一种用于测试电池容量和内阻变化的电路的制作方法

    专利2022-07-11  86


    本实用新型属于电池电路领域,特别涉及一种用于测试电池容量和内阻变化的电路。



    背景技术:

    现有电池包都只在串联主路上装有电流bms检测装置,也就是说现有技术方案只能对主路的汇集电流进行监控,根据电流测算的容量也只是电池包的容量(根据木桶短板原则,测算的容量即容量最小的模组的容量)。模组内电池单体的容量对于整个bms检测装置而言是盲区。但是对于整个电池包而言,电池单体是电池包的最小的组成单元,其性能好坏势必影响整个电池包的性能,甚至会出现个别单体电池的性能的恶化造成整个电池包起火爆炸的状况。

    在并联电路里,每个并联单元的电压相等,电流大小跟内阻成反比,故通过对比电流的变化可以推测出内阻的变化。内阻是电池性能衰减的一项重要指标,因此了解电池内阻的变化对掌握电池的健康状态非常重要。现有技术是对电池包(由电池单体组成的电池包)进行初次完整的充放电,通过电流积分即可得出该电池包的容量值,进行二次完整的充放电得到的容量值与初次容量值比较即可得出电池包的容量变化。

    如果能对单体电池的电流进行监控并记录,那么便能测算出单体电池的容量。除此还可以推算出内阻的变化。此举对于掌握电池的现状、预判电池的性能及避免电池单体恶化引发的安全事故意义重大。



    技术实现要素:

    本实用新型提供一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,针对电池包中全部的电池单体进行电流检测,进而监控单个电池的容量变化及内阻变化,掌握电池单体的健康状态,避免个别电池单体的性能的恶化造成整个电池包出现事故。

    本实用新型一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,包括bms检测装置,所述bms检测装置包括第一电流采集模块、输出模块、控制器模块,所述控制器模块与第一电流采集模块、显示模块电连接,还包括至少二个电池单体,所述电池单体并联成为串联单元,

    所述第一电流采集模块为多个,每一个第一电流采集模块用于采集对应的一个电池单体的电流数据。

    进一步地,还包括第二电流采集模块,所述第二电流采集模块与串联单元串联用于采集串联单元的电流数据,所述第二电流采集模块与控制器模块电连接。

    更进一步的,所述串联单元为多个,所述串联单元与其相邻的串联单元串联。

    进一步地,所述第一电流采集模块和第二电流采集模块为接入式采集模块或非接入式采集模块。

    进一步地,所述非接入式采集模块为霍尔电流检测器,所述霍尔电流检测器的线圈套设于被测线路上。

    进一步地,所述接入式采集模块为分流器和放大器,所述分流器的电流端与电池单体串联,所述分流器的电位端与放大器电连接,所述放大器与控制器模块电连接。

    进一步地,所述输出模块为显示屏、led灯、蜂鸣器中的任一种。

    进一步优选地,所述输出模块为显示屏。

    进一步地,所述bms检测装置还包括电压采集模块,所述电压采集模块与控制器模块电连接,所述电压采集模块用于采集串联单元的电压数据。

    进一步地,所述bms检测装置还包括温度探头,所述温度探头与控制器模块电连接。

    更进一步地,所述温度探头为多个。

    本实用新型一种用于测试电池容量和内阻变化的电路的优点在于:对电池包中全部的电池单体进行电流检测,进而监控单个电池的容量变化及内阻变化,对出现问题的电池单体及时预警,避免某一电池单体或者某一电池模组故障,造成整个电池包功能丧失,避免局部故障扩大恶化造成安全事故,同时通过该电路结构可直接锁定出现问题的电池单体,便于后期对电池包的维修和处理。

    附图说明

    图1为实施例2中第一电流采集模块和电池单体的连接示意图;

    图2为实施例2中单个串联单元的连接示意图;

    图3为实施例2中多个串联单元与bms检测装置的连接示意图;

    图4为实施例3中多个串联单元与bms检测装置的连接示意图。

    具体实施方式

    下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,多属于本实用新型保护的范围。

    实施例1:

