CN203012108U

CN203012108U - 一种电池组的自动标定检验装置

Info

Publication number: CN203012108U
Application number: CN 201220711309
Authority: CN
Inventors: 廖钦
Original assignee: HANGZHOU WANHO WANJIA POWER BATTERY CO Ltd
Current assignee: Shandong Massive New Materials Technology Co ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2022-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种电池组的自动标定检验装置，包括：激励信号发生器，分别与受测试设备和通道分路器采集器相连接，用于产生多路电池电压信号；高低温交变试验箱，与标定检验控制器相连接，用于设置试验箱内的温度和湿度；通道分路器，与采集器相连接，用于对多路电池电压信号分路输出；采集器，用于实时对所述通道分路器发送的电池电压信号进行采集后转发给计算机；标定检验控制器，用于控制激励信号发生器、高低温交变试验箱的工作状态；受测试设备位于所述高低温交变试验箱里面且与采集器相连接。本实用新型公开的一种电池组的自动标定检验装置，其可以自动地对受测试设备所使用的电池组的性能进行检验测试，降低人为测试的误差。

Description

一种电池组的自动标定检验装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池组的自动标定检验装置。

背景技术

锂离子电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，不仅在移动式通讯设备和便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，是目前各大电池厂家发展的主要方向。

目前，在储能电站、电动汽车等应用场合，都需要使用到串联的电池组，对于串联电池组来说，电池性能参数的采集器（如电压表）很重要，然而，对于目前电池性能参数的采集器，其在执行标定和检验操作的过程中，需要操作工人人为参与操作，人为误差大，自动化程度较低，效率低下，所需要花费的检测周期较长，并且如果电池组一旦位于高温或者低温变化环境下，采集器的性能容易出现异常，因此，很难查明电池组的具体故障点。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以自动地对电池组的性能进行测试，降低人为测试的误差，提高测试效率，节约电池组的测试成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电池组的自动标定检验装置，其可以自动地对受测试设备所使用的电池组的性能进行检验测试，降低人为测试的误差，提高测试效率，节约电池组的测试成本，有利于广泛地应用，能够形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种电池组的自动标定检验装置，包括：

激励信号发生器，分别与受测试设备和通道分路器采集器相连接，用于产生多路电池电压信号，然后发送给受测试设备和通道分路器；

高低温交变试验箱，与标定检验控制器相连接，用于根据标定检验控制器发送的控制信号，设置试验箱内的温度和湿度；

通道分路器，与采集器相连接，用于在接收到所述激励信号发生器发送的多路电池电压信号后进行分路输出；

采集器，用于实时对所述通道分路器发送的电池电压信号进行采集，然后转发给计算机；

标定检验控制器，分别与激励信号发生器、高低温交变试验箱相连接，用于分别通过向所述激励信号发生器、高低温交变试验箱发送控制信号，控制所述激励信号发生器、高低温交变试验箱的具体工作状态；

受测试设备位于所述高低温交变试验箱里面，且与采集器相连接，用于接收所述激励信号发生器发送的多路电池电压信号，然后由采集器对受测试设备上电池电压信号进行检测，将受测试设备上电池电压信号的检测结果输出给计算机；

计算机，与采集器相连接，用于接收用户输入的控制信号，并向标定检验控制器发送，并且实时显示所述采集器转发的通道分路器发送的电池电压信号和受测试设备上的电池电压信号，形成两种电池电压信号之间的对比示意，获知受测试设备在高低温交变试验箱中使用电池组的实际效果。

其中，所述激励信号发生器为程控激励源或者串联电池组。

其中，所述激励信号发生器包括有多个用于模拟电池电压信号的程控激励源，所述多个程控激励源为相互串联的单体数字电压源，所述多个程控激励源分别与一个外部供电电源相并联连接，所述多个程控激励源的电压信号输出端Vout相互串联。

其中，每个所述程控激励源包括有一个直流转换模块和一个串联稳压电路，所述串联稳压电路包括有一个数模转换器DA、一个运算放大器UB、增强型场效应管PMOS。

其中，每个直流转换模块与外部供电电源相连接，每个直流转换模块并联有一个电容C1，所述直流转换模块与场效应管PMOS的漏极相连接，所述场效应管PMOS的源极与漏极之间连接有一个二极管D，所述场效应管PMOS的栅极与一个场效应管驱动模块相连接，所述场效应管驱动模块与所述运算放大器UB的输出端相连接，所述运算放大器UB的反相输入端分别与一个电阻R1和电阻R2相连接，所述运算放大器UB的同相输出端与所述数模转换器DA相连接；

