一种电池组充放电性能测试系统及方法与流程

本申请涉及电动汽车领域，更具体地说，涉及一种电池组充放电性能测试系统及方法。

背景技术：

锂电池作为电动汽车能源的解决方案之一，锂电池的性能会影响车辆的续航里程和使用寿命。因此，出厂前需要对由锂电池构成的电池组做一个完整的充放电测试，通过检测电池组充放电过程中的数据，判断电池组充放电性能指标是否达到标准。现有的电池组性能测试系统，同一时间只能对一个电池组进行充电或放电测试，测试效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提出一种电池组充放电性能测试系统及方法，欲实现同时对两个电池组进行性能测试，对其中一个电池组做充电测试，对另一个做放电测试，提高测试效率的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电池组充放电性能测试系统，包括：上位机、中央控制模块、第一BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)、第二BMS、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、双向DC/DC变换器和蓄能电池组，其中，

所述双向DC/DC变换器包括第一端、第二端和第三端，所述第一端通过所述第一开关与第一待测电池组连接，且通过所述第三开关与所述储能电池组连接，所述第二端通过所述第二开关与所述第二待测电池组连接，以及通过所述第四开关与所述蓄能电池组连接，所述第三端与所述中央控制模块连接；

所述第一BMS分别与第一待测电池组、所述中央控制模块连接，用于获取所述第一待测电池组在充放电过程中的第一数据，并将所述第一数据发送至所述中央控制模块；

所述第二BMS分别与第二待测电池组、所述中央控制模块连接，用于获取所述第二待测电池组的充放电过程中的第二数据，并将所述第二数据发送至所述中央控制模块；

所述上位机与所述中央控制模块连接，用于显示并保存所述第一数据和所述第二数据，以及用于设置双向DC/DC的工作参数。

所述中央控制模块分别控制所述第一开关的闭合和断开、所述第二开关的闭合和断开、所述第三开关的闭合和断开、以及所述第四开关的闭合和断开，以及控制所述双向DC/DC变换器的电流输入方向和输出方向。

优选的，所述中央控制模块通过以太网与所述上位机进行通讯连接。

优选的，所述中央控制模块分别通过CAN通讯与所述第一BMS、所述第二BMS、以及所述双向DC/DC变换器通讯连接。

优选的，所述BMS通过CAN通讯与所述第一待测电池组通讯连接，所述第二BMS通过CAN通讯与所述第二待测电池组通讯连接。

优选的，所述双向DC/DC变换器分别通过高压动力电缆与所述蓄能电池组、所述第一待测电池组和所述第二待测电池组连接。

一种电池组充放电性能测试方法，基于上述系统，所述方法包括：

当接收上位机发送的第一控制命令时，控制所述第一开关和所述第二开关闭合，同时控制所述双向DC/DC变换器的第一端作为电流输入端，控制所述双向DC/DC变换器的第二端作为电流输出端；

接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据；

接收上位机发送的第二控制命令时，控制所述第一开关和所述第二开关闭合，同时控制所述双向DC/DC变换器的第二端作为电流输入端，控制所述双向DC/DC变换器的第一端作为电流输出端；

接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据。

优选的，在所述接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据后，还包括；

判断所述第一待测电池组的电量是否放空，以及所述第二待测电池组的电量是否充满；

若所述第一待测电池组的电量放空的同时所述第二待测电池组的电量充满，则控制所述第一开关和所述第二开关断开，且控制所述双向DC/DC停止工作；

若所述第一待测电池组的电量放空时，所述第二待测电池组的电量未充满，则控制所述第一开关断开，同时控制所述第三开关闭合；

若所述第二待测电池组的电量充满时，所述第一待测电池组的电量未放空，则控制所述第二开关断开，同时控制所述第四开关闭合。

优选的，在所述接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据后，还包括：

判断所述第一待测电池组的电量是否充满，以及所述第二待测电池组的电量是否放空；

若所述第一待测电池组的电量充满的同时所述第二待测电池组的电量放空，则控制所述第一开关和所述第二开关断开，同时控制所述双向DC/DC停止工作；

若所述第一待测电池组的电量充满时，所述第二待测电池组的电量未放空，则控制所述第一开关断开，同时控制所述第三开关闭合；

若所述第二待测电池组的电量放空时，所述第一待测电池组的电量未充满，则控制所述第二开关断开，同时控制所述第四开关闭合。

优选的，在所述接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据后，并且，在所述接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据后，还包括：

