專利名稱：動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動汽車專用電池檢測裝置，具體地說是一種動力電池模擬 工況配組監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于電動汽車的動力電池經(jīng)常在深度充放電條件下工作的，這就要求我們在生產(chǎn) 中重視配組問題，一般認(rèn)為，動力電池的化成和配組就是保證每組電池中單只電池的容量、 衰減速率、內(nèi)阻、端電壓等充放電特性的一致性。否則，會直接影響其使用壽命和性能。目 前，動力電池的一致性配組方法有電壓配組法、靜態(tài)容量配組法、內(nèi)阻匹配法。電壓配組法 的空載電壓配組法，其電壓狀態(tài)單一，準(zhǔn)確性差；電壓配組法的帶荷電壓配組法，其帶荷變 量單一，合理性差。靜態(tài)容量配組法，其放電條件單一，不考慮使用工況，一致性差。內(nèi)阻匹 配法，其定性快速可靠，定量尚有難度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供一種動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)，它能夠有效地 完成電池化成，可靠地實現(xiàn)電池配組。本實用新型的技術(shù)方案是設(shè)計一種電動汽車動力電池組模擬工況配組監(jiān)測系 統(tǒng)，它由上位機、通訊適配器、主控回路、分控回路、下位機和檢測接口組成，上位機通過通 訊適配器分別連接主控回路和分控回路，主控回路連接下位機和檢測接口，分控回路連接 下位機和檢測接口。上位機由系統(tǒng)管理模塊、分容組配模塊、異常分析模塊和工藝編輯模塊組成。主控回路由主控直流電源、主控功率回路和主控充放電轉(zhuǎn)換接觸器組成，主控直 流電源、主控功率回路和主控充放電轉(zhuǎn)換接觸器依次連接，主控功率回路和主控充放電轉(zhuǎn) 換接觸器分別連接下位機和檢測接口。分控回路由分控直流電源、分控功率回路、分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器和分控旁路接 觸器組成，分控直流電源、分控功率回路、分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器和分控旁路接觸器依次連 接，分控直流電源、分控功率回路、分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器和分控旁路接觸器分別連接下位 機和檢測接口。本實用新型的有益效果是由于上位機通過通訊適配器分別連接主控回路和分控 回路，因而有利于上位機的控制工作，也可脫離上位機，完成恒流恒壓充電、恒流放電測試、 電池配組等工作。同時，由于主控回路有主控直流電源，分控回路有分控直流電源，因而每 只電池具有獨立的恒流恒壓源，自成回路互不影響。另外，由于主控回路連接下位機和檢測 接口，分控回路連接下位機和檢測接口，因而可以同時對多只受電池進行檢測。本實用新 型還具有結(jié)構(gòu)合理、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、操作簡單和配組方便等優(yōu)點。以下結(jié)合附圖提供的實施例對本實用新型進一步說明。

圖1 總控結(jié)構(gòu)框圖；圖2:主控回路結(jié)構(gòu)框圖；圖3 分控回路結(jié)構(gòu)框圖。圖中，1.上位機，2.通訊適配器，3.主控回路，4.分控回路，5.下位機，6.檢測 接口，7.系統(tǒng)管理模塊，8.分容組配模塊，9.異常處理模塊，10.工藝編輯模塊，11.主控 直流電源，12.主控功率回路，13.主控充放電轉(zhuǎn)換接觸器，14.分控直流電源，15.分 控功率回路，16.分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器，17.分控旁路接觸器，18.單片機，19.存儲 器，20.數(shù)模轉(zhuǎn)換器，21.實時時鐘，22.通訊模塊，23.過流保護器，24.過壓保護器，25. 外圍元件，26.隔離變壓器，27. 二極管整流器，28.場效應(yīng)管，29.均流電阻，30.保護電 路，31.散熱風(fēng)扇，32.受檢電池組，33.受檢電池。