所述电阻R1和电阻R2组成的串联支路并联有一个电容C2，并且所述电阻R1和电阻R2组成的串联支路两端具有电压信号输出端Vout。

其中，所述通道分路器用于在接收到所述激励信号发生器发送的多路电池电压信号后，根据用户的控制，每次仅选择其中一路电池电压信号输出给采集器，直到所述多路电池电压信号均输出完毕为止。

其中，所述采集器为台式万用表，所述通道分路器包括有多个电子开关，所述多个电子开关分别与台式万用表相连接。

其中，所述电子开关为光电耦合器或者继电器。

其中，所述标定检验控制器为中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种电池组的自动标定检验装置，其可以自动地对受测试设备所使用的电池组的性能进行检验测试，降低人为测试的误差，提高测试效率，节约电池组的测试成本，有利于广泛地应用，能够形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。

此外，对于本实用新型提供的电池组的自动标定检验装置，其由于将电池组性能参数采集器（如万用表）放置在高低温交变试验箱外，并将需要采集性能参数的使用电池组的受测试设备放置在高低温交变试验箱内，通过导线将采集器与受测试设备相连接，从而即使受测试设备位于高温或者低温变化环境下，采集器的性能也不会受到影响，可以正常检测受测试设备位于高温或者低温变化环境下使用电池组时的各项性能参数，通过与电池组在正常温度下的性能参数进行比较，实现准确掌握受测试设备所使用电池组的工作性能的目的，因此，可以很好地应用于储能电站、电动汽车等不同应用场合（即受测试设备）所使用电池组的开发、测试和质检等环节。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种电池组的自动标定检验装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种电池组的自动标定检验装置中采用程控激励源来模拟三路电池的电压信号输出时的具体实施例电路结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种电池组的自动标定检验装置中采用通道分路器对四路电池的电压信号进行分路时的具体实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型提供了一种电池组的自动标定检验装置，包括有激励信号发生器101、高低温交变试验箱102、通道分路器103、采集器104、标定检验控制器105、受测试设备106和计算机PC 107，其中：

激励信号发生器101，分别与受测试设备106和通道分路器103采集器104相连接，用于产生多路电池电压信号（同时还产生电流信号），然后发送给受测试设备106和通道分路器103；

高低温交变试验箱102，与标定检验控制器105相连接，用于根据标定检验控制器105发送的控制信号，设置试验箱内的温度和湿度；

通道分路器103，与采集器104相连接，用于在接收到所述激励信号发生器101发送的多路电池电压信号后分路输出（具体为：根据用户的控制，每次仅选择其中一路电池电压信号输出给采集器104，直到所述多路电池电压信号均输出完毕为止）；

采集器104，用于实时对所述通道分路器103发送的电池电压信号进行采集，然后转发给计算机PC 107；

标定检验控制器105，分别与激励信号发生器101、高低温交变试验箱102相连接，用于分别通过向所述激励信号发生器101、高低温交变试验箱102发送控制信号，控制所述激励信号发生器101、高低温交变试验箱102的具体工作状态；

受测试设备106，位于所述高低温交变试验箱102里面，且与采集器104相连接，用于接收所述激励信号发生器101发送的多路电池电压信号，然后由采集器104对受测试设备106上电池电压信号进行检测，将受测试设备106上电池电压信号的检测结果输出给计算机PC 107；

计算机PC 107，与采集器104相连接，用于接收用户输入的控制信号，并向标定检验控制器105发送，并且实时显示所述采集器104转发的通道分路器103发送的电池电压信号（即所述激励信号发生器101产生形成的电池电压信号）和受测试设备106上的电池电压信号，形成两种电池电压信号之间的对比示意，让用户获知受测试设备107在高低温交变试验箱102中使用电池组的实际效果，从而获知受测试设备107在实际高温或者低温变化环境下使用电池组的实际效果。