分别判断所述第一待测电池组和所述第二待测电池组的温度是否到达预设的阈值；

若所述第一待测电池组或所述第二待测电池组的温度达到所述阈值，则控制所述双向DC/DC变换器停止工作。

优选的，在所述接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据后，并且，在所述接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据后，还包括：

分别判断所述第一待测电池组和所述第二待测电池组的电流是否到达预设的阈值；

若所述第一待测电池组或所述第二待测电池组的电流达到所述阈值，则控制所述双向DC/DC变换器停止工作。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的一种电池组充放电性能测试系统及方法，双向DC/DC变换器的第一端分别通过第一开关与第一待测电池组连接、通过第三开关与蓄能电池组连接；双向DC/DC变换器的第二端分别通过第二开关与第二待测电池组连接、通过第四开关与蓄能电池组连接；将第一开关和第二开关闭合，控制双向DC/DC变换器的电流输入输出方向，实现在对一个待测电池组进行充电测试时，对另一个待测电池组做放电测试，即实现了同时对两个待测电池组进行测试的目的，相对于现有的同一时间只能对一个电池组进行充电或放电测试的系统而言，提高了测试效率。

且充放电测试过程中，电能在两个电池组之间转换，将进行放电测试的待测电池组多余的电量存储到储能电池组中，并在进行充电测试的待测电池组的电量未充满时，利用储能电池组中的电能将其电量充满。整个充放电测试过程能量损耗较少，达到了节能的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例公开的一种电池组充放电性能测试系统的示意图；

图2为本实施例公开的一种电池组充放电性能测试方法的流程图；

图3为本实施例公开的另一种电池组充放电性能测试方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本实施例公开一种电池组充放电性能测试系统，参见图1所示，包括：上位机1、中央控制模块2、第一BMS(电池管理系统)3、第二BMS(电池管理系统)4、第一开关5、第二开关6、第三开关7、第四开关8、双向DC/DC变换器9和蓄能电池组10，其中，

双向DC/DC变换器9包括第一端A、第二端B和第三端C，第一端A通过第一开关5与第一待测电池组连接，第一端A通过第三开关7与储能电池组10连接，第二端B通过第二开关6与第二待测电池组连接，第二端B通过第四开关8与蓄能电池组10连接。双向DC/DC变换器9的第一端A和第二端B都可以作为电流输入端或电流输出端。第一端A作电流输入端，第二端B作电流输出端时，双向DC/DC变换器9中电流流动方向为A→B；第二端B作电流输入端，第一端A作电流输出端时，双向DC/DC变换器9中电流流动方向为B→A。第三端C与中央控制模块2连接，中央控制模块2可控制双向DC/DC变换器9的电流输入方向和输出方向。

第一BMS3分别与第一待测电池组、中央控制模块2连接，用于获取第一待测电池组在充放电过程中的第一数据，并将第一数据发送至中央控制模块2。第一数据包括第一待测电池组在充放电过程中的各单串电压、电池组温度和电池组电流等。

第二BMS4分别与第二待测电池组、中央控制模块2连接，用于获取第二待测电池组的充放电过程中的第二数据，并将第二数据发送至所述中央控制模块2。第二数据包括第二待测电池组在充放电过程中的各单串电压、电池组温度和电池组电流等。

上位机1与中央控制模块2连接。中央控制模块2将接收到的第一数据和第二数据实时发送至上位机1。上位机1实时显示第一数据和第二数据，并保存第一数据和第二数据。上位机1接收用户的控制指令对双向DC/DC变换器9的工作状态进行控制，即用户通过上位机1设置双向DC/DC变换器9的工作参数，例如，用户可以通过上位机1设置双向DC/DC变换器9的电流输入输出方向、设置输入端的过压保护电压和欠压保护电压、以及设置输出端的电压上限，输出电流大小等。

中央控制模块2分别控制第一开关5的闭合和断开、第二开关6的闭合和断开、第三开关7的闭合和断开、以及第四开关8的闭合和断开。

本实施例公开的上述电池组充放电性能测试系统，双向DC/DC变换器9的第一端A分别通过第一开关5与第一待测电池组连接、通过第三开关7与蓄能电池组10连接；双向DC/DC变换器3的第二端分别通过第二开关6与第二待测电池组连接、通过第四开关8与蓄能电池组10连接；将第一开关5和第二开关6闭合，控制双向DC/DC变换器9的电流输入输出方向，实现在对一个待测电池组进行充电测试时，对另一个待测电池组做放电测试，即实现了同时对两个待测电池组进行测试的目的，相对于现有的同一时间只能对一个电池组进行充电或放电测试的系统而言，提高了测试效率。

