CN113777490A - 一种电池测试设备电流同步***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电池测试技术领域的一种电池测试设备电流同步***及方法，***包括：一个上位机；至少两个电源控制模块，分别包括一MCU、一通信接口、一并联电路以及一电源单元；所述通信接口的一端与MCU连接，另一端与上位机连接；所述并联电路的一端与MCU连接，另一端与其余并联电路连接；所述电源单元与MCU连接；一个动力电池，与各所述电源单元连接。本发明的优点在于：极大的提升了电流输出和输入的同步性以及稳定性。

Description

一种电池测试设备电流同步***及方法
技术领域
本发明涉及电池测试技术领域，特别指一种电池测试设备电流同步***及方法。
背景技术
对新能源汽车的动力电池进行性能测试时，电池测试设备通过通道并联的方式来实现大电流的充放电测试，电池测试设备需要模拟动力电池在新能源汽车加速、减速、下坡等情况下的工况，工况模拟过程中需要电流快速突变以及正负极切换，所以对电池测试设备的电流响应(电流变化时间)、电流波形等有严格的要求。
当电池测试设备使用多个通道并联实现大电流的充放电测试时，将全部并联通道的输出接在同一动力电池上，由上位机发送的参数指令控制各通道电流的输入输出，由于上位机存在***调度的时间差异，加上各通道内部执行任务的时间先后，导致各通道真正执行参数指令的时间存在差异，导致电流无法同时输出或输入，即无法电流同步，导致电流阶梯变化不平滑，甚至失控，无法精确的测试电流的动态特性，影响动力电池的动态阻抗特性、内阻、工况模拟等测试，无法准确的反应动力电池的实际性能。
因此，如何提供一种电池测试设备电流同步***及方法，实现提升电流输出和输入的同步性以及稳定性，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种电池测试设备电流同步***及方法，实现提升电流输出和输入的同步性以及稳定性。
第一方面，本发明提供了一种电池测试设备电流同步***，包括：
一个上位机；
至少两个电源控制模块，分别包括一MCU、一通信接口、一并联电路以及一电源单元；所述通信接口的一端与MCU连接，另一端与上位机连接；所述并联电路的一端与MCU连接，另一端与其余并联电路连接；所述电源单元与MCU连接；
一个动力电池，与各所述电源单元连接。
进一步地，所述通信接口为以太网接口、RS485接口、RS232接口或者CAN接口。
进一步地，所述并联电路包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R3、一电阻R4、一电阻R5、一电阻R6、一三极管Q1、一三极管Q2以及一二极管D1；
所述电阻R1的一端与MCU的信号输出端连接，另一端与三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极与电阻R2、电阻R3、二极管D1以及其余并联电路连接，发射极与电阻R5、二极管D1以及其余并联电路连接并接地；所述三极管Q2的基极与电阻R3连接，集电极与电阻R4连接，发射极与电阻R5以及电阻R6连接；所述电阻R2与电阻R4连接；所述电阻R6与MCU的信号输入端连接。
进一步地，所述二极管D1为钳位二极管。
进一步地，各所述并联电路间通过信号排线连接。
第二方面，本发明提供了一种电池测试设备电流同步方法，包括如下步骤：
步骤S10、上位机向各电源控制模块的MCU发送充放电指令；
步骤S20、各MCU基于接收的所述充放电指令向并联电路的电阻R1输入低电平信号；
步骤S30、连接各并联电路的IO_BUS电平总线接收到各并联电路的低电平信号后，进行信号翻转，同时向各电阻R3输出高电平信号；
步骤S40、各并联电路在接收到所述高电平信号后，依次通过三极管Q2以及电阻电阻R6传递给MCU；
步骤S50、各MCU接收到所述高电平信号后，立即执行所述充放电指令，进行电流同步；
步骤S60、所述充放电指令执行完成后，各MCU向并联电路的电阻R1输入高电平信号进行复位。
进一步地，所述步骤S10中，所述充放电指令携带用于设置电源单元输出的电流值。
本发明的优点在于：