在本实用新型中，具体实现上，所述激励信号发生器101可以为程控激励源，由程控激励源模拟多路电池电压信号，然后输出给受测试设备106。当然，具体实现上，所述激励信号发生器101也可以为串联电池组。

参见图2，图2为本实用新型采用程控激励源来模拟三路电池的电压信号输出时的具体实施例电路结构示意图。如图2所示，所述激励信号发生器101包括有三个用于模拟电池电压信号的程控激励源，所述三个程控激励源为相互串联的单体数字电压源，所述三个程控激励源分别与一个外部供电电源相并联连接，所述三个程控激励源的电压信号输出端Vout相互串联。每个所述程控激励源包括有一个直流转换模块（DCDC模块）和一个串联稳压电路，所述串联稳压电路包括有一个数模转换器（DA）、一个运算放大器UB、增强型场效应管PMOS。

参见图2，需要说明的是，对于每个程控激励源，其中，每个直流转换模块与外部供电电源相连接，每个直流转换模块并联有一个电容C1，所述直流转换模块与场效应管PMOS的漏极相连接，所述场效应管PMOS的源极与漏极之间连接有一个二极管D（即该场效应管PMOS为带阻尼二极管的场效应管），所述场效应管PMOS的栅极与一个场效应管MOS驱动模块（例如为一个单片机MCU）相连接，所述场效应管MOS驱动模块与所述运算放大器UB的输出端相连接，所述运算放大器UB的反相输入端分别与一个电阻R1和电阻R2相连接，所述运算放大器UB的同相输出端与所述数模转换器（DA）相连接。此外，所述电阻R1和电阻R2组成的串联支路并联有一个电容C2，并且所述电阻R1和电阻R2组成的串联支路两端具有电压信号输出端Vout。所述电压信号输出端Vout分别与受测试设备106和通道分路器103相连接。

在本实用新型中，具体实现上，需要说明的是，所述激励信号发生器101不限于包括三个用于模拟电池电压信号的程控激励源，根据用户的需要，还可以是其他任意数目的程控激励源。

需要说明的是，对于程控激励源，通过直流转换模块（DCDC模块）的隔离变换形成不共地的支路，并且DCDC模块后跟着串联稳压电路，随着DA输出的值变化驱动场效应管PMOS调整输出电压变化。因为使用数模转换，提供了电池电压充电放电以及干扰波形的模拟。

在本实用新型中，具体实现上，所述高低温交变试验箱102例如可以用于设置温度大于40℃的高温环境和温度小于5℃的低温环境。

在本实用新型中，具体实现上，参见图3，图3是通道分路器103对四路电池电压信号进行分路时的示例。所述通道分路器103包括有多个电子开关（S1~S8），所述多个电子开关分别与为采集器的台式万用表相连接，并且所述电子开关优选为光电耦合器PhotoMOS或者继电器。由于作为采集器的台式万用表只有一个电压输入端，为了采集多路电池电压信号（即多个电池的电压或者模拟多路电池的激励源输出电池电压信号）需要扩展通道。当需要采集电池电压信号BT1时，断开开关S3、S4、S5、S6、S7、S8，合上开关S1、S2；当需要采集电池电压信号BT2时，断开开关S1、S2、S5、S6、S7、S8，合上开关S3、S4；当需要采集电池电压信号BT3时，断开S1、S2、S3、S4、S7、S8，合上S5、S6；当需要采集电池电压信号BT4时，断开开关S1、S2、S3、S4、S5、S6，合上开关S7、S8。

在本实用新型中，具体实现上，需要说明的是，对于所述通道分路器103，不限于对四路电池电压信号进行分路，根据用户的需要，可以根据三路以及任意其他路数的电池电压信号进行分路，电池电压信号只需要大于一路即可。

在本实用新型中，具体实现上，所述采集器104可以为任意一种可以测量电压信号的部件，优选为台式万用表。

在本实用新型中，具体实现上，所述标定检验控制器105可以为中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。

本实用新型所述受测试设备106是电动汽车电池管理系统的采集控制电路或者储能电站中电池管理系统的采集控制电路，以及其它需要进行电压电流温度等系统的采集控制电路。

对于目前电池性能参数的采集器，其在执行标定和检验操作的过程中，需要操作工人人为参与操作。人为误差大，自动化程度较低，效率低下，所需要花费的检测周期较长，并且如果电池组一旦位于高温或者低温变化环境下，采集器的性能容易出现异常。所以把采集器放入这个系统中，很容易做标定和检验，提供了在高低湿热环境下容易使用的测试检验方法。