且充放电测试过程中，电能在两个电池组之间转换，将进行放电测试的待测电池组多余的电量存储到储能电池组10中，并在进行充电测试的待测电池组的电量未充满时，利用储能电池组10中的电能将其电量充满。整个充放电测试过程能量损耗较少，达到了节能的效果。

具体的，第一开关5、第二开关6、第三开关7和第四开关8均为直流接触器。

具体的，中央控制模块2通过以太网与上位机1进行通讯连接。

具体的，中央控制模块2分别通过CAN通讯与第一BMS3、第二BMS4、以及双向DC/DC变换器9通讯连接。

具体的，第一BMS3通过CAN通讯与第一待测电池组通讯连接，第二BMS4通过CAN通讯与第二待测电池组通讯连接。

具体的，双向DC/DC变换器9分别通过高压动力电缆与蓄能电池组10、第一待测电池组和第二待测电池组连接。

本实施例公开一种电池组充放电性能测试方法，基于上述系统，参见图2所示，该方法包括：

步骤S11：中央控制模块2当接收上位机发送的第一控制命令时，控制所述第一开关和所述第二开关闭合，同时控制所述双向DC/DC变换器的第一端作为电流输入端，控制所述双向DC/DC变换器的第二端作为电流输出端。

先确定充放电电池组，例如用户先通过上位机1确定第一待测电池组为放电电池组，第二待测电池组为充电电池组。中央控制模块接收到上位机1的确定第一待测电池组为放电电池组，第二待测电池组为充电电池组的命令时，控制第一开关5和第二开关6闭合，且控制双向DC/DC变换器9将第一待测电池组的电能充至第二待测电池组。

步骤S12：中央控制模块2接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据。

第一BMS3在第一待测电池组的放电过程中实时获取其第一数据，即第一待测电池组的详细信息，如：各单串电压、电池组温度和电池组电流等，并将第一数据实时发送至中央控制模块2，中央控制模块2将接收的第一数据上传至上位机1，上位机1实时显示第一数据，并保存第一数据。第二BMS4在第二待测电池的充电过程中实施获取其第二数据，即第二待测电池组的详细信息，如：各单串电压、电池组温度和电池组电流等，并将第二数据实时发送至中央控制模块2，中央控制模块2将接收的第二数据上传至上位机1，上位机1实时显示第二数据，并保存第二数据。

步骤S13：中央控制模块2接收上位机发送的第二控制命令时，控制第一开关和所述第二开关闭合，同时控制双向DC/DC变换器的第二端作为电流输入端，控制双向DC/DC变换器的第一端作为电流输出端。

当第一待测电池组放电结束且第二待测电池组充电结束时，再次确认充放电电池组，具体的，用户通过上位机1确定第一待测电池组为充电电池组，第二待测电池组为放电电池组。中央控制模块2接收到上位机1的确定第一待测电池组为充电电池组，第二待测电池组为放电电池组的命令时，控制第一开关5和第二开关6闭合，且控制双向DC/DC变换器9将第二待测电池组的电能充至第一待测电池组。

步骤S14：中央控制模块2接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据。

当第一待测电池组充电结束，且第二待测电池组放电结束后，即完成了第一待测电池组的充放电过程，以及第二待测电池组的充放电过程。在两个待测电池组的充放电过程中，利用两个BMS对两个待测电池组的数据进行了采集。即同时对两套电池组进行测试，一套做充电测试，同时另一套做放电测试,相对于现有技术，提高了测试的效率，节省了大量的人力物力。

本实施例公开了另一种电池组充放电性能测试方法，参见图3所述，包括：

步骤S11：中央控制模块2当接收上位机发送的第一控制命令时，控制第一开关和第二开关闭合，同时控制所述双向DC/DC变换器的第一端作为电流输入端，控制所述双向DC/DC变换器的第二端作为电流输出端。

