[發(fā)明專利]一種單體電池測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510037194.7
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104569846B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 袁慧梅;湯子劍;韓相東
• 申請（專利權(quán)）人: 首都師范大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種單體電池測試系統(tǒng)，其特征在于：它包含測試系統(tǒng)硬件和測試系統(tǒng)軟件，硬件部分包括：計算機、數(shù)據(jù)采集設備、電子負載儀、直流穩(wěn)壓電源和恒溫箱，彼此之間相互連接，對鋰離子電池進行測試；該計算機負責控制顯示設備，實現(xiàn)圖形顯示、數(shù)據(jù)存儲和功能控制；該數(shù)據(jù)采集設備包括兩個子模塊，分別是主卡和子卡，主卡包含低功耗、低電壓和小電流元件，實現(xiàn)對子卡上的具體模塊的控制，子卡包括大功率，大電流的元件，包括溫度采集模塊；電子負載儀有完善的保護功能，對鋰離子電池進行充放電并設定電壓與電流參數(shù)，避免過充，保護被測試的鋰離子電池；直流穩(wěn)壓電源負責給主卡，子卡和受測試的鋰離子電池供電，保證系統(tǒng)的順利運行；恒溫箱避免外界溫度影響，在測試給定的鋰離子電池時，避免了溫度波動影響測試結(jié)果；

軟件部分包括：上位機采集控制軟件和Nios II控制軟件，上位機采集控制軟件進行參數(shù)的設置，系統(tǒng)的開始與關(guān)閉設置，并可以查看數(shù)據(jù)；Nios II控制軟件下載到核心板，控制除上位機外的整個電路的運行，確保系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)；

電路引出端口符號的位置連接關(guān)系是：J1是繼電器供電電源接插件，J2是核心設備供電電源接插件，J3是主卡和子卡信號接插件1，J4是主卡和子卡信號接插件2，J5是串口1DB9接插件，J6是串口2DB9接插件，J7是電子負載儀接入接插件，J8是溫度傳感器接入接插件，J9是被測電池接入接插件，J10是電池充電電源接入接插件；主卡與子卡的連接關(guān)系如下：主卡的J3插座對應于子卡的J3插針；主卡的J4插座對應于子卡的J4插針；子卡J2接插件，為低電壓核心元件供電電源；子卡J1接插件，為繼電器提供供電電源；子卡J10接插件，接入電池充電電源；子卡J9接插件，連接被測電池；子卡J7接插件，連接測試用的電子負載儀；

測試系統(tǒng)啟動流程：

①.接入待測鋰離子電池，將鋰離子電池接入J9接插件；

②.將交叉串口線一端連接到數(shù)據(jù)采集設備串口，另一端連接至電腦串口；若電腦用USB轉(zhuǎn)串口，所使用的型號是U232-P9，不同型號硬件選用不同的驅(qū)動程序；另外，連接串口線時，兩端設備必須斷電，否則容易燒壞串口芯片；

③.數(shù)據(jù)采集設備共有3個供電電源，供電順序依次為，首先接通為核心設備供電的直流穩(wěn)壓電源1，其次接通為繼電器供電的直流穩(wěn)壓電源2，最后接通為電池充電的直流穩(wěn)壓電源3；

④.啟動matlab應用程序，然后進入GUI界面，啟動GUI應用程序；

測試系統(tǒng)關(guān)閉流程：

a.GUI軟件測試完成；有兩種情況都會實現(xiàn)測試完成，第一自動情況下，軟件自動測試完成或者人工按下“停止時序負載測試”按鈕，第二手動情況下，需要人工設置繼電器狀態(tài)并按下停止采樣按鈕；

b.GUI軟件測試完成，關(guān)閉串口；

c.斷開直流穩(wěn)壓電源3和斷開直流穩(wěn)壓電源2，必須等到GUI軟件測試完成才能執(zhí)行；

d.必須等待最少1分鐘或者繼電器供電電源指示燈熄滅后，才能斷開直流穩(wěn)壓電源1；

e.斷開串口連線；

f.斷開鋰離子電池；

將鋰離子電池接入J9接插件，注意極性；將交叉串口線一端連接到數(shù)據(jù)采集設備串口2，另一端連接至電腦串口；數(shù)據(jù)采集設備共有3個供電電源，供電順序依次為，首先接通核心設備供電直流穩(wěn)壓電源1，其次接通繼電器供電的直流穩(wěn)壓電源2，最后接通電池充電直流穩(wěn)壓電源3；在啟動matlab應用程序后，然后進入GUI界面，啟動GUI應用程序；在未開始測試前，串口默認波特率9600，數(shù)據(jù)位8，無校驗，停止位1；GUI界面串口參數(shù)設置需與Nios II軟核程序串口設置一致；手動對電池進行測試需要人工設置繼電器狀態(tài)，ADC采樣周期，板載電子負載電流，需要人工監(jiān)視充放電結(jié)束條件；由于負載通路中含有繼電器、電流傳感器、PCB導線和板載電子負載模塊，所以流過整個通路的最大允許電流由最小的電流承載能力模塊決定；其中，繼電器最大承載電流為16A；電流傳感器最大承載電流15A；PCB線寬2.54mm，通過電流最大承載電流5A；電子負載，在放電情況下，設電池電壓4.2，則電流＝50/4.2≈11.9A；所以，最終負載電流不能大于5A。