具有自平衡功能的电池充放电测试岛的制作方法

本发明属于电池充放电测试技术、具体涉及一种具有自平衡功能的电池充放电测试岛。

背景技术：

电池作为储能元件，是许多产品的动力来源。尤其是新能源汽车的动力电池，其性能直接关系整车的性能和安全。

在电池生产过程中，充放电测试是一个关键工序，该工序需要至少一次完整的充电、放电过程，在充放电过程中完成电池的电容量、电压内阻、各种工况模拟等电池性能检测；完成电池模组BMS的电压/温度量测准确度检测等内容。通过这些数据对电池进行标定和判断电池的性能是否达标。

目前行业内采用的是一组电池对应一套充放电测试系统的形式，一组电池充放电测试完成后再测试下一组。但是，电池完成一个完整的充放电检测时间长，尤其是新能源汽车的动力电池需要将近4-16小时，而且电池的物流周转是人工完成的。在工厂高产能的情况下，需要充放电测试设备数量多。充放电测试设备对电池的充电是自电网取电，交流变直流变压后对电池充电；电池放电有两种方法，一种是电池中的直流电直接放掉，目前普遍采用这个方法；另一种是直流变交流变压给另一个电网(如办公用电网)，但会对电网造成影响，一般是不允许的，而且电量利用率低。放电这个过程中在电池生产中存在大量的电量浪费。

综上所述，目前行业内，电池的充放电测试存在测试不便、耗电量大、电能浪费等诸多问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有自平衡功能的电池充放电测试岛，能够提高电量利用率，减少耗电量，降低成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种具有自平衡功能的电池充放电测试岛，包括一套交流电变压变流电路、两路以上的直流电变压变流电路、一套通讯控制电路，两路以上的直流电变压变流电路相并联，并与交流电变压变流电路相连，用以交流电变直流电或直流电变交流电，进行直流电路的电量补入或输出；每个直流电变压变流电路还通过电源线与其对应的被测电池相连，用以电池的充放电；通讯控制电路通过数据线分别与交流电变压变流电路、直流电变压变流电路及电池相连。

所述通讯控制电路还通过数据线连接至工控机。

所述交流电变压变流电路通过隔离电路与交流电网相连。

所述充放电测试岛的数量、直流电变压变流电路的数量与被测电池的数量相匹配。

采用本发明的具有自平衡功能的电池充放电测试岛，具有以下几个优点：

1、电池充电过程、放电过程相结合，理论上实现了充放电测试过程的电量零消耗，能够减少电量消耗90％以上；

2、采用多个电池充电过程、放电过程集中同时进行，某些电池放电给另一些电池充电，充放电过程自平衡，降低电量损耗；

3、能够做到同一充放电测试岛内的直流电路的电量平衡，N个充放电测试岛之间的交流电路的电量平衡；

4、被测电池与电网通过隔离，不受电网波动影响。

5、提高电量利用率，降低成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1是本发明的具有自平衡功能的电池充放电测试岛的原理框图。

图2本发明实现充放电平衡的原理图。

具体实施方式

本发明的具有自平衡功能的电池充放电测试岛如图1所示，其主要包括一套交流电变压变流电路、两路以上的直流电变压变流电路、一套通讯控制电路，两路以上的直流电变压变流电路相并联，并与交流电变压变流电路相连，用以交流电变直流电或直流电变交流电，进行直流电路的电量补入或输出；每个直流电变压变流电路还通过电源线与其对应的被测电池相连，用以电池的充放电；通讯控制电路通过数据线分别与交流电变压变流电路、直流电变压变流电路及电池相连。

作为一实施例，所述通讯控制电路还通过数据线连接至工控机。

作为另一实施例，所述交流电变压变流电路通过隔离电路与交流电网相连。

实际使用时，可单独一套充放电测试岛，也可以采用两套以上的充放电测试岛相并联，所使用充放电测试岛的数量、直流电变压变流电路的数量与被测电池的数量相匹配(或由电池的产量所决定)。图1-图2即表示的为采用两套以上相并联的充放电测试岛所构成的电路充放电测试系统。

以此为例，其隔离电路连接于充放电测试岛与交流电网之间，用以隔离交流电网，并进行交流电路的电量补入；工控机通过数据线与每个充放电测试岛的通讯控制电路相连，用以完成逻辑循环、电量计算、测试数据分析及相应控制，还可包括自动计算各个充放电测试岛的补入电量、输出电量，定义电池充电测试、放电测试先后顺序，定义充放电测试岛的补入电量、输出电量的先后顺序等等。

上述测试系统的电路连接是电网→隔离电路→交流电变压变流电路→直流电变压变流电路→被测电池，电池与电网是隔离的，不受电网波动影响。

该测试系统实现平衡充放电的原理说明：

以一种市场上量产的新能源汽车动力电池为例，电池在充放电前，自带0.5C的电量(C：电池容量)，电池的充放电过程如下：

过程a∶0.5C充电→1C放电→0.5C充电；

过程b：0.5C放电→1C充电→0.5C放电。

两种过程都是一个完整的充放电过程，起始状态电池0.5C电量，终止状态电池0.5C电量。

请结合图2中所示，第一充放电测试岛内连接了n个电池，第一电池的起始状态是0.5C充电，那在同于一个时间节点下，第二电池的起始状态是0.5C放电，就是第二电池放电给第一电池充电，电量流向就是第二电池→第二直流电变压变流电路→第一直流电变压变流电路→第一电池。

在某个时间节点内，如第一充放电测试岛内，通过直流电变压变流电路，n个电池同时进行充电或放电，只要直流电路上的总放电量与总充电电量相等，就实现了这n个电池的电量相互自平衡，不需要交流电变压变流电路进行电量补入。

实际上，若某直流电路存在电量损耗，通过交流电变压变流电路对直流电路进行电量补入，抵偿这部分损耗。

而且，若电池的起始电量互相之间不一致，电池的充放电速度互相之间不一致，电池充电完成、放电完成的时间节点不一致，造成电池相互之间不能做到在任一时间节点内电量自平衡，则由工控机计算直流电路上的总放电电量、总充电电量，控制交流电变压变流电路进行电量补入或电量输出，平衡直流电路上的电量。

当n个充放电测试岛同时需要输出电量或电量补入时，通过交流电变压变流电路进行调整，若第一充放电测试岛正在输出电量，则由工控机控制第n充放电测试岛进行电量补入，只要交流电路上的总输出电量与总补入电量相等，就实现了这n个充放电测试岛的电量相互自平衡，不需要通过隔离电路从电网进行电量补充。

若充放电测试岛需要输出电量大于充放电测试岛需要补入电量时，则由工控机控制正在输出电量的某充放电测试岛做出调整，暂停岛内的某个电池的放电过程，使交流电路上的总输出电量与总补入电量平衡。

若充放电测试岛需要补入电量大于充放电测试岛需要输出电量时，工控机就控制隔离电路开启，从电网取电，使交流电路上的总输出电量与总补入电量平衡。

综上所述，本发明的电池充放电测试岛，可广泛应用于钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂，三元锂、磷酸铁锂等材料的方型铝壳、软包、柱形等电池生产，解决高产能、多品种的电池生产中充放电测试工序的耗电量大程度低问题。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。