CN218974549U - 电性能综合测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电性能综合测试系统，包括测试设备，所述测试设备包括PXI设备和显控单元，所述PXI设备连接显控单元，所述显控单元连接交换机，所述交换机连接激励电源设备、充放电设备，所述激励电源设备、充放电设备均连接信号适配箱，所述信号适配箱连接PXI设备以及被测电池，本实用新型配合相应的软件系统，可构成一套基于计算机技术的自动测试控制系统，集电池激活、在线充放电控制和监测功能于一体的综合测试系统。

Description

电性能综合测试系统

技术领域

本实用新型涉及仪器/仪表技术领域，尤其涉及一种电性能综合测试系统。

背景技术

新能源汽车等需要采用电池供电，对电池的用量及性能要求越来越高，电池的生产、使用、维修均需要对电池的性能指标进行测试，现有的测试方式是对电池的各个性能指标进行单工位测试，不能提供一种有利于自动化测试的硬件平台。

发明内容

本实用新型旨在提供一种电性能综合测试系统，具体提供了电池的电性能综合测试系统硬件平台，配合相应的软件系统，可构成一套基于计算机技术的自动测试控制系统，集电池激活、在线充放电控制和监测功能于一体。

为达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

本实用新型公开一种电性能综合测试系统，包括测试设备，所述测试设备包括PXI设备和显控单元，所述PXI设备连接显控单元，所述显控单元连接交换机，所述交换机连接激励电源设备、充放电设备，所述激励电源设备、充放电设备均连接信号适配箱，所述信号适配箱连接PXI设备以及被测电池。

优选的，所述激励电源设备为可编程直流电源，所述充放电设备为的双向直流电源，所述PXI设备包括控制器以及与控制器连接的温度输入模块、万用表模块、模拟输入模块，所述万用表模块、模拟输入模块连接信号适配箱，所述温度输入模块连接被测电池。

优选的，所述可编程直流电源、双向直流电源、交换机、显控单元组成局域网。

进一步的，本实用新型包括激活放电同步测试电路，所述激活放电同步测试电路包括：

所述可编程直流电源连接被测电池的激励端，所述双向直流电源作为电子负载连接在被测电池的电极端，所述模拟输入模块连接被测电池的激励端、双向直流电源与被测电池的连接端；

所述可编程直流电源与被测电池的连接线路中设有开关，所述双向直流电源与被测电池的连接线路中设有开关。

进一步的，本实用新型包括绝缘电阻测量电路，所述绝缘电阻测量电路包括：

所述双向直流电源、限流电阻、被测电池、DMM电流表依次串联构成串联回路，限流电阻与被测电池之间、被测电池与DMM电流表均串联有开关模块，DMM电压表通过开关模块与被测电池并联。

进一步的，本实用新型包括电压/电流测试电路，所述电压/电流测试电路通过开关模块接入数字多用表的电压测量端子测量放电回路的电压；通过电流变送器转换为4～20mA后，再接入到数字多用表的电流测量端子测量放电回路的电流。

优选的，所述控制器为NI公司的PXIe-8840、温度输入模块为PXIe-4353、万用表模块为6位半万用表PXIe-4080、模拟输入模块为PXIe-4300，PXIe-8840、PXIe-4353、PXIe-4080、模拟输入模块均安装在PXI机箱PXIe-1088中。

优选的，所述可编程直流电源为ITECH公司的IT-M3233，所述充双向直流电源为ITECH公司的IT6036C-500-180。

进一步的，所述模拟输入模块PXIe-4300通过TB-4300B接线盒连接信号适配箱。

进一步的，本实用新型测量激活端正极/负极之间电阻时采用6位半万用表PXIe-4080的4线或2线制连接方式。

本实用新型提供了电池的电性能综合测试系统硬件平台，配合相应的软件系统，构成一套基于计算机技术的自动测试控制系统，集电池激活、在线充放电控制和监测功能于一体。该自动测试控制系统将现代计算机技术、信息技术、自动控制技术以及先进的测试测量技术有效的应用于系统的设计过程中，能够提高试验测量精度、降低测试成本，提高测试效率和自动化。

附图说明

图1为本实用新型的系统设备框图。

图2为放电设备测试框图。

图3为激活放电通道同步测试框图。

图4为低压测试框图。

图5为直流内阻测试框图。

图6为高压测试框图。

图7为电流/电压测试原理图。

图8为与本实用新型配合的系统软件的总体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实施例公开一种电性能综合测试系统，具体提供了电池的电性能综合测试系统硬件平台，包括测试设备，测试设备包括PXI设备和显控单元， PXI设备连接显控单元，显控单元连接交换机，交换机连接激励电源设备、充放电设备，所述激励电源设备、充放电设备均连接信号适配箱，信号适配箱连接PXI设备以及被测电池。