具體實施方式
以下分六個方面描述實施例。第一，本實用新型實施例的組成。本實用新型實施例包括上位機(1)，通訊適配器0)，主控回路(3)，分控回路 (4)，下位機(5)，檢測接口(6)。上位機(1)包括系統(tǒng)管理模塊(7)，分容組配模塊(8)，異常處理模塊(9)，工藝 編輯模塊(10)。通訊適配器O)。主控回路(3)包括主控直流電源(11)，主控功率回路(12)，主控充放電轉(zhuǎn)換接 觸器(13)，受檢電池組(32)。分控回路(4)包括分控直流電源(14)，分控功率回路(15)，分控充放電轉(zhuǎn)換接 觸器(16)，分控旁路接觸器(17)，受檢電池(33)。下位機(5)包括單片機(18)，存儲器(19)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(20),實時時鐘(21)，通 訊模塊02)，過流保護器03)，過壓保護器(24)，外圍元件05)。檢測接口(6)。主控直流電源(11)包括隔離變壓器06)，二極管整流器07)。分控直流電源(14)包括隔離變壓器06)，二極管整流器(XT)。主控功率回路(12)包括場效應(yīng)管08)，均流電阻09)，保護電路(30)，散熱風(fēng) 扇(31)。主控功率回路(15)包括場效應(yīng)管08)，均流電阻09)，保護電路(30)，散熱風(fēng) 扇(31)。受檢電池組(3 、受檢電池(33)。第二，模擬工況的設(shè)置。在工廠通過該系統(tǒng)充電和放電過程，模擬電動車實際行駛情況。如起步、平路行 駛、上坡行駛、下坡行駛、剎車、停車等實際行駛情況，起步、平路行駛、上坡行駛、下坡行駛等 為放電過程;剎車、停車等為充電過程。通過工藝編輯模塊(9)編制模擬工況工藝。比如
4[0030]第1步，起步，設(shè)置為放電過程，設(shè)置放電電流值和放電持續(xù)時間；第2步，平路行駛，設(shè)置為放電過程，設(shè)置放電電流值和放電持續(xù)時間；第3步，剎車，設(shè)置為充電過程，設(shè)置充電電流值和充電持續(xù)時間；可以根據(jù)電動車實際行駛情況，編制不同的充放電電流值和不同的持續(xù)時間，將 上面工藝步驟任意組合，通過工藝編輯模塊(9)編制充放電工藝，將該工藝下載到下位機 (5)中，通過下位機( 實施充放電試驗，在工廠進行電動車模擬工況試驗。同時在試驗過 程中，隨時監(jiān)測每只受檢電池(3 的電壓，為以后電池分容配組提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。當(dāng)受檢 電池(3 出現(xiàn)異常時，及時將該受檢電池(3 退出電池組，保證在試驗過程中的受檢電池安全，以及將落后受檢電池(3 盡早找出來。第三，上機位(1)各模塊的作用與功能。本系統(tǒng)軟件包含系統(tǒng)管理模塊(7)、分容組配模塊(8)、異常處理模塊(9)、工藝編 輯模塊(10)四部分。系統(tǒng)管理模塊(7)主要管理所有下位機(5)，包括主控回路C3)和所有分控回路 (4)的通訊、數(shù)據(jù)傳輸、工藝下載、、下位機( 參數(shù)設(shè)置、下位機( 地址設(shè)置等工作。通過 主窗口顯示所有下位機( 工作狀態(tài)，包括充電、放電、暫停、停止、靜置、監(jiān)測，顯示實時 數(shù)據(jù)，包括階段時間、總時間、電壓、電流、安時，顯示故障，等等。工藝編輯模塊(10)主要負(fù)責(zé)電池生產(chǎn)或測試時，根據(jù)電池化成特性編輯充放電 過程，包括充電或放電方式選擇；電流控制模式選擇，包括恒流模式、恒壓限流模式；階段 時間選擇；，結(jié)束條件選擇，包括時間大于等于、電壓大于等于、電壓小于等于、電流小于等 于等條件；循環(huán)控制選擇；條件跳轉(zhuǎn)等方式選擇；工藝步驟多達500個步驟。