CN2935178Y - 二次电池性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种二次电池性能测试装置，包括电源，还包括测试模块组，该测试模块组包括开路电压测试模块、过充/过放保护测试模块、过流保护功能测试模块、内阻测试模块、标准电阻测试模块和可分别与被测电池的相应端子电连接的正负接线端子。本实用新型二次电池性能测试装置简化了传统测试装备，提高了测试效率和自动化程度，具有较高的集成度。

Description

二次电池性能测试装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种二次电池性能测试装置，尤其是一池可进行多个性能项目测试的二次电池性能测试装置。

【背景技术】

现有技术中，二次电池的性能测试是针对各项性能指标采用不同的测试仪器单独进行分项测试，例如，采用万用电压数值采集装置测量电池电压、采用内阻测试仪测量电池内阻、采用示波器监测电池过充电/过放电及电池短路等状态的波形，等等。在这样的测试方式中，各测试仪器是独立的，每种测试仪器只能进行相应的一项性能指标的测试，完成电池的综合性能测试需配备的装备资源较多。而且测试时间较长，在进行不同性能项目测试时，要将被测电池在相应的不同测试装备之间拆卸，总体测试效率较低，不易实现测试过程自动化。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可进行多个性能项目测试的二次电池性能测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种二次电池性能测试装置，包括电源，还包括测试模块组，该测试模块组包括开路电压测试模块、过充/过放保护功能测试模块、过流保护功能测试模块、内阻测试模块、标准电阻测试模块和可分别与被测电池的相应端子电连接的正负接线端子；

电源与测试模块组电连接；

开路电压测试模块包括相互并联的负载电阻和电压数值采集装置，该电压数值采集装置的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接；测试时被测电池正负极分别与正负接线端子电连接；

过充/过放保护功能测试模块包括电压数值采集装置，该电压数值采集装置的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接；测试时电源与被测电池的VDD端电连接以向该VDD端输出过充/过放保护电压，被测电池正负极分别与正负接线端子电连接；

过流保护功能测试模块包括相互并联的采样电阻和电压数值采集装置，该采样电阻的一端与负接线端子电连接、另一端通过可调电阻与正接线端子电连接；测试时被测电池正负极分别与正负接线端子电连接；

内阻测试模块包括相互并联的负载电阻和电压数值采集装置，该电压数值采集装置的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接，电源正极与正接线端子电连接、电源负极与负接线端子电连接，测试时电源向正接线端子和负接线端子之间输出交流电压(优选的该交流电压是频率为1KHz、幅度为1V的正弦波)；测试时被测电池正负极分别与正负接线端子电连接；

标准电阻测试模块包括电压数值采集装置和已知阻值的精密电阻，该电压数值采集装置的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接，负接线端子与电源负极电连接，正接线端子通过精密电阻与电源正极电连接；测试时电源输出一直流电压，被测电池的TH端与正接线端子电连接、被测电池的负极与正接线端子电连接。

该二次电池性能测试装置可以进行开路电压、过充/过放保护性能、过流保护性能、内阻、标准电阻等多个性能项目的测试，适用于设有正负极、VDD端、TH端的二次电池性能测试。

作为本实用新型的改进，可设置与各测试模块中的电压数值采集装置电连接的可对电压数值采集装置测试数据进行分析处理的控制处理单元，控制处理单元将各测试模块中的电压数值采集装置测试数据与相应的性能指标标准值进行分析比较，对被测电池的性能是否合格作出判定。