通过在电源控制模块内设置并联电路，各并联电路相互之间通过信号排线(IO_BUS电平总线)进行连接，当各电源控制模块接收到上位机发送的充放电指令时，电源控制模块向并联电路输入低电平信号并传递到IO_BUS电平总线，只有当IO_BUS电平总线接收到所有并联电路的低电平信号后，才进行信号翻转，向各电源控制模块的MCU发送高电平信号，进而执行充放电指令，即通过并联电路对各电源控制模块执行充放电指令的时间进行同步，进而实现电流同步，最终极大的提升了电流输出和输入的同步性以及稳定性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种电池测试设备电流同步***的电路原理框图。
图2是本发明并联电路的电路图。
图3是本发明一种电池测试设备电流同步方法的流程图。
标记说明：
100-一种电池测试设备电流同步***，1-上位机，2-电源控制模块，3-动力电池，21-MCU，22-通信接口，23-并联电路，24-电源单元。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过在电源控制模块2内设置并联电路23，各并联电路23相互之间通过信号排线(IO_BUS电平总线)进行连接，通过IO_BUS电平总线只有在接收到所有并联电路23的低电平信号后才进行信号翻转的特性，对各电源控制模块2执行充放电指令的时间进行同步，以提升电流输出和输入的同步性以及稳定性。
请参照图1至图3所示，本发明一种电池测试设备电流同步***100的较佳实施例，包括：
一个上位机1，用于向各所述电源控制模块2发送充放电指令，进而控制各所述电源控制模块2进行电流同步，向所述动力电池3进行同步的电流输入输出，控制电流的大小以及方向，收集各所述电源控制模块2的电流、电压数据，并自动生成所述动力电池3的检测报表；
至少两个电源控制模块2，分别包括一MCU21、一通信接口22、一并联电路23以及一电源单元24；所述通信接口22的一端与MCU21连接，另一端与上位机1连接；所述并联电路23的一端与MCU21连接，另一端与其余并联电路23连接；所述电源单元24与MCU21连接；所述MCU21用于控制电源控制模块2的工作，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的MCU即可，并不限于何种型号，例如ST公司的STM32F103系列的MCU，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述通信接口22用于电源控制模块2与上位机1之间的通信；所述并联电路23用于对上位机1发送的充放电指令的执行时间进行同步；所述电源单元24用于利用恒压模式或者横流模式对动力电池3进行充放电；
一个动力电池3，通过线缆(未图示)与各所述电源单元24连接，为待测试的电池。
所述通信接口22为以太网接口、RS485接口、RS232接口或者CAN接口。
所述并联电路23包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R3、一电阻R4、一电阻R5、一电阻R6、一三极管Q1、一三极管Q2以及一二极管D1；
所述电阻R1的一端与MCU21的信号输出端连接，另一端与三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极与电阻R2、电阻R3、二极管D1以及其余并联电路23连接，发射极与电阻R5、二极管D1以及其余并联电路23连接并接地；所述三极管Q2的基极与电阻R3连接，集电极与电阻R4连接，发射极与电阻R5以及电阻R6连接；所述电阻R2与电阻R4连接；所述电阻R6与MCU21的信号输入端连接。
所述二极管D1为钳位二极管，用于避免静电损坏电路。
各所述并联电路23间通过信号排线(未图示)连接，即各所述并联电路23的IO_BUS+和IO_BUS-通过信号排线连接。
本发明一种电池测试设备电流同步方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、上位机向各电源控制模块的MCU发送充放电指令；
步骤S20、各MCU基于接收的所述充放电指令向并联电路的电阻R1输入低电平信号，并传递到IO_BUS电平总线，退出对IO_BUS电平总线的电平信号拉低控制；
