CN219225059U - 一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体公开了一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，所述系统包括电池组、BMS保护板、校准切换模块、电源模块和电子负载；所述电池组连接BMS保护板，所述BMS保护板连接校准切换模块，所述校准切换模块连接电源模块和电子负载，所述电源模块连接电子负载；其中，所述校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路；本实用新型能够省去频繁的接线操作，有效提高了校准测试效率以及操作的安全性。

Description

一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统。

背景技术

对于BMS保护板的软件，在设计时，为了让检测电流更加精准，在出货前，都要做电流的校准。对于电流的校准，一般有静态电流、放电电流和充电电流的校准，而这些校准需要用到电池组、电源模块和电子负载的配合。

其中，在校准放电电流时，需要电池组接好BMS保护板，再接BMS保护板的输出线到电子负载放电进行校准；在校准充电电流时，需要电池组接好BMS保护板，再将BMS保护板的输出线接到电源模块的输入线进行校准；在校准静电电流时，又需要断开BMS保护板与电源模块、电子负载的连接；可见，上述关于放电电流、充电电流和静态电流的校准方式是相互独立的，在校准时，需要用到三种接线方式，导致校准测试效率低下，且容易因接错线而引发安全问题。

实用新型内容

针对上述存在的校准测试效率低下和容易因接错线而引发安全问题等缺陷，本实用新型提供了一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，能够省去频繁的接线操作，有效提高了校准测试效率以及操作的安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具体方案如下：

一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，所述系统包括电池组、BMS保护板、校准切换模块、电源模块和电子负载；

所述电池组连接BMS保护板，所述BMS保护板连接校准切换模块，所述校准切换模块连接电源模块和电子负载，所述电源模块连接电子负载；

其中，所述校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路。

在一些实施方案中，所述校准切换模块包括按键单元、开关切换单元和MCU控制单元，所述按键单元连接MCU控制单元，所述MCU控制单元连接开关切换单元；

所述BMS保护板连接开关切换单元，所述开关切换单元连接电源模块和电子负载，通过按键单元输出不同信号给MCU控制单元，使MCU控制单元控制开关切换单元呈现不同状态，以改变BMS保护板与电源模块、电子负载的连接关系。

在一些实施方案中，所述开关切换单元包括第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件和第四开关组件；

所述第一开关组件连接MCU控制单元和第三开关组件，所述MCU控制单元控制第一开关组件的通断，所述第一开关组件控制第三开关组件的通断；

所述第二开关组件连接MCU控制单元和第四开关组件，所述MCU控制单元控制第二开关组件的通断，所述第二开关组件控制第四开关组件的通断，进而对应控制BMS保护板与电源模块、电子负载之间的通断。

在一些实施方案中，所述第三开关组件包括分别与第一开关组件连接的第一MOS管、第二MOS管。

在一些实施方案中，所述第一开关组件包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻，所述第一三极管的集电极连接第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极连接第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻连接第一MOS管，所述第二电阻连接第二MOS管。

在一些实施方案中，所述第四开关组件包括分别与第二开关组件连接的第三MOS管、第四MOS管。

在一些实施方案中，所述第二开关组件包括第三三极管、第四三极管、第三电阻和第四电阻，所述第三三极管的集电极连接第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻连接第三MOS管，所述第四电阻连接第四MOS管。

在一些实施方案中，所述校准切换模块还包括显示单元，所述显示单元连接MCU控制单元，利用显示单元的显示功能，以便于操作人员获知校准进度。

在一些实施方案中，所述显示单元包括分别与MCU控制单元连接的第一LED组件、第二LED组件和第三LED组件，对不同的电流校准进度进行显示。

在一些实施方案中，所述按键单元包括DPST开关。

本实用新型提供的一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，通过设置校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路，以便于进行充电电流、放电电流和静态电流的校准，能够省去频繁的接线操作，有效提高了校准测试效率以及操作的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的系统的原理框图；

图2为本实用新型实施例中提供的按键单元和MCU控制单元的电路原理图；

图3为本实用新型实施例中提供的第一开关组件的电路原理图；

图4为本实用新型实施例中提供的第二开关组件的电路原理图；

图5为本实用新型实施例中提供的第三开关组件和第四开关组件的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

例如，一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，所述系统包括电池组、BMS保护板、校准切换模块、电源模块和电子负载；所述电池组连接BMS保护板，所述BMS保护板连接校准切换模块，所述校准切换模块连接电源模块和电子负载，所述电源模块连接电子负载；其中，所述校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路。