优选的控制处理单元中还设有存储元件和显示元件，用来存储测试结果，并将测试结果显示出来。

本实用新型二次电池性能测试装置中可以设置两组或两组以上测试模块组，同组测试模块组中的各测试模块共用一对正负接线端子。

作为优选，本实用新型二次电池性能测试装置包括数据采集卡和数据采集辅助电路；各电压数值采集装置设于数据采集卡中；负载电阻、采样电阻、可调电阻和精密电阻设于数据采集辅助电路中，数据采集辅助电路还包括数据采集卡电压数值采集装置切换模块和测试通道选择模块，数据采集辅助电路分别与各正负接线端子、数据采集卡电连接；数据采集卡与控制处理单元电连接；测试时在控制处理单元的信号控制下数据采集卡电压数值采集装置切换模块和测试通道选择模块进行各测试模块的切换组合，数据采集卡与各正负接线端子、数据采集辅助电路一起组合出各测试模块组。这里所说的测试通道对应于测试测试模块组，一个测试通道对应于组合于同一对正负接线端子上的一个测试测试模块组，一个测试通道可以对一块电池进行多个性能项目的测试。测试时，测试通道选择模块可在控制处理单元的控制下选中相应的正负接线端子、根据测试的需要在被选中的正负接线端子上组合出不同的测试模块。

可以采用PC机作为控制处理单元，数据采集卡为带有A/D转换模块的PCI数据采集卡，该PCI数据采集卡装入PC机主板的PCI插槽中；电压数值采集装置为PCI数据采集卡中的A/D转换模块。

电压数值采集装置、负载电阻、采样电阻、可调电阻和精密电阻各自的个数与测试模块组的组数相同。

为方便测试时装夹被测电池，可设置夹具，各测试模块组的正负接线端子设于该夹具上。对多块电池进行性能测试时，电池可同时装设在该夹具上的各对正负接线端子之间。

内阻测试模块测试时，电源向正接线端子和负接线端子之间输出的交流电压优选为频率1KHz、幅度1V的正弦波。

本实用新型二次电池性能测试装置中同时设置了包括开路电压测试模块、过充/过放保护测试模块、过流保护功能测试模块、内阻测试模块、标准电阻测试模块的测试模块组，可进行多个性能项目测试；可以设置两组或两组以上测试模块组以同时对多块电池进行测试；通过采用PC机、PCI数据采集卡和数据采集辅助电路可优化该装置的硬件结构。本实用新型二次电池性能测试装置简化了传统测试装备，提高了测试效率和自动化程度，具有较高的集成度。

【附图说明】

为了便于说明，本实用新型使用下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1是本实用新型一种实施方式的结构示意简图。

图2是图1所示二次电池性能测试装置的数据采集卡与数据采集卡辅助电路组合成各测试模块的示意简图。

图3是图2中的开路电压测试模块的电路图。

图4是图2中的过充/过放保护功能测试模块的电路图。

图5是图2中的过流保护功能测试模块的电路图。

图6是图2中的内阻测试模块的电路图。

图7是图2中的标准电阻测试模块的电路图。

【具体实施方式】

图1-图7示出了本实用新型的一种实施方式。

如图1所示，该二次电池性能测试装置包括PC机1、PCI数据采集卡2、数据采集卡辅助电路3、夹具4和提供***动力的电源(附图中未示出)。该二次电池性能测试装置可以同时对8块电池进行性能测试，夹具4上设有8个被测电池装夹位5(对应于正负接线端子)，相应地，PCI数据采集卡2上设有8个A/D转换模块(相当于电压数据采集装置，为方便示意、理解，在图3-图7中用电压表 代表A/D转换模块)，数据采集卡辅助电路3上设有8个负载电阻R1、8个采样电阻R2、8个可调电阻R3和8个已知阻值的精密电阻R4(参见图3-图7)。PCI数据采集卡2***PC机的PCI槽内，数据采集卡辅助电路3通过线缆分别与PCI数据采集卡2和夹具4电连接；结合图2，数据采集辅助电路3包括内置程序的数据采集卡电压数据采集装置切换模块和测试通道选择模块；测试时在控制处理单元发出的信号的控制下，根据夹具4装夹被测电池的具体情况(装夹被测电池的数目、每个被测电池装夹于哪一对正负接线端子即哪一个测试通道)数据采集卡辅助电路3上的数据采集卡电压数据采集装置切换模块和测试通道选择模块对各测试模块所需组件进行选择切换，PCI数据采集卡2与各正负接线端子、数据采集辅助电路3一起先后组合出各测试模块。各被测电池的同一性能的测试可以同时进行，同一个测试通道对同一块被测电池的各项性能进行测试的先后顺序可以随机调整。例如，同时测试8块电池时，PCI数据采集卡2与各正负接线端子对、数据采集辅助电路3一起先组合出8个开路电压测试模块电路完成8块电池的开路电压测试，再组合出8个过充/过放保护测试模块电路完成8块电池的过充/过放保护功能测试，再组合出8个过流保护功能测试模块电路完成8块电池的过流保护功能测试，再组合出8个内阻测试模块电路完成8块电池的内阻测试，再组合出8个标准电阻测试模块电路完成8块电池的标准电阻测试。