对于本实用新型提供的电池组的性能测试装置，当需要进行受测试设备106的标定时，使用标定检验控制器发送控制信号，可以控制高低温交变试验箱102产生用户所需要的特定的温度和湿度，控制作为激励信号发生器101的激励源产生模拟的多路电池电压信号并送入到受测试设备106中，同时控制通道分路器103、作为采集器104的台式万用表接受模拟电池电压信号，最后，由计算机PC 107通过数据通讯接口来获得受测试设备106和台式万用表的采集数据（即受测试设备106上电池电压信号和所述激励信号发生器101产生形成的电池电压信号），并在计算机显示器上进行显示。对于本实用新型，当完整进行过高、中、低温测试、电压范围测试、多通道测试后，可以在计算机PC中进行曲线拟合，最后将拟合好的数据通过标定检验控制器105写入受测试设备的内部存储器。

对于本实用新型提供的电池组的性能测试装置，当需要进行受测试设备106的检验时，同理使用标定检验控制器105的通讯功能来控制高低温交变试验箱102产生用户所需要的特定的温度和湿度，控制作为激励信号发生器101的激励源产生模拟的多路电池电压信号并送入到受测试设备106中，同时控制通道分路器103、作为采集器104的台式万用表接受模拟电池电压信号，最后，由计算机PC 107通过数据通讯接口来获得受测试设备106和台式万用表的采集数据（即受测试设备106上电池电压信号和所述激励信号发生器101产生形成的电池电压信号），并在计算机显示器上进行显示检验结果（即电压信号数据对比情况）。

基于上述的技术方案可知，对于本实用新型提供的电池组的性能测试装置，在将包括的各个单元连接完毕后，对受测试设备性能的整个测量过程不需要认为参与电池电压信号模拟量的采集，大大减低了人为误差，并减少了测试时间。需要说明的是，其中影响测试准确性的关键部件是采集器，具体实现上，采集器可以采用更高精度的台式万用表来提高测试精度。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种电池组的自动标定检验装置，其可以自动地对受测试设备所使用的电池组的性能进行检验测试，降低人为测试的误差，提高测试效率，节约电池组的测试成本，有利于广泛地应用，能够形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种电池组的自动标定检验装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的自动标定检验装置，其特征在于，所述激励信号发生器为程控激励源或者串联电池组。

3.如权利要求1所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，所述激励信号发生器包括有多个用于模拟电池电压信号的程控激励源，所述多个程控激励源为相互串联的单体数字电压源，所述多个程控激励源分别与一个外部供电电源相并联连接，所述多个程控激励源的电压信号输出端Vout相互串联。

4.如权利要求3所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，每个所述程控激励源包括有一个直流转换模块和一个串联稳压电路，所述串联稳压电路包括有一个数模转换器DA、一个运算放大器UB、增强型场效应管PMOS。

5.如权利要求4所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，每个直流转换模块与外部供电电源相连接，每个直流转换模块并联有一个电容C1，所述直流转换模块与场效应管PMOS的漏极相连接，所述场效应管PMOS的源极与漏极之间连接有一个二极管D，所述场效应管PMOS的栅极与一个场效应管驱动模块相连接，所述场效应管驱动模块与所述运算放大器UB的输出端相连接，所述运算放大器UB的反相输入端分别与一个电阻R1和电阻R2相连接，所述运算放大器UB的同相输出端与所述数模转换器DA相连接；

6.如权利要求1所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，所述通道分路器用于在接收到所述激励信号发生器发送的多路电池电压信号后，根据用户的控制，每次仅选择其中一路电池电压信号输出给采集器，直到所述多路电池电压信号均输出完毕为止。

7.如权利要求6所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，所述采集器为台式万用表，所述通道分路器包括有多个电子开关，所述多个电子开关分别与台式万用表相连接。

8.如权利要求7所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，所述电子开关为光电耦合器或者继电器。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电池组的自动标定检验装置，其特征在于，所述标定检验控制器为中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。