步骤S30、连接各并联电路的IO_BUS电平总线接收到各并联电路的低电平信号后，根据并联电路逻辑进行信号翻转，同时向各电阻R3输出高电平信号；由于电平信号传输时间极短，因此电平信号传输以及信号翻转的时间可忽略不计；
步骤S40、各并联电路在接收到所述高电平信号后，依次通过三极管Q2以及电阻电阻R6传递给MCU；
步骤S50、各MCU接收到所述高电平信号后，立即执行所述充放电指令，进行电流同步；
步骤S60、所述充放电指令执行完成后，各MCU向并联电路的电阻R1输入高电平信号进行复位，即重新恢复对IO_BUS电平总线的电平信号拉低的控制，为下一次电流同步做准备。
所述步骤S10中，所述充放电指令携带用于设置电源单元输出的电流值，电流值的取值为动力电池需要的总电流大小除以电源控制模块的个数。
综上所述，本发明的优点在于：
通过在电源控制模块内设置并联电路，各并联电路相互之间通过信号排线(IO_BUS电平总线)进行连接，当各电源控制模块接收到上位机发送的充放电指令时，电源控制模块向并联电路输入低电平信号并传递到IO_BUS电平总线，只有当IO_BUS电平总线接收到所有并联电路的低电平信号后，才进行信号翻转，向各电源控制模块的MCU发送高电平信号，进而执行充放电指令，即通过并联电路对各电源控制模块执行充放电指令的时间进行同步，进而实现电流同步，最终极大的提升了电流输出和输入的同步性以及稳定性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种电池测试设备电流同步***，其特征在于：包括：
一个上位机；
至少两个电源控制模块，分别包括一MCU、一通信接口、一并联电路以及一电源单元；所述通信接口的一端与MCU连接，另一端与上位机连接；所述并联电路的一端与MCU连接，另一端与其余并联电路连接；所述电源单元与MCU连接；
一个动力电池，与各所述电源单元连接。
2.如权利要求1所述的一种电池测试设备电流同步***，其特征在于：所述通信接口为以太网接口、RS485接口、RS232接口或者CAN接口。
3.如权利要求1所述的一种电池测试设备电流同步***，其特征在于：所述并联电路包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R3、一电阻R4、一电阻R5、一电阻R6、一三极管Q1、一三极管Q2以及一二极管D1；
所述电阻R1的一端与MCU的信号输出端连接，另一端与三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极与电阻R2、电阻R3、二极管D1以及其余并联电路连接，发射极与电阻R5、二极管D1以及其余并联电路连接并接地；所述三极管Q2的基极与电阻R3连接，集电极与电阻R4连接，发射极与电阻R5以及电阻R6连接；所述电阻R2与电阻R4连接；所述电阻R6与MCU的信号输入端连接。
4.如权利要求3所述的一种电池测试设备电流同步***，其特征在于：所述二极管D1为钳位二极管。
5.如权利要求1所述的一种电池测试设备电流同步***，其特征在于：各所述并联电路间通过信号排线连接。
6.一种电池测试设备电流同步方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至5任一项所述的电流同步***，包括如下步骤：
步骤S10、上位机向各电源控制模块的MCU发送充放电指令；
步骤S20、各MCU基于接收的所述充放电指令向并联电路的电阻R1输入低电平信号；
步骤S30、连接各并联电路的IO_BUS电平总线接收到各并联电路的低电平信号后，进行信号翻转，同时向各电阻R3输出高电平信号；
步骤S40、各并联电路在接收到所述高电平信号后，依次通过三极管Q2以及电阻电阻R6传递给MCU；
步骤S50、各MCU接收到所述高电平信号后，立即执行所述充放电指令，进行电流同步；
步骤S60、所述充放电指令执行完成后，各MCU向并联电路的电阻R1输入高电平信号进行复位。
7.如权利要求6所述的一种电池测试设备电流同步方法，其特征在于：所述步骤S10中，所述充放电指令携带用于设置电源单元输出的电流值。
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