CN109581235A - 一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，包括连接部、系统集成盒和测试部；所述系统集成盒用于集成测试电路；所述连接部用于连接测试系统和在线/离线动力电池；所述测试部用于连接测试系统和测试设备。本发明可以通过选择开关来选择在线、离线和停止三种方式，可以满足在线和离线情况下对动力电池容量进行测试，且系统轻便、价格便宜，适用于4S店及其他电动汽车充放电测试需求场景。

Description

一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备及使 用方法

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池检测技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备。

背景技术

随着电动汽车的普及，4S店及动力电池厂家需要定期对电动汽车的电池容量进行判定，电池的容量是判断电动汽车质量保证的重要指标，如果电池的剩余容量低于额定容量的80％则在质保期内需要更换电池系统。

动力电池是电动汽车的能量来源，本发明中以安装在电动汽车上时为在线状态，以动力电池系统单独个体时为离线状态。电池的电量以SOC(state of charge)-核电状态来表示，满电状态为100％SOC，空电时为0％SOC。

电动汽车生产企业在研发时需测试或调试电动汽车的充电系统时需要电池为较低的电量，如果电池的SOC较高则需要通过放电来实现。4S店对电池系统进行容量判定时也需要将电池从100％SOC放电到0％SOC来测试。

而电池系统在离线状态下，要知道其容量等特性，所以这时候也需要对电池进行充放电测试。

现有技术中至少存在以下不足：

1.传统的电动汽车充电桩只能对车辆进行充电，不能进行放电和其他测试，想降低整车的SOC必须让车辆跑动或者启动空调等方法消耗电能，即增加了里程数，效率也比较低下。而且还不能测得电池的容量。

2.传统的电池充放电设备只能对电池系统本体进行测试，没有办法对电动汽车进行测试。

因此，现在急需开发一种既能在整车上进行在线动力电池容量测试又可以用于离线动力电池容量测试的设备。

发明内容

本发明目的在于提供一种能实现动力电池的在线和离线容量测试功能的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，包括连接部、系统集成盒和测试部；所述系统集成盒用于提供测试系统；所述连接部用于连接测试系统和在线/离线动力电池；所述测试部用于连接测试系统和测试设备。

进一步，所述连接部包括在线充电插头、离线电池通信线和离线动力线；所述在线充电插头通过充电插头连接线与系统集成盒连接；所述离线电池通信线和离线动力线分别与系统集成盒连接；

进一步，所述在线充电插头中的触头包括PE、低压辅助电源负、低压辅助电源正、直流电源正、直流电源负、充电通信CAN_L、充电通信CAN_H、CC1和CC2；所述PE为保护接地，用于连接供电设备地线和车辆车身地线；所述低压辅助电源负和低压辅助电源正用于连接非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源；所述直流电源正用于连接直流电源正与动力电池正极；所述直流电源负用于连接直流电源负与动力电池负极；所述充电通信CAN_L和充电通信CAN_H为连接非车载充电机与电动汽车的通信线；所述CC1和CC2为充电连接确认。

进一步，所述系统集成盒通过开关电源供电，所述开关电源的电源插头与电源连接；所述系统集成盒上还设置有选择开关，所述选择开关可以选择关闭、离线和在线三种模式。

进一步，所述开关电源为220V转12V的电源。

进一步，所述测试部包括测试设备CAN通信线和测试设备动力线；所述测试设备CAN通信线一端与系统集成盒连接，另一端与测试设备连接；所述设备动力线一端与系统集成盒连接，另一端与电池测试设备连接。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备的使用方法，对离线动力电池进行测试时，其使用方法为：(1)将离线电池通信线和离线动力线分别与离线动力电池连接；(2)测试设备CAN通信线和设备动力线分别与电池测试设备连接；(3)开关电源的电源插头连接220V插座；(4)将选择开关选择至离线模式；(5)开启测试设备。