步骤S12：中央控制模块2接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据。

步骤S21：判断所述第一待测电池组的电量是否放空，以及所述第二待测电池组的电量是否充满。

根据单串电压判断待测电池组的电量是否放空或充满。以铁锂为例，当单串电压最低值达到2.6V，即当单串电压达U₁到预设最低电压阈值U_min(2.6V)时，判断待测电池组的电量放空；当单串电压最高值达到3.65V，即当单串电压达U₂到预设最高电压阈值U_max(3.65V)时，判断待测电池组的电量充满。

步骤S22：若第一待测电池组的电量放空的同时第二待测电池组的电量充满，则控制第一开关5和所述第二开关6断开，且控制双向DC/DC变换器9停止工作。

步骤S23：若第一待测电池组的电量放空时，第二待测电池组的电量未充满，则控制第一开关5断开，同时控制第三开关7闭合。利用储能电池组10将第二待测电池组的电量充满。

步骤S24：在第二待测电池组的电量充满时，则控制第二开关6和第三开关7断开，且控制双向DC/DC变换器9停止工作。

步骤S25：若第二待测电池组的电量充满时，第一待测电池组的电量未放空，则控制所述第二开关6断开，同时控制第四开关8闭合。将第一待测电池组中的剩余电量充至储能电池组10中。

步骤S26：在第一待测电池组的电量放空时，则控制第一开关5和第四开关8断开，且控制双向DC/DC变换器10停止工作。

步骤S13：中央控制模块2接收上位机发送的第二控制命令时，控制第一开关和所述第二开关闭合，同时控制双向DC/DC变换器的第二端作为电流输入端，控制双向DC/DC变换器的第一端作为电流输出端。

步骤S14：中央控制模块2接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据。

步骤S31：判断第一待测电池组的电量是否充满，以及第二待测电池组的电量是否放空。

步骤S32：若第一待测电池组的电量充满的同时第二待测电池组的电量放空，则控制第一开关5和第二开关6断开，同时控制双向DC/DC变换器停止工作。

步骤S33：若第一待测电池组的电量充满时，第二待测电池组的电量未放空，则控制第一开关5断开，同时控制第三开关7闭合。将第二待测电池组的剩余电量充至储能电池组10中。

步骤S34：在第二待测电池组的电量放空时，则控制第二开关6和第三开关7断开，且控制双向DC/DC变换器9停止工作。

步骤S35：若第二待测电池组的电量放空时，第一待测电池组的电量未充满，则控制第二开关6断开，同时控制第四开关8闭合。利用储能电池组10将第一待测电池组的电量充满。

步骤S36：在第一待测电池组的电量充满时，则控制第一开关5和第四开关8断开，且控制双向DC/DC变换器10停止工作。

通过中央控制模块2对待测电池组的电量进行判断，以控制双向DC/DC变换器的工作状态，以及四个开关的断开和闭合，实现充放电过程的自动化。

在接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据后，和/或在接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据后，还包括：

分别判断第一待测电池组和第二待测电池组的温度是否到达预设的阈值。

若第一待测电池组或第二待测电池组的温度达到预设阈值，则控制双向DC/DC变换器停止工作。

根据电池组温度判断待测电池组的温度是否过高或过低。以铁锂为例，在充电或放电过程中，待测电池组的温度达到60℃，即电池组温度达到预设的最高温度阈值，则判断待测电池组的温度过高，将停止双向DC/DC变换器的工作；在充电过程中，待测电池组的温度达到最低温度达到0℃，即电池组温度达到预设的最低温度阈值，则判断待测电池组的温度过低，将停止双向DC/DC变换器的工作，在放电过程中，待测电池组的温度达到-10℃，即电池组温度达到预设的最低温度阈值，则判断待测电池组的温度过低，将停止双向DC/DC变换器的工作。当判断出待测电池组的温度过高或过低时，停止双向DC/DC变换器的工作，并向上位机发送相应报警信息。

在接收第一待测电池组在充电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在放电过程中的第二数据后，和/或在接收第一待测电池组在放电过程中的第一数据，以及第二待测电池组在充电过程中的第二数据后，还包括：

分别判断第一待测电池组和第二待测电池组的电流是否到达预设的阈值；

若第一待测电池组或第二待测电池组的电流达到预设阈值，则控制双向DC/DC变换器停止工作。

根据电池组电流判断待测电池组的电流是否过大。在充电或放电过程中，电池组电流达到预设的最大电流阈值，则判断待测电池组的电流过大，将停止双向DC/DC变换器的工作。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。