本实施例提供的一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，通过设置校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路，以便于进行充电电流、放电电流和静态电流的校准，能够省去频繁的接线操作，有效提高了校准测试效率以及操作的安全性。

实施例一：

如图1所示，一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，该系统包括电池组、BMS保护板、校准切换模块、电源模块和电子负载，用于对BMS保护板的充电电流、放电电流和静态电流进行校准测试。

电池组连接BMS保护板，BMS保护板连接校准切换模块，校准切换模块连接电源模块和电子负载，电源模块连接电子负载；其中，校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路。

具体的，当需要校准充电电流时，通过校准切换模块，使BMS保护板接入到电源模块的输入线，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路，由电源模块对电池组进行充电，校准充电电流；当需要校准放电电流时，通过校准切换模块，使BMS保护板的输出线接到电子负载，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成放电回路，通过电子负载进行放电，校准放电电流；当需要校准静电电流时，通过校准切换模块，断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成静态回路，校准静态电流。

对于该校准切换模块，可通过利用按键、开关或MOS管等器件，只需要一次接线，即可实现对BMS保护板与电源模块、电子负载之间连接关系的切换或断开，省去频繁的接线操作，有效提高了校准测试效率以及操作的安全性。

实施例二：

参考图2-图5，校准切换模块包括按键单元、开关切换单元和MCU控制单元，按键单元连接MCU控制单元，MCU控制单元连接开关切换单元；BMS保护板连接开关切换单元，开关切换单元连接电源模块和电子负载，通过按键单元输出不同信号给MCU控制单元，使MCU控制单元控制开关切换单元呈现不同状态，以改变BMS保护板与电源模块、电子负载的连接关系。

通过设定按键单元的不同按压状态或按压次数，输出不同信号到MCU控制单元，再由MCU控制单元控制开关切换单元，如，可设定按键单元在一次按压状态下，MCU控制单元输出对应信号控制开关切换单元，断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成静态回路，校准静态电流；设定按键单元在二次按压状态下，MCU控制单元输出对应信号控制开关切换单元，使BMS保护板的输出线接到电子负载，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成放电回路，通过电子负载进行放电，校准放电电流；设定按键单元在三次按压状态下，MCU控制单元输出对应信号控制开关切换单元，使BMS保护板接入到电源模块的输入线，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路，由电源模块对电池组进行充电，校准充电电流。

在一些实施方案中，开关切换单元包括第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件和第四开关组件；其中，第一开关组件连接MCU控制单元和第三开关组件，MCU控制单元控制第一开关组件的通断，第一开关组件控制第三开关组件的通断；第二开关组件连接MCU控制单元和第四开关组件，MCU控制单元控制第二开关组件的通断，第二开关组件控制第四开关组件的通断，进而对应控制BMS保护板与电源模块、电子负载之间的通断。

具体的，可使第三开关组件用于控制BMS保护板与电子负载之间的通断，使第四开关组件用于控制BMS保护板与电源模块之间的通断，因此，在设定按键单元在一次按压状态下，MCU控制单元控制第一开关组件和第二开关组件断开，进而第三开关组件和第四开关组件断开，BMS保护板与电源模块、电子负载之间断开连接；当按键单元在二次按压状态下，MCU控制单元控制第一开关组件导通，第二开关组件断开，对应的，第三开关组件导通，第四开关组件断开，使BMS保护板的输出线接到电子负载，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成放电回路，通过电子负载进行放电，校准放电电流；当按键单元在三次按压状态下，MCU控制单元控制第一开关组件断开，第二开关组件导通，对应的，第三开关组件断开，第四开关组件导通，使BMS保护板接入到电源模块的输入线，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路，由电源模块对电池组进行充电，校准充电电流。

实施例三：

参考图3和图5，第三开关组件包括分别与第一开关组件连接的第一MOS管、第二MOS管，第一MOS管为Q1，第二MOS管为Q2，当第一开关组件导通时，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2也随着导通，因此，BMS保护板与电子负载实现连接；当第一开关组件断开时，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2也随着截止，因此BMS保护板与电子负载断开连接。

具体的，第一开关组件包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻，第一三极管为QU1、第二三极管为QU2、第一电阻为R1和第二电阻为R2，第一三极管QU1的集电极连接第二三极管QU2的基极，第二三极管QU2的集电极连接第一电阻R1和第二电阻R2；第一电阻R1连接第一MOS管Q1，第二电阻R2连接第二MOS管Q2。

当按键单元在二次按压状态下，MCU控制单元的第十二引脚输出高电平信号，打开第一三极管QU1和第二三极管QU2，经过第一电阻R1和第二电阻R2驱动第一MOS管Q1和第二MOS管Q2导通，使BMS保护板的输出线接到电子负载，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成放电回路，通过电子负载进行放电，校准放电电流。