对在线动力电池进行测试时，其使用方法为：(1)将在线充电插头与电动汽车的充电插座连接；(2)测试设备CAN通信线和设备动力线分别与电池测试设备连接；(3)开关电源的电源插头连接220V插座；(4)将选择开关选择至在线模式；(5)开启测试设备。

本发明具有如下有益效果：

1.可以通过选择开关来选择在线、离线和停止三种模式；

2.通过使用充电枪接头与充电连接信号匹配，使得车载动力电池可以以车载充电的类似形式闭合充电继电器，动力电池进入工作状态，完成在线状态下的电动汽车充放电，可以满足4S店及其他需要在整车形式下对动力电池进行试验的需求；

3.除了对在线动力电池测试以外，可以通过离线系统进行转接完成传统的离线动力电池包的测试；

4.系统轻便、价格便宜，适用于4S店及其他电动汽车充放电测试需求场景。

附图说明

图1为本发明的一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备的3D示意图；

图2为本发明的一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备的在线充电插头的接口示意图；

图3为本发明的一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备的电气原理图。

图中标记示意为：1-在线充电插头；2-充电插头连接线；3-系统结成盒；4-离线电池通信线；5-离线动力线；6-选择开关；7-开关电源；8-电源插头；9-测试设备CAN通信线；10-测试设备动力线；11-PE；12-低压辅助电源负；13-低压辅助电源正；14-直流电源正；15-直流电源负；16-充电通信CAN_L；17-充电通信CAN_H；18-CC1；19-CC2。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了既能在整车上进行在线动力电池容量测试又可以用于离线动力电池容量测试的连接件设备。

如图1所示，一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，包括连接部、系统集成盒3和测试部；所述系统集成盒3用于集成测试电路；所述连接部用于连接测试系统和在线/离线电池；所述测试部用于连接测试系统和测试设备(未示出)。

所述连接部包括在线充电插头1、离线电池通信线4和离线动力线5；所述在线充电插头1通过充电插头连接线2与系统集成盒3连接；所述离线电池通信线4和离线动力线5分别与系统集成盒3连接；具体地，所述在线充电插头1、离线电池通信线4和离线动力线均连接到系统集成盒内部的测试系统。

如图2所示为本发明中在线充电插头的接口示意图。所述在线充电插头1中的触头包括PE 11、低压辅助电源负12、低压辅助电源正13、直流电源正14、直流电源负15、充电通信CAN_L 16、充电通信CAN_H 17、CC1 18和CC2 19；所述PE 11为保护接地，用于连接供电设备地线和车辆车身地线；所述低压辅助电源负12和低压辅助电源正13用于连接非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源；所述直流电源正14用于连接直流电源正与动力电池正极；所述直流电源负15用于连接直流电源负与动力电池负极；所述充电通信CAN_L 16和充电通信CAN_H 17为连接非车载充电机与电动汽车的通信线；所述CC1 18和CC219为充电连接确认。

所述系统集成盒3通过开关电源7供电，所述开关电源7的电源插头8与电源连接，具体地，所述开关电源7为220V转12V的电源，所述电源插头8连接在220V插座上。另一方面，所述系统集成盒3上还设置有选择开关6，所述选择开关6可以选择关闭、离线和在线三种模式。

所述测试部包括测试设备CAN通信线9和测试设备动力线10；所述测试设备CAN通信线9一端与系统集成盒3连接，另一端与测试设备连接；所述设备动力线10一端与系统集成盒3连接，另一端与电池测试设备连接。