本实施例中，激励电源设备为可编程直流电源，充放电设备为的双向直流电源，PXI设备包括控制器以及与控制器连接的温度输入模块、万用表模块、模拟输入模块，所述万用表模块、模拟输入模块连接信号适配箱，所述温度输入模块连接被测电池。

其中，可编程直流电源、双向直流电源、交换机、显控单元组成局域网。

控制器采用NI公司的PXIe-8840、温度输入模块采用PXIe-4353、万用表模块采用6位半万用表PXIe-4080、模拟输入模块采用PXIe-4300，PXIe-8840、PXIe-4353、PXIe-4080、模拟输入模块均安装在PXI机箱PXIe-1088中；模拟输入模块PXIe-4300通过TB-4300B接线盒连接信号适配箱。可编程直流电源采用ITECH公司的IT-M3233，充双向直流电源采用ITECH公司的IT6036C-500-180。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例公开了用于电池充放电测试的方案，具体如下：

如图2所示，电池的放电是通过可编程直流电源的LISN功能，预先编辑好电压/电流随时间变化的输出波形，当可编程直流电源接收到触发信号后，就会按照预先编辑好的波形，自动变换输出，向被测电池提供相应的激励脉冲电源，从而使被测电池按照预先设计好的放电条件进行放电。

双向直流电源设备具备支持通道并联功能，由最新的主从并机技术，并联后上位机只需对主机设备进行控制，即可轻松扩展电池测试功率范围。除此外，主从并机方式可实现更好的模块间均流特性，保证能一致和稳定性。方案中选用的激励电源和电子负载分别是：ITECH的可编程直流电源IT-M3233和双向直流电源IT6036C-500-180。

如图3所示，本实施例还公开了电池激活放电同步测试的具体方案如下：

对电池的激活－放电通道的电压测试采用的是美国NI公司8通道250 kS/s并行采集模块PXIe-4300+TB-4300B接线盒进行测量。该采集模块采样率为250kS/s可以计算出，即周期为0.004 ms。而激活放电测试的同步性是基于PXI的定时同步技术来实现的同步误差小于1ns。

本实施例还公开了电阻的测试方案，包括对电池的4个输出端（正极、负极、激活正极、激活负极）之间的电阻测试分别采用了：低压测试、直流内阻测试和高压测试来实现。电阻的测量精度如下表所示：

如图4所示，激活端正极/负极之间电阻测量的方案：采用低压测试法对电池激活端正/负极之间的电阻进行测量，是通过美国NI公司6位半数字万用表的4线或2线制进行直接测量；

如图5所示，电池的内阻（即正极、负极）测量的方案：由于电池内阻是属于有源电阻不能直接采用数字万用表进行测量，采用了直流内阻测试的方法。直流内阻测试是利用两次不同加载电流之电流差和电压差来计算：恒定电流I₁放电时，测出电池两端电压V1，恒定电流I₂放电时，测出电池两端电压V₂，然后根据公式R=（V₁ -V₂）/（I₁ -I₂）计算出内阻值。

如图6所示，绝缘电阻测量的方案：采用了高压测试法即外加直流高压，由双向直流电源向被测电阻两端施加50-500V的直流电压，在通过万用表测量回路中的电流计算出其阻值（测量阻值最高可达到500MΩ）。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例公开了对电池的放电回路的电压/电流测试的具体方案如下：

如图7所示，通过开关模块接入数字多用表的电压测量端子进行测量（电流是通过电流变送器转换为4~20mA后，再接入到数字多用表的电流测量端子进行测量）。

其中，电流传感器采用HET零磁通电流传感器，其具体参数指标如下：

a)满量程范围：100A

b)输出电流：4-20mA

c)精度： 0.05%

d)测量带宽：DC- 1MHz（3dB）

e)响应时间：us（微妙级）

DMM电压表、电流表的精度技术指标:

实施例4

在实施例1的基础上，本实施例公开电池的温度测试方案如下：

对电池工作的温度测试采用的美国NI公司的32通道24位温度输入模块PXIe-4353和TB-4353恒温接线盒进行直接测试。

测试精度如下表所示：

实施例5

在实施例1-4的基础上，本实施例公开了与上述实施例相配合的软件系统，具体如下：

如图8所示，软件系统采用模块化设计，主要由系统管理模块、自检校准模块、流程配置模块、测试执行模块、数据显示模块、结果存储模块、报表生成打印模块、帮助模块以及测试程序数据库、配置参数数据库、合格判据数据库和测试结果数据库组成。