分容組配模塊(8)主要有基于模擬工況的容量配組和電壓配組兩種方式。容量配 組主要用于生產(chǎn)化成時，電壓配組主要用于動力電池組模擬工況試驗。容量配組根據(jù)電池 容量大小，將電池容量分為若干檔，以每檔容量進行配組。每檔容量可以由軟件進行設(shè)置， 可以同時設(shè)置多檔容量。電壓配組根據(jù)電池電壓高低進行配組。將電池電壓分為若干檔， 以每檔電壓進行配組。每檔電壓可以由軟件進行設(shè)置，可以同時設(shè)置多檔電壓。異常處理模塊(9)主要用于動力電池組模擬工況試驗時，依據(jù)監(jiān)測電壓值，將電 池電壓出現(xiàn)異常的受檢電池(33)，從受檢電池組(3 中找出，并顯示。第四，單只受檢電池(3 電壓監(jiān)測及異常處理。在受檢電池組(32)充放電過程中，每個分控回路⑷分別監(jiān)測每只受檢電池(33) 的電壓變化。在主控回路(3)的充電過程中，當(dāng)監(jiān)測到某只受檢電池(33)電壓異常時，即檢測 到某只受檢電池(3 電壓值大于等于設(shè)定的電壓上限值時，該受檢電池(3 所在分控回 路向主控回路C3)發(fā)出暫停指令，首先暫停主控回路C3)充電工藝，同時記錄該電池達 到該電壓值時的充電時間及電壓值，并將數(shù)據(jù)保存在下位機(5)中以及同時將數(shù)據(jù)上傳至 上位機(1)；同時點亮該分控回路電池異常報警燈；然后通過分控旁路接觸器(16)，將 該受檢電池(3 從受檢電池組(3 中退出，并通過該分控旁路接觸器(17)，將受檢電池組 (32)重新串聯(lián)連接；最后再向主控回路C3)發(fā)出恢復(fù)運行指令，恢復(fù)受檢電池組(3 的充 電過程。在主控回路(3)的放電過程中，當(dāng)監(jiān)測到某只受檢電池(33)電壓異常時，即檢測到某只受檢電池(33)電壓值小于等于設(shè)定的電壓下限值時，該受檢電池(33)所在分控回 路向主控回路C3)發(fā)出暫停指令，首先暫停主控回路C3)放電工藝，同時記錄該受檢電 池(33)達到該電壓值時的放電時間及電壓值，并將數(shù)據(jù)保存在下位機(5)中，以及同時將 數(shù)據(jù)上傳至上位機(1)；同時點亮該分控回路(4)電池異常報警燈；然后通過分控旁路接觸 器(17)將該電池從電池組中退出，并通過分控旁路接觸器(17)該將受檢電池組(3 重新 串聯(lián)連接；最后再向主控回路C3)發(fā)出恢復(fù)運行指令，恢復(fù)受檢電池組(3 的放電過程。異常受檢電池(3 的退出與試驗復(fù)位，當(dāng)異常受檢電池(3 退出后，通過分控旁 路接觸器(17)內(nèi)部互鎖機構(gòu)，該受檢電池(3 不能自動恢復(fù)到串聯(lián)受檢電池組(3 中。 只有主控回路C3)將當(dāng)前整個試驗工藝完成后，才能通過手動復(fù)位控制，將受檢電池(33) 重新投入到串聯(lián)受檢電池組(32)中。異常受檢電池(3 的數(shù)據(jù)顯示與存儲，上位機(1)通過記錄分析受檢電池(32) 電壓異常數(shù)據(jù)，將異常受檢電池(33)編號、電壓值、到達時間等通過窗口顯示出來，也可以 將數(shù)據(jù)通過打印機打印出來，方便查找和處理。第五，生產(chǎn)化成過程。按照電池生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)，通過工藝編輯模塊(10)，先編輯化成工藝，下載到所有分 控回路(4)的下位機(5)中，連接好需要化成的受檢電池(33)，該系統(tǒng)即可自動完成電池的 化成。第六，電池分容配組方法。動力電池分容配組可以用受檢電池(3 容量、受檢電池(3 放電終止電壓等參 數(shù)在模擬工況下實現(xiàn)配組。受檢電池(33)容量放電時間(h小時)X放電電流(A安培)。