在发明中，所述离线动力线5和设备动力线10均包含正负极。

本发明的工作原理为：电动汽车一般配备一个快充口，快充的步骤为直流充电桩的充电插头与电动汽车端的充电插座相连，首先经过握手协议等信号确认，从而控制电池内部的充电继电器吸合，然后直接对电动汽车的电池进行充电。传统的充电桩没有放电功能，但是在继电器吸合后，充电和放电的原理是一样的，因此可以利用此特征进行电池的放电容量计算及其余试验，进而实现使用充电插头在电动车端对电池进行充放电功能。而电池充放电设备对离线动力电池测试是通过设备的动力线连接电池的动力输出线，通过CAN通信控制离线动力电池内部的动力继电器闭合后，对离线动力电池进行充放电。考虑到电动汽车的电池系统内部的充电继电器和动力继电器的后端均为同样的电池总正极和总负极，即在电动汽车的电池和离线动力电池内部的继电器闭合后，对电池的操作是一致的。具体地，发明通过硬件接口和CAN通信，使电动汽车误以为进入充电状态，从而实现电池的放电容量测试。

如图3所示为使用本发明的连接件设备进行电动汽车动力电池在线及离线容量测试的电气原理图。本发明的电气原理分为离线充放电系统和在线充放电系统，其中离线充放电系统为直接对离线动力电池包进行测试，在线充放电系统为通过电动汽车的充电口对动力电池进行测试。在本发明中，在线充电放电系统和离线充放电系统可以通过选择开关6来实现。其中，在图3中，①-⑨表示在线充电插头1与车辆上的充电插座连接时的各电路，其分别对应在线充电插头1上的直流电源正触头、直流电源负触头、PE触头、CAN_H触头、CAN_L触头、CC1触头、CC2触头、低压辅助电源正触头和低压辅助电源负触头。

如图3所示，使用本发明的连接件设备对离线动力电池进行测试时，其使用方法为：(1)将离线电池通信线4和离线动力线5分别与离线动力电池连接；(2)测试设备CAN通信线9和设备动力线10分别与电池测试设备连接；(3)开关电源7的电源插头8连接220V插座；(4)将选择开关6选择至离线模式；(5)开启测试设备。

当本发明的连接件设备与离线动力电池和测试设备连接完成后，将选择开关6选择至离线模式，此时系统集成盒3内的继电器K7、K8闭合，使得离线动力线5与设备动力线10接通；然后测试设备通过测试设备CAN通信线9发出继电器闭合信号，经过系统集成盒3和离线电池通信线4后到达离线动力电池，使得离线动力电池端的主正继电器K9和主负继电器K10闭合，进而可以通过测试设备对离线动力电池进行充放电测试。具体地，在离线动力电池测试系统中，继电器K7、K8、K9和K10的闭合使得离线动力电池和测试设备导通，因此可以通过测试设备对离线动力电池进行充放电测试。

另一方面，使用本发明的连接件设备对在线动力电池进行测试时，其使用方法为：(1)将在线充电插头1与电动汽车的充电插座连接；(2)测试设备CAN通信线9和设备动力线10分别与电池测试设备连接；(3)开关电源7的电源插头8连接220V插座；(4)将选择开关6选择至在线模式；(5)开启测试设备。

当本发明的连接件设备与电动汽车和测试设备连接完成后，将选择开关选择至在线模式，此时在线充电插头内的所有触头均与电动汽车插座匹配，CC1 18和CC2 19充电连接确认信号完成，系统集成盒3内的继电器K1、K2、K3、K4闭合，其中K3、K4用于为电动汽车内部的车辆控制装置提供低压辅助电源；连接系统集成盒3与电动汽车的充电通信CAN_L 16与充电通信CAN_H 17完成握手信号，测试设备通过测试设备CAN通信线9发出继电器闭合信号，使得电动汽车电池系统内部的充电继电器K5、K6闭合，进而使得车辆进入充电状态，由于充电状态和放电状态的车辆继电器状态为一致，动力电池此时处于工作状态，故此时可以利用电池测试设备对其进行放电及按要求进行测试。具体地，在在线动力电池测试系统中，继电器K1、K2、K5和K6的闭合使得在线动力电池和测试设备导通，因此可以通过测试设备对在线动力电池进行充放电测试。

当选择开关6选择关闭，则此时所有继电器断开，系统处于停止工作状态。

按照此原理，可以实现利用电池测试设备，通过本发明的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备对电动汽车动力电池进行车载状态及动力电池离线状态的充放电性能检测。