具体如下：

a)系统管理模块是测试系统软件的管理配置中心，主要完成对各功能模块的调度和系统数据库配置，包括对不同测试对象的测试程序、配置参数和合格判据等三个数据库进行配置管理，同时可以对测试结果数据库 的测试结果数据进行管理；

b)自检校准模块主要是负责系统的自检校准工作，利用设备自带驱动对测试系统自身的所有测试资源进行自检，通过系统中射频信号源及信号分析仪组成测试回路，标定测试线路中的损耗，在正常测试时对数据进行算法补偿，同时能够根据用户提供的方法，在相应的环境状态自动补偿修正由环境状态因素所引起的误差；

c)流程配置模块主要是根据不同的测试对象配置不同的测试，包括测试参数、被测件信息、检测系统参数、测试项目信息等，在软件设置编辑中，对关键数据输入和操作步骤进行提示和警示，防范用户的误操作行为，本模块可以提供流程配置信息文件的导出功能，方便下次进行相同测试时直接使用；

d)测试执行模块主要是根据流程配置模块生成的配置信息调用三个数据库的信息对被测对象进行自动测试，并对原始数据根据算法进行数学处理，根据配置不同， 可实现单次检测和自动循环检测功能；

e)数据显示模块主要功能是以文本、数据、曲线等方式实时显示测试执行过程中或查询的各种数据，包括被测件的原始数据、经过数据处理的测试数据、温度数据等。电性能、电阻、绝缘电阻、激活和温度测试将集成在一个界面上，测试起始零点相同；

f)数据存储模块主要功能是存储测试过程中的结果数据至测试结果数据库；

g)报表生成打印模块主要功能是负责测试报表的生成与打印，能够自动生成用户所需的数据包文件，按固定格式输出测试报告，对超差项目进行标注；

h)帮助模块主要功能是提供软件使用的在线帮助功能，在各主要控件上显示基本的操作流程和操作要点。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.电性能综合测试系统，其特征在于：包括测试设备，所述测试设备包括PXI设备和显控单元，所述PXI设备连接显控单元，所述显控单元连接交换机，所述交换机连接激励电源设备、充放电设备，所述激励电源设备、充放电设备均连接信号适配箱，所述信号适配箱连接PXI设备以及被测电池。

2.根据权利要求1所述的电性能综合测试系统，其特征在于：所述激励电源设备为可编程直流电源，所述充放电设备为的双向直流电源，所述PXI设备包括控制器以及与控制器连接的温度输入模块、万用表模块、模拟输入模块，所述万用表模块、模拟输入模块连接信号适配箱，所述温度输入模块连接被测电池。

3.根据权利要求2所述的电性能综合测试系统，其特征在于：所述可编程直流电源、双向直流电源、交换机、显控单元组成局域网。

4.根据权利要求2所述的电性能综合测试系统，其特征在于：包括激活放电同步测试电路，所述激活放电同步测试电路包括：

所述可编程直流电源连接被测电池的激励端，所述双向直流电源作为电子负载连接在被测电池的电极端，所述模拟输入模块连接被测电池的激励端、双向直流电源与被测电池的连接端；

所述可编程直流电源与被测电池的连接线路中设有开关，所述双向直流电源与被测电池的连接线路中设有开关。

5.根据权利要求2所述的电性能综合测试系统，其特征在于：包括绝缘电阻测量电路，所述绝缘电阻测量电路包括：

所述双向直流电源、限流电阻、被测电池、DMM电流表依次串联构成串联回路，限流电阻与被测电池之间、被测电池与DMM电流表均串联有开关模块，DMM电压表通过开关模块与被测电池并联。

6.根据权利要求2所述的电性能综合测试系统，其特征在于：包括电压/电流测试电路，所述电压/电流测试电路通过开关模块接入数字多用表的电压测量端子测量放电回路的电压；通过电流变送器转换为4~20mA后，再接入到数字多用表的电流测量端子测量放电回路的电流。

7.根据权利要求2所述的电性能综合测试系统，其特征在于：所述控制器为NI公司的PXIe-8840、温度输入模块为PXIe-4353、万用表模块为6位半万用表PXIe-4080、模拟输入模块为PXIe-4300，PXIe-8840、PXIe-4353、PXIe-4080、模拟输入模块均安装在PXI机箱PXIe-1088中。

8.根据权利要求7所述的电性能综合测试系统，其特征在于：所述可编程直流电源为ITECH公司的IT-M3233，所述双向直流电源为ITECH公司的IT6036C-500-180。

9.根据权利要求7所述的电性能综合测试系统，其特征在于：所述模拟输入模块PXIe-4300通过TB-4300B接线盒连接信号适配箱。

10.根据权利要求7所述的电性能综合测试系统，其特征在于：测量激活端正极/负极之间电阻时采用6位半万用表PXIe-4080的4线或2线制连接方式。

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