放電時間以標(biāo)準(zhǔn)電流對受檢電池(3 恒流放電，當(dāng)受檢電池(3 電壓下降到受 檢電池(33)電壓下限值時，累計放電時間。受檢電池(3 放電終止電壓以標(biāo)準(zhǔn)電流對受檢電池(3 恒流放電，當(dāng)受檢電池 (33)放電時間達到規(guī)定時間時，受檢電池(33)兩端的電壓。容量配組，主要用于生產(chǎn)化成階段。根據(jù)化成后所有受檢電池(3 容量數(shù)據(jù)進行 統(tǒng)計，將受檢電池(3 容量分成不同組別。配組容量范圍可以通過軟件進行設(shè)置。在生產(chǎn)化成階段，對同一批次的受檢電池(3 進行容量初步配組；然后，通過模 擬工況試驗，通過放電終止電壓進行最終配組。配組電壓范圍可以通過軟件進行設(shè)置。
權(quán)利要求1.一種動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)，它由上位機(1)、通訊適配器O)、主控回路 (3)、分控回路0)、下位機(5)和檢測接口(6)組成，其特征在于上位機(1)通過通訊適 配器⑵分別連接主控回路⑶和分控回路，主控回路(3)連接下位機(5)和檢測接口 (6)，分控回路(4)連接下位機(5)和檢測接口(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是上位機(1)由 系統(tǒng)管理模塊(7)、分容組配模塊(8)、異常處理模塊(9)和工藝編輯模塊(10)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是主控回路(3) 由主控直流電源(11)、主控功率回路(1 和主控充放電轉(zhuǎn)換接觸器(1 組成，主控直流電 源(11)、主控功率回路(1 和主控充放電轉(zhuǎn)換接觸器(1 依次連接，主控功率回路(12) 和主控充放電轉(zhuǎn)換接觸器(1 分別連接下位機( 和檢測接口(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是分控回路(4) 由分控直流電源(14)、分控功率回路(15)、分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器(16)和分控旁路接觸器 (17)組成，分控直流電源(14)、分控功率回路(15)、分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器(16)和分控旁 路接觸器(17)依次連接，分控直流電源(14)、分控功率回路(15)、分控充放電轉(zhuǎn)換接觸器 (16)和分控旁路接觸器(17)分別連接下位機(5)和檢測接口(6)。
專利摘要本實用新型是一種用于電動汽車專用電池檢測的動力電池模擬工況配組監(jiān)測系統(tǒng)。它由上位機、通訊適配器、主控回路、分控回路、下位機和檢測接口組成，上位機通過通訊適配器分別連接主控回路和分控回路，主控回路連接下位機和檢測接口,分控回路連接下位機和檢測接口。通過模擬汽車工況的方式對電動汽車受檢電池組進行配組監(jiān)測，并對受檢電池組中每個受檢電池進行動態(tài)電壓監(jiān)測，通過監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)對受檢電池進行分容配組。同時還可以用于電池化成生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中對電池進行初步分容配組。本實用新型具有結(jié)構(gòu)合理、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、操作簡單和配組方便等優(yōu)點。
文檔編號G01R31/36GK201935991SQ201020684699
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者周訓(xùn)平, 宋光樂, 廖育武 申請人:襄樊奧尼斯特電子科技有限公司