实施例2

本实施例结合具体的情况对本发明做出进一步说明。

某厂家代表在4S店要为某一客户的电动汽车进行容量标定，以确定是否达到电池更换标准。

按照如下步骤操作本设备：

用本设备的将在线充电插头1连接到电动汽车的充电插座上，此时在线充电插头1内的所有接口均与电动汽车插座匹配，220V转12V的开关电源7接入220V插座，测试设备CAN通信线9及测试设备动力线10按要求连接至电池测试设备相应端，将选择开关6选择至在线测试状态，开启电池测试设备。按照上述技术方案工作原理，此时电动汽车进入充电状态。

电池测试设备始终保持发送握手信息给电动汽车，使继电器不会中断，此时按照容量测试要求，对电动汽车动力电池进行满充电→静置→放空电→回充的步骤即可。

容量测试完成以后，停止发送握手信息，将选择开关6选择至断开状态。

实施例3

本实施例结合具体的情况对本发明做出进一步说明。

某电池厂家有新到货的电池包产品，需要进行测试，验证电池包是否满足设计要求。

按照如下步骤操作本设备：

将离线电池通信线4和离线动力线5分别与离线动力电池的低压通信接口和高压动力线连接，同时将220V转12V开关电源7接入220V插座，测试设备CAN通信线9及测试设备动力线10按要求连接至电池测试设备相应端，将选择开关6选择至离线测试状态，开启电池测试设备。此时动力电池与电池测试设备为直接连接，可以进行正常的电池测试功能。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，其特征在于，包括连接部、系统集成盒和测试部；所述系统集成盒用于集成测试电路；所述连接部用于连接测试系统和在线/离线动力电池；所述测试部用于连接测试系统和测试设备。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，其特征在于，所述连接部包括在线充电插头、离线电池通信线和离线动力线；所述在线充电插头通过充电插头连接线与系统集成盒连接；所述离线电池通信线和离线动力线分别与系统集成盒连接。

3.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，其特征在于，所述在线充电插头中的触头包括PE、低压辅助电源负、低压辅助电源正、直流电源正、直流电源负、充电通信CAN_L、充电通信CAN_H、CC1和CC2；

所述PE为保护接地，用于连接供电设备地线和车辆车身地线；所述低压辅助电源负和低压辅助电源正用于连接非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源；所述直流电源正用于连接直流电源正与动力电池正极；所述直流电源负用于连接直流电源负与动力电池负极；所述充电通信CAN_L和充电通信CAN_H为连接非车载充电机与电动汽车的通信线；所述CC1和CC2为充电连接确认。

4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，其特征在于，所述系统集成盒通过开关电源供电，所述开关电源的电源插头与电源连接；所述系统集成盒上还设置有选择开关，所述选择开关可以选择关闭、离线和在线三种模式。

5.根据权利要求4所述的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，其特征在于，所述开关电源为220V转12V的电源。

6.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，其特征在于，所述测试部包括测试设备CAN通信线和测试设备动力线；所述测试设备CAN通信线一端与系统集成盒连接，另一端与测试设备连接；所述设备动力线一端与系统集成盒连接，另一端与电池测试设备连接。

7.根据权利要求1-6之一所述的电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备的使用方法，其特征在于，所述电动汽车动力电池在线及离线容量测试连接件设备，

对离线动力电池进行测试时，其使用方法为：(1)将离线电池通信线和离线动力线分别与离线动力电池连接；(2)测试设备CAN通信线和设备动力线分别与电池测试设备连接；(3)开关电源的电源插头连接220V插座；(4)将选择开关选择至离线模式；(5)开启测试设备；

对在线动力电池进行测试时，其使用方法为：(1)将在线充电插头与电动汽车的充电插座连接；(2)测试设备CAN通信线和设备动力线分别与电池测试设备连接；(3)开关电源的电源插头连接220V插座；(4)将选择开关选择至在线模式；(5)开启测试设备。