[發明專利]一種二次電池測試系統

有效

• 申請號: 200910043715.4
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101587172A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 申瑞杰;陳儒軍;肖明輝;黃哲遠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R27/02;G01R1/44
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本發明涉及一種二次電池測試系統，特別是涉及一種適用于鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等二次電池的測試系統。

背景技術

二次電池，如鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池，尤其是鋰離子電池，在各個領域得到廣泛應用。然而，由于技術問題與生產工藝限制，生產過程中，常常出現一些不合格產品。劣質電池的使用，特別是鋰離子電池的使用，存在安全隱患，可能造成過熱起火，甚至爆炸。最近惠普公司因為鋰電池過熱主動召回7萬塊筆記本鋰電池。

鑒于二次電池安全問題與性能測試需要，二次電池測試儀得到快速發展，例如，采用16位模數轉換的二次電池測試儀對二次電池進行檢測，但一般精度都不高，且溫漂影響較大。中國專利200710035047.1公開了一種利用24位ADC提高二次電池充放電過程中對緩慢變化的電壓和電流信號監視準確度和精確度的方法，提高了測量的準確度和精確度，低溫漂系數元器件的采用使溫度變化較大時仍可以保證較高的準確度和精確度。然而，對高分辨的測試系統，較低的溫漂也會產生較大的影響，例如，假設溫度變化為10℃，對于200710035047.1號專利申請所采用的溫漂為7ppm/℃的基準電壓源，其基準源電壓產生的漂移：7ppm/℃*2.5*10℃＝175μV，24位ADC的作用就會喪失了。

另外，為了得到較高的電壓，二次電池經常配組使用，其性能保持一致才能更好地發揮每個單體電池的作用，因此二次電池的匹配是一個重要的環節。通常進行匹配時采用容量分選的方法，但這種方法只能保證初始容量一致。比較好的方法是根據電池的充放電電壓特性曲線再結合內阻變化曲線進行分選，可以使電池組中單體電池在整個使用過程中保持較好的一致性。內阻作為二次電池的一個重要指標，在判斷二次電池性能和分選匹配時發揮著重要作用。而現有二次電池測試儀一般不同時具有內阻測試功能，或者具有內阻測試功能但只能單獨進行內阻測試而不能在充放電過程中同時進行，不能滿足電池材料研究的多參數及參數高精度要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有電池測試系統測試準確度和精確度受溫度影響較大的缺陷，提供一種具有溫漂校準功能的智能二次電池測試系統，以進一步提高電池檢測的準確度和精確度。

本發明進一步的目的在于克服現有電池測試系統缺乏在充放電過程中同時進行內阻測試的缺陷，提供一種在充放電過程中不影響電壓電流高精度測量的同時進行內阻測試的智能二次電池測試系統，以為二次電池分選匹配提供內阻參數，提高匹配分選的可靠性，進一步滿足電池材料研究的多參數要求。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：其包括單片機控制模塊、測試狀態控制模塊、數據采集模塊、基準電壓模塊、充放電模塊和環境溫度測量模塊；所述單片機控制模塊輸出端與測試狀態控制模塊輸入端連接，單片機控制模塊并與數據采集模塊通過數據線雙向連接，還與環境溫度測量模塊雙向連接；所述基準電壓模塊輸出端分別與測試狀態控制模塊輸入端和數據采集模塊輸入端連接，測試狀態控制模塊輸出端與充放電模塊輸入端連接，充放電模塊輸出端與數據采集模塊輸入端連接。

本發明進一步的目的通過以下技術方案予以實現：在上述技術方案的基礎上，增設內阻測試模塊，所述內阻測試模塊輸入端與測試狀態控制模塊輸出端連接，內阻測試模塊輸出端與數據采集模塊輸入端連接。

所述單片機控制模塊由單片機電路、看門狗電路和串口通信電路組成；所述測試狀態控制模塊由數模轉換電路、緩沖電路、采樣保持電路、開環比較電路和移位邏輯控制電路組成；所述數據采集模塊由模數轉換電路和多路模擬開關電路組成；所述基準電壓模塊由基準電壓源電路組成；所述充放電模塊由充放電電路、過壓過流保護電路和電壓電流測量電路組成；所述內阻測試模塊由RC振蕩電路、濾波電路I、恒流源電路、交流放大電路、濾波電路II和真有效值測量電路組成；所述環境溫度測量模塊由測溫電路組成；

所述看門狗電路、串口通信電路、數模轉換電路、移位邏輯控制電路、模數轉換電路、多路模擬開關電路、測溫電路均與單片機電路連接；所述緩沖電路與數模轉換電路和采樣保持器連接；采樣保持電路與開環比較電路連接；開環比較電路與充放電電路連接；所述基準電壓源電路與模數轉換電路和數模轉換電路連接；所述過壓過流保護電路和電壓電流測量電路與充放電電路連接；所述濾波電路和RC振蕩電路連接，所述恒流源電路與濾波電路I連接，所述交流放大電路與濾波電路II連接，所述濾波電路II與真有效值測量電路連接，所述電壓電流測量電路、真有效值測量電路與多路模擬開關電路連接。