PCI数据采集卡2经PCI总线将各项性能的测试数据传输到PC机1，PC机1将测试数据与相应的性能指标标准值进行运算分析比较，对被测电池的性能是否合格作出判定，测试数据和判定结果可存储在PC机1中并从PC机1上显示或输出提示给测试人员。

图3是图2中的开路电压测试模块的电路图，该模块包括相互并联的负载电阻R1和电压表(代表A/D转换模块)，该电压表的正极端子与夹具4的一个正接线端子电连接、负极端子与夹具4上相应的负接线端子电连接；被测电池正负极分别与正负接线端子电连接；该电压表对被测电池正负极端子P+、P-端的开路电压进行测量。该二次电池性能测试装置可同时组合出8个这样的开路电压测试模块电路。

图4是图2中的过充/过放保护测试模块的电路图，该模块包括电压表(代表A/D转换模块)，该电压表的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接；被测电池正负极分别与正负接线端子电连接。图4中只示出了该二次电池性能测试装置8个过充/过放保护测试模块电路中的3个。测试时，电源输出一个过充/过放保护电压E1到被测电池的VDD端(即图4中的B+端)，电压表对被测电池的P+、P-端进行电压监控，PC机1通过监测被测电池是否因过充/过放保护而发生电压突变，从而判断被测电池的过充/过放保护功能是否正常。

图5是图2中的过流保护功能测试模块的电路图，该模块包括相互并联的采样电阻R2和电压表(代表A/D转换模块)，采样电阻R2的一端与负接线端子电连接、另一端通过可调电阻R3与正接线端子电连接；被测电池正负极分别与正负接线端子电连接。测试时，调节可调电阻R3的阻值大小，使得整个回路的电流稍大于过流保护的电流，电压表对采样电阻R2两端的电压进行监控，PC机1通过监测采样电阻R2两端的电压是否因过流保护而发生电压突变，从而判断电池的过流保护功能是否正常。该二次电池性能测试装置可同时组合出8个这样的过流保护功能测试模块电路。

图6是图2中的内阻测试模块的电路图，该模块包括相互并联的负载电阻R1和电压表(代表A/D转换模块)，该电压表的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接，电源正极与正接线端子电连接、电源负极与负接线端子电连接，被测电池正负极分别与正负接线端子电连接；图6中只示出了该二次电池性能测试装置8个内阻测试模块电路中的3个。测试时电源向正接线端子和负接线端子之间输出一个频率为1KHz、幅度为1V的正弦波电压E2，电压表对被测电池的P+、P-端之间的电压进行测量，PC机1通过分压方式计算出被测电池的内阻。

图7是图2中的标准电阻测试模块的电路图，该模块包括电压表(代表A/D转换模块)和已知阻值的精密电阻R4，该电压表的正极端子与正接线端子电连接、负极端子与负接线端子电连接；负接线端子与电源负极电连接，正接线端子通过精密电阻R4与电源正极电连接；被测电池的TH端与正接线端子电连接、被测电池的负极与正接线端子电连接。测试时电源输出一直流电压E1，电压表对被测电池的TH端和负极P-端之间的电压进行测量，PC机1通过分压方式计算出电池的内阻。图7中只示出了该二次电池性能测试装置8个标准电阻测试模块电路中的3个。