第四开关组件包括分别与第二开关组件连接的第三MOS管、第四MOS管，第三MOS管为Q3，第四MOS管为Q4，当第二开关组件导通时，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4也随着导通，因此，BMS保护板与电源模块实现连接；当第二开关单元断开时，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4也随着截止，因此BMS保护板与电源模块断开连接。

参考图4，第二开关组件包括第三三极管、第四三极管、第三电阻和第四电阻，第三三极管为QU3，第四三极管为QU4，第三电阻为R3，第四电阻为R4，第三三极管QU3的集电极连接第四三极管QU4的基极，第四三极管QU4的集电极连接第三电阻R3和第四电阻R4；第三电阻R3连接第三MOS管Q3，第四电阻R4连接第四MOS管Q4。

当按键单元在三次按压状态下，MCU控制单元的第十一引脚输出高电平信号，打开第三三极管QU3和第四三极管QU4，经过第三电阻R3和第四电阻R4驱动第三MOS管Q3和第四MOS管Q4导通，使BMS保护板接入到电源模块的输入线，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路，对电池组进行充电，校准充电电流。

实施例四：

参考图1，校准切换模块还包括显示单元，显示单元连接MCU控制单元，利用显示单元的显示功能，以便于操作人员获知校准进度。

具体的，显示单元包括分别与MCU控制单元连接的第一LED组件、第二LED组件和第三LED组件，对不同的电流校准进度进行显示。

当按键单元在一次按压状态下，MCU控制单元控制校准切换模块，断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成静态回路，在第一LED组件亮灯时，此时表示可以校准静态电流；当按键单元在二次按压状态下，MCU控制单元控制校准切换模块，使BMS保护板的输出线接到电子负载，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成放电回路，通过电子负载进行放电，在第二LED组件亮灯时，此时表示可以校准放电电流；当按键单元在三次按压状态下，MCU控制单元控制校准切换模块，使BMS保护板接入到电源模块的输入线，BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路，由电源模块对电池组进行充电，在第三LED组件亮灯时，此时表示可以校准充电电流。

在该示例中，按键单元包括DPST开关。

综上所述，本实用新型提供的一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，通过设置校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路，以便于进行充电电流、放电电流和静态电流的校准，能够省去频繁的接线操作，有效提高了校准测试效率以及操作的安全性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述系统包括电池组、BMS保护板、校准切换模块、电源模块和电子负载；

所述电池组连接BMS保护板，所述BMS保护板连接校准切换模块，所述校准切换模块连接电源模块和电子负载，所述电源模块连接电子负载；

其中，所述校准切换模块用于切换或断开BMS保护板与电源模块、电子负载之间的连接，使BMS保护板与电源模块、电子负载之间形成充电回路、放电回路或静态回路。

2.根据权利要求1所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述校准切换模块包括按键单元、开关切换单元和MCU控制单元，所述按键单元连接MCU控制单元，所述MCU控制单元连接开关切换单元；

所述BMS保护板连接开关切换单元，所述开关切换单元连接电源模块和电子负载。

3.根据权利要求2所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述开关切换单元包括第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件和第四开关组件；

所述第一开关组件连接MCU控制单元和第三开关组件，所述MCU控制单元控制第一开关组件的通断，所述第一开关组件控制第三开关组件的通断；

所述第二开关组件连接MCU控制单元和第四开关组件，所述MCU控制单元控制第二开关组件的通断，所述第二开关组件控制第四开关组件的通断。

4.根据权利要求3所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述第三开关组件包括分别与第一开关组件连接的第一MOS管、第二MOS管。

5.根据权利要求4所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述第一开关组件包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻，所述第一三极管的集电极连接第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极连接第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻连接第一MOS管，所述第二电阻连接第二MOS管。

6.根据权利要求3所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述第四开关组件包括分别与第二开关组件连接的第三MOS管、第四MOS管。

7.根据权利要求6所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述第二开关组件包括第三三极管、第四三极管、第三电阻和第四电阻，所述第三三极管的集电极连接第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻连接第三MOS管，所述第四电阻连接第四MOS管。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述校准切换模块还包括显示单元，所述显示单元连接MCU控制单元。

9.根据权利要求8所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述显示单元包括分别与MCU控制单元连接的第一LED组件、第二LED组件和第三LED组件。

10.根据权利要求2所述的模拟多串电锂电池保护板充放电校准测试系统，其特征在于，所述按键单元包括DPST开关。

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