    本实用新型一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,包括bms检测装置,所述bms检测装置包括第一电流采集模块、输出模块、控制器模块,所述控制器模块与第一电流采集模块、显示模块电连接,还包括至少二个电池单体,所述电池单体并联成为串联单元,所述第一电流采集模块为多个,每一个第一电流采集模块用于采集对应的一个电池单体的电流数据,串联单元用于负载供电,其中采用多个电池单体并联可获得较大的电容量。

    本实施例中,通过第一电流采集模块采集电池单体的电流数据可计算出串联单元的电流数据,计算方式即将同一串联单元的各个电池单体数据累加求和,即可得出。

    第一电流采集模块为接入式采集模块,所述接入式采集模块为分流器和放大器,所述分流器的电流端与电池单体串联,所述分流器的电位端与放大器电连接,所述放大器与控制器模块电连接。通过分流器采集到的电流数据,经由放大器放大后,输入控制器模块的adc输入引脚,通过控制器模块内部的比较器等将电流数据转换为二进制数,控制器模块便测得电流了。

    所述输出模块为显示屏、led灯、蜂鸣器中的任一种。

    本实施例中,所述输出模块为显示屏。

    所述bms检测装置还包括电压采集模块,所述电压采集模块与控制器模块电连接,所述电压采集模块用于采集串联单元的电压数据。

    所述bms检测装置还包括温度探头,所述温度探头与控制器模块电连接。

    所述温度探头为多个,用于各电池单体的温度检测,判断电池单体的温度是否变化,若温度急剧持续上升,说明该电池单体出现故障,需进行断电维护。

    实施例2:

    如图1-3所示,本实用新型一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,包括bms检测装置,bms检测装置与电源连接,所述bms检测装置包括第一电流采集模块、输出模块、控制器模块,所述控制器模块与第一电流采集模块、显示模块电连接,还包括至少二个电池单体,电池单体即图2、图3中的c11、c12···c1mm;c21、c22···c2m;cn1、cn2···cnm,所述电池单体并联成为串联单元,

    所述第一电流采集模块为多个,第一电流采集模块即图2、图3中的fl11、fl12···fl1m;fl21、fl22···fl2m;fln1、fln2···flnm;每一个第一电流采集模块用于采集对应的一个电池单体的电流数据。

    还包括第二电流采集模块,即图3中fl总,所述第二电流采集模块与串联单元串联用于采集串联单元的电流数据,所述第二电流采集模块与控制器模块电连接,控制器模块可直接采集串联单元的电流数据,不需将串联单元内各电池单体的数据累加计算,控制器模块内程序执行更加高效快捷,其中bms检测装置即图3的bms主控,bms主控内设有采集模块,采集模块包括第一电流采集模块、第二电流采集模块。

    所述串联单元为多个,所述串联单元与其相邻的串联单元串联,本实施例中电池单体和串联单元数量均为10个,即图2、图3中m=10、n=10,电池单体并联可获得其叠加的电容量,串联单元串联又可获得较高的电压,以供应负载的供电需求。所述第一电流采集模块和第二电流采集模块均为接入式采集模块,所述接入式采集模块为分流器和放大器,所述分流器的电流端与电池单体串联,所述分流器的电位端与放大器电连接,所述放大器与控制器模块电连接。

    所述输出模块为led灯,若电池单体的内阻出现急剧变化,控制器模块输出低电平点亮led灯,便于人机交互,知晓电池单体的实时状态。

    所述bms检测装置还包括电压采集模块,所述电压采集模块与控制器模块电连接,所述电压采集模块用于采集串联单元的电压数据。

    所述bms检测装置还包括温度探头,所述温度探头与控制器模块电连接。

    所述温度探头为多个,用于采集各电池单体和电池包(多个串联单元串联组成电池包)的温度,不仅检测电池单体的温度是否变化,同时检测电池包所处环境的温度变化。

    实施例3

    如图4所示,一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,包括bms检测装置,所述bms检测装置包括第一电流采集模块、输出模块、控制器模块,所述控制器模块与第一电流采集模块、显示模块电连接,还包括至少二个电池单体,所述电池单体并联成为串联单元,