Claims (9)

1、一种二次电池性能测试装置，包括电源，其特征在于：还包括测试模块组，该测试模块组包括开路电压测试模块、过充/过放保护功能测试模块、过流保护功能测试模块、内阻测试模块、标准电阻测试模块和可分别与被测电池的相应端子电连接的正负接线端子；

所述电源与所述测试模块组电连接；

所述开路电压测试模块包括相互并联的负载电阻和电压数值采集装置；该电压数值采集装置的正极端子与所述正接线端子电连接、负极端子与所述负接线端子电连接；测试时被测电池正负极分别与所述正负接线端子电连接；

所述过充/过放保护测试模块包括电压数值采集装置；该电压数值采集装置的正极端子与所述正接线端子电连接、负极端子与所述负接线端子电连接；测试时所述电源与被测电池的VDD端电连接以向该VDD端输出过充/过放保护电压；测试时被测电池正负极分别与所述正负接线端子电连接；

所述过流保护功能测试模块包括相互并联的采样电阻和电压数值采集装置；该采样电阻的一端与所述负接线端子电连接、另一端通过可调电阻与所述正接线端子电连接；测试时被测电池正负极分别与所述正负接线端子电连接；

所述内阻测试模块包括相互并联的负载电阻和电压数值采集装置；该电压数值采集装置的正极端子与所述正接线端子电连接、负极端子与所述负接线端子电连接；所述电源正极与所述正接线端子电连接、所述电源负极与所述负接线端子电连接；测试时所述电源向所述正接线端子和所述负接线端子之间输出交流电压；测试时被测电池正负极分别与所述正负接线端子电连接；

所述标准电阻测试模块包括电压数值采集装置和已知阻值的精密电阻；该电压数值采集装置的正极端子与所述正接线端子电连接、负极端子与所述负接线端子电连接；所述负接线端子与所述电源负极电连接，所述正接线端子通过精密电阻与所述电源正极电连接；测试时所述电源输出一直流电压，被测电池的TH端与所述正接线端子电连接、被测电池的负极与所述正接线端子电连接。

2、根据权利要求1所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：包括与各测试模块中的电压数值采集装置电连接的可对电压数值采集装置测试数据进行分析处理的控制处理单元。

3、根据权利要求1所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：所述控制处理单元包括存储元件和显示元件。

4、根据权利要求1、2或3所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：包括两组或两组以上所述测试模块组，同组测试模块组中的各所述测试模块共用一对正负接线端子。

5、根据权利要求4所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：包括数据采集卡和数据采集辅助电路；各电压数值采集装置设于所述数据采集卡中；所述负载电阻、采样电阻、可调电阻和精密电阻设于所述数据采集辅助电路中，所述数据采集辅助电路还包括数据采集卡电压数值采集装置切换模块和测试通道选择模块；所述数据采集辅助电路分别与所述各正负接线端子、数据采集卡电连接；所述数据采集卡与控制处理单元电连接；测试时在所述控制处理单元的信号控制下所述数据采集卡电压数值采集装置切换模块和测试通道选择模块进行各测试模块的切换组合，所述PCI数据采集卡与各正负接线端子、数据采集辅助电路一起组合出各测试模块组。

6、根据权利要求5所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：所述控制处理单元为PC机；所述数据采集卡为带有A/D转换模块的PCI数据采集卡，该PCI数据采集卡装入所述PC机主板的PCI插槽中；所述电压数值采集装置为所述PCI数据采集卡中的A/D转换模块。

7、根据权利要求6所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：所述测压数值采集装置、负载电阻、采样电阻、可调电阻和精密电阻各自的个数与所述测试模块组的组数相同。

8、根据权利要求7所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：包括夹具，所述各测试模块组的正负接线端子设于该夹具上。

9、根据权利要求8所述的二次电池性能测试装置，其特征在于：所述内阻测试模块测试时，所述电源向所述正接线端子和所述负接线端子之间输出的交流电压是频率为1KHz、幅度为1V的正弦波。

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