_静-V_放电)/I，电池包总内阻可以为计算出的单元电池内阻相加得到；单元电池内阻平衡度计算公式为：R_平衡＝R/Ravg；单元电池电压平衡度计算公式为： V_平衡＝V/Vavg，V_静为静态时的电压参数，V_放电为放电时的电压参数， Ravg为平均内阻，Vavg为平均电压。由此，能够方便计算出电池包总内阻和单元电池内阻、单元电池内阻平衡度、以及单元电池电压平衡度。

在一些示例中，V的值可以为V_静-V_放电，在另一些示例中，V的值也可以为V_静、V_放电中的任一种。

在本实施方式中，放电电压可以包括单元电池的本体电压和焊接点电压，数据采集单元40连接单元电池的本体两端以检测其本体电压，数据采集单元40连接单元电池的焊接点两端以检测其焊接点电压。在这种情况下，通过比较本体电压和焊接点电压能够发现焊接点的焊接情况，或通过计算得出的本体电阻和焊接点电阻比较以得出焊接点可能存在的问题。

具体的，利用上述公式可以分别求得本体内阻和焊接点内阻，当本体内阻和焊接点内阻普遍大于一定值时，可以认为电池本身和焊接点都存在问题；或当焊接点内阻大于一定值，本体内阻正常时，则可以认为焊接点存在问题。由此，能够方便发现焊接出可能存在的问题

在一些示例中，数据采集单元包括电压传感器和电流传感器。由此，能够方便采样电压和电流。

在一些示例中，该电池性能测试装置测试的性能可以包括电池内阻和电池平衡度(稍后详述)。

图2是示出了本公开的实施方式所涉及电池内阻测试方法的流程图。

参照图2，本公开还提供一种电池内阻测试方法，其可以包括如下步骤：

连接被测试电池；

等待电池连接稳定，采样电池包中单元电池的静态电压；

启动放电单元进行预定时间的放电，检测放电时电池包和单元电池的放电电压、电流；

MCU控制单元根据静态电压、放电电压以及电流计算电池包中单元电池内阻，并与电池标称内阻进行比较以确认电池包和单元电池内阻是否合规。

在本公开中，通过对放电前和放电时的电池包和单元电池进行采样，最终使MCU控制单元60根据静态电压、放电电压以及电流计算电池包中单元电池内阻，并与电池标称内阻进行比较以确认电池包和单元电池内阻是否合规。由此，能够方便检测电池包和单元电池内阻是否合规。

在本实施方式中，单元电池内阻计算公式为：R＝(V_静-V_放电)/I， V_静为静态时的电压，V_放电为放电时的电压；电池包总内阻可以为计算得出的各单元电池相加得到。由此，能够方便测得电池包总内阻和单元电池内阻。

该电池内阻测试方法还可以包括步骤：在显示操作装置70显示测试结果；准备下次测试。

图3是示出了本公开的实施方式所涉及的电池平衡度测试方法的流程图。

参照图3，本公开还提供了一种电池平衡度测试方法，其可以包括如下步骤：

设置平衡度测试相关参数；

启动平衡度测试；

获取电池包和单元电池静态时的电压；

开始预定时间的放电；

使能放电单元，获取电池包10和其单元电池放电时的电压、电流；

MCU控制单元60接收电池包10中单元电池静态时的电压、放电时电压和电流以计算单元电池内阻，并根据单元电池内阻和电池的平均内阻得到单元电池内阻平衡度，以及根据单元电池电压和电池平均电压得到单元电池电压平衡度。

在本公开中，通过在放电单元放电前获取电池包中单元电池静态时的电压参数，并在预定时间的放电后获取单元电池放电时的电压参数、电流参数，最后由MCU控制单元60接收接收电池包10中单元电池静态时的电压参数、放电时电压参数和电流参数以计算单元电池内阻，并根据单元电池内阻和电池的平均内阻得到单元电池内阻平衡度，以及根据单元电池电压和电池平均电压得到单元电池电压平衡度。在这种情况下，能够方便的测得电池的平衡度。

在本实施方式中，单元电池内阻计算公式为：R＝(V_静-V_放电)/I，电池包10总内阻可以为计算得出的各单元电池内阻相加得到；单元电池内阻平衡度计算：R_平衡＝R/Ravg；单元电池电压平衡度计算：V_平衡＝V /Vavg，V_静为静态时的电压参数，V_放电为放电时的电压参数，Ravg为平均内阻，Vavg为平均电压。由此，能够计算出电池包总内阻、单元电池内阻、单元电池内阻平衡度和单元电池电压平衡度。

在本公开中，通过MCU控制单元60控制放电单元30进行恒流放电，并采集电池包10和单元电池的电压经转换后发送至MCU控制单元60，最后由MCU控制单元60根据电压电流转换单元50测试和转换的电池包的电压、单元电池的电压、以及数据采集单元40采集的电流参数，以计算电池包和单元电池的电阻，并与预设的电池包和单元电池的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。在这种情况下，能够方便对电池包和单元电池的内阻和平衡度等性能进行检测。

虽然以上结合附图和实施例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

Claims

1.一种电池性能测试装置，其特征在于，包括与电池包中各单元电池连接的放电单元、与所述放电单元连接的数据采集单元、与所述数据采集单元连接的电压电流转换单元、以及与所述电压电流转换单元连接的MCU控制单元，所述数据采集单元还用于与所述电池包各单元电池连接，所述MCU控制单元还与所述放电单元连接；

所述放电单元的放电载体为功率电阻，所述放电单元接收所述MCU控制单元的指令，以对单元电池进行恒流放电；

所述数据采集单元用于采集所述电池包中单元电池的电压、电流参数；

所述电压电流转换单元通过运放器件和ADC转换器对单元电池电压、电流进行电压、电流的转换，并将转换的单元电池电压、电流发送至MCU控制单元；

所述MCU控制单元用于接收所述电压电流转换单元转换的所述电池包中单元电池的电压、电流参数，以计算电池包和单元电池的电阻，并与预设的电池包和单元电池的电阻参数进行比较，以确认电池包和单元电池是否合格。

2.如权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，

还包括与所述MCU控制单元连接的显示操作单元，所述显示操作单元包括按键模块和显示模块，按键模块用于参数设置和功能选择，显示模块用于呈现测试数据和测试结果。

3.如权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，

所述放电单元还包括恒流电路和放电控制回路。

4.如权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，

所述单元电池的电压包括放电前的静态电压和放电时的放电电压。

5.如权利要求4所述的电池性能测试装置，其特征在于，

单元电池内阻计算公式为：R＝(V_静-V_放电)/I，电池包总内阻为各单元电池内阻之和；单元电池内阻平衡度计算公式为：R_平衡＝R/Ravg；单元电池电压平衡度计算公式为：V_平衡＝V/Vavg，V_静为静态时的电压参数，V_放电为放电时的电压参数，Ravg为平均内阻，Vavg为平均电压。

6.如权利要求5所述的电池性能测试装置，其特征在于，

所述放电电压包括所述单元电池的本体电压和焊接点电压，所述数据采集单元连接所述单元电池的本体两端以检测其本体电压，所述数据采集单元连接所述单元电池的焊接点两端以检测其焊接点电压。

7.如权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，

所述数据采集单元包括电压传感器和电流传感器。

8.如权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，

所述放电单元放电时的预定时间为1s。