    所述第一电流采集模块为多个,每一个第一电流采集模块用于采集对应的一个电池单体的电流数据。

    还包括第二电流采集模块,所述第二电流采集模块与串联单元串联用于采集串联单元的电流数据,所述第二电流采集模块与控制器模块电连接。

    所述串联单元为多个,所述串联单元与其相邻的串联单元串联。

    所述第一电流采集模块和第二电流采集模块均为非接入式采集模块,所述非接入式采集模块为霍尔电流检测器,所述霍尔电流检测器的线圈套设于被测线路上,本实施例中第一电流采集模块即图4中hcs11、hcs12···hcs1m;hcs21、hcs22···hcs2m;hcsn1、hcsn2···hcsnm;第二电流采集模块即图4中hcs总,其中n=15,m=10。

    所述输出模块为蜂鸣器。

    所述bms检测装置还包括电压采集模块,所述电压采集模块与控制器模块电连接,所述电压采集模块用于采集串联单元的电压数据。

    所述bms检测装置还包括温度探头,所述温度探头与控制器模块电连接。

    所述温度探头为多个。用于采集各电池单体和电池包(多个串联单元串联组成电池包)的温度,不仅检测电池单体的温度是否变化,同时检测电池包所处环境的温度变化。


    技术特征:

    1.一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,包括bms检测装置,所述bms检测装置包括第一电流采集模块、输出模块、控制器模块,所述控制器模块与第一电流采集模块、显示模块电连接,还包括至少二个电池单体,所述电池单体并联成为串联单元,其特征在于:

    所述第一电流采集模块为多个,每一个第一电流采集模块用于采集对应的一个电池单体的电流数据。

    2.根据权利要求1所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:还包括第二电流采集模块,所述第二电流采集模块与串联单元串联用于采集串联单元的电流数据,所述第二电流采集模块与控制器模块电连接。

    3.根据权利要求1或2所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述串联单元为多个,所述串联单元与其相邻的串联单元串联。

    4.根据权利要求3所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述第一电流采集模块和第二电流采集模块为接入式采集模块或非接入式采集模块。

    5.根据权利要求4所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述非接入式采集模块为霍尔电流检测器,所述霍尔电流检测器的线圈套设于被测线路上。

    6.根据权利要求4所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述接入式采集模块为分流器和放大器,所述分流器的电流端与电池单体串联,所述分流器的电位端与放大器电连接,所述放大器与控制器模块电连接。

    7.根据权利要求6所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述输出模块为显示屏、led灯、蜂鸣器中的任一种。

    8.根据权利要求7所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述bms检测装置还包括电压采集模块,所述电压采集模块与控制器模块电连接,所述电压采集模块用于采集串联单元的电压数据。

    9.根据权利要求8所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述bms检测装置还包括温度探头,所述温度探头与控制器模块电连接。

    10.根据权利要求9所述的用于测试电池容量和内阻变化的电路,其特征在于:所述温度探头为多个。

    技术总结
    本实用新型的一种用于测试电池容量和内阻变化的电路,包括BMS检测装置,所述BMS检测装置包括第一电流采集模块、输出模块、控制器模块,所述控制器模块与第一电流采集模块、显示模块电连接,还包括至少二个电池单体,所述电池单体并联成为串联单元,所述第一电流采集模块为多个,每一个第一电流采集模块用于采集对应的一个电池单体的电流数据。本实用新型的优点在于:对电池包中全部的电池单体进行电流检测,进而监控单个电池的容量变化及内阻变化,对出现问题的电池单体及时预警,避免某一电池单体或者某一电池模组故障,造成整个电池包功能丧失,避免局部故障扩大恶化造成安全事故。

    技术研发人员:刘宇尘;王洋;吴珊;龚云天
    受保护的技术使用者:长沙新材料产业研究院有限公司
    技术研发日:2020.04.30
    技术公布日:2021.03.12

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