一种放电测试方法、装置及设备与流程

本发明涉及测试仪器技术领域，具体而言，涉及一种放电测试方法、装置及设备。

背景技术：

由于锂电池的优异特性，使得锂电池在无人机领域得到了广泛应用，对于电动力无人机，锂电池的性能直接决定了无人机的续航性能。与其它应用领域相比，无人机领域要求锂电池能够在大功率大放电倍率状态下持续运行，因此测量锂电池在高倍率放电状态下的特性对无人机的性能评估有重大意义。

现有的电池放电测试设备虽然能够测试锂电池的放电特性，但往往仅能进行小电流、低功率状态下的测试，且只能进行恒流或定功率测试，不能进行变流和变功率测试。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种放电测试方法、装置及设备，通过放电测试方法、装置及设备能够实现大功率、大电流放电，并能按照预设电流进行放电，以模拟无人机的真实工作状态。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种放电测试装置，与多个负载、处理器和电池均电连接，放电测试装置包括多个电流检测模块和多个控制模块，多个电流检测模块一一对应电连接于多个控制模块和多个负载之间，多个控制模块还与处理器和电池均电连接，多个电流检测模块还与处理器电连接；多个电流检测模块用于分别采集每个负载接收的电流信号，并将每个负载的电流信号传输至处理器，以便于处理器将每个负载的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号，并将调节信号发送至多个控制模块；多个控制模块用于根据调节信号控制电池向多个负载输出与预设电流值匹配的电流信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种放电测试设备，包括处理器和放电测试装置，放电测试装置与处理器、多个负载和电池均电连接，放电测试装置包括多个电流检测模块和多个控制模块，多个电流检测模块一一对应电连接于多个控制模块和多个负载之间，多个控制模块还与处理器和电池均电连接，多个电流检测模块还与处理器电连接；多个电流检测模块用于分别采集每个负载接收的电流信号，并将每个负载的电流信号传输至处理器；处理器用于将每个负载的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号，并将调节信号发送至多个控制模块；多个控制模块用于根据调节信号控制电池向多个负载输出与预设电流值匹配的电流信号。

第三方面，本发明实施例还提供了一种放电测试方法，应用于放电测试设备，包括处理器和放电测试装置，放电测试装置与处理器、多个负载和电池均电连接，放电测试装置包括多个电流检测模块和多个控制模块，多个电流检测模块一一对应电连接于多个控制模块和多个负载之间，多个控制模块还与处理器和电池均电连接，多个电流检测模块还与处理器电连接；方法包括：接收多个电流检测模块分别采集的每个负载的电流信号；将每个负载的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号；将调节信号发送至多个控制模块，以便多个控制模块根据调节信号控制电池向多个负载输出与预设电流值匹配的电流信号。

本发明实施例提供的一种放电测试方法、装置及设备，通过多个控制模块和多个负载，使得电池通过多个放电通道进行放电，能够实现大电流、大功率持续放电；且处理器根据预设电流值通过多个控制模块控制电池向多个负载输出与预设电流值匹配的电流信号，可以模拟无人机的真实工作状态，使得电池的放电测试效果更好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的放电测试设备的结构框图；

图2示出了本发明实施例提供的放电测试装置的结构框图之一；

图3示出了本发明实施例提供的控制模块的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的放电测试装置的结构框图之二；

图5示出了本发明实施例提供的放电测试装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的放电测试装置的前后端面结构示意图；

图7示出了本发明实施例提供的放电测试方法的流程示意图。

图标：1-放电测试设备；10-放电测试装置；11-电流检测模块；12-控制模块；121-固态继电器；122-下拉电阻；13-电压检测模块；14-温度检测模块；15-散热模块；151-散热风扇；152-散热片；16-供电稳压模块；17-外壳；18-指示灯；19-供电插头；110-负载接口；120-输入接口；20-处理器；30-显示装置；2-负载；3-电池；4-供电电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，为本发明实施例提供的放电测试设备1的结构框图，该放电测试设备1包括处理器20和放电测试装置10，放电测试装置10与处理器20、多个负载2和电池3均电连接；放电测试装置10用于根据处理器20发送的调节信号控制电池3按照预设电流向多个负载2进行放电。

如图2所示，是图1所示的放电测试装置10的结构框图，该放电测试装置10包括多个电流检测模块11和多个控制模块12，多个电流检测模块11一一对应电连接于多个控制模块12和多个负载2之间，多个控制模块12还与处理器20和电池3均电连接，多个电流检测模块11还与处理器20电连接。

多个电流检测模块11用于分别采集每个负载2接收的电流信号，并将每个负载2的电流信号传输至处理器20；处理器20用于将每个负载2的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号，并将调节信号发送至多个控制模块12；多个控制模块12用于根据调节信号控制电池3向多个负载2输出与预设电流值匹配的电流信号。

在本实施例中，预设电流值可以根据预先设置的放电电流曲线得到，可以理解，根据放电电流曲线能够在不同时刻得到不同的电流值或相同的电流值，即在时刻t1得到的电流值对应为0.5a，在时刻t2得到的电流值对应为0.6a，在时刻t3得到的电流值对应为0.6a，那么时刻t1的电流值与时刻t2和时刻t3的电流值不同，时刻t2和时刻t3的电流值相同。

例如，在时刻t1，电流检测模块11采集的每个负载2的电流信号之和为0.4a，而处理器20根据放电电流曲线得到的预设电流值为0.5a，那么处理器20根据接收的每个负载2的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号，使得多个控制模块12根据该调节信号控制电池3向多个负载2输出0.5a的电流信号；在t1的下一个时刻t2，电流检测模块11采集的每个负载2的电流信号之和则为0.5a，而处理器20根据放电电流曲线得到t2时刻对应的预设电流值为0.6a，那么处理器20根据接收的每个负载2的电流信号之和与预设电流值进行比较得到新的调节信号，使得多个控制模块12根据新的调节信号控制电池3向多个负载2输出0.6a的电流信号，采用上述方式控制电池3持续的向多个负载2输出与放电电流曲线匹配的电流信号。其中，每个负载2的电流信号之和是指处理器20在接收到每个负载2的电流信号之后，将每个负载2的电流信号进行加法运算得到每个负载2的电流信号之和。

在本实施例中，多个控制模块12可以设置为4个，那么对应设置4个电流检测模块11以及4个负载2，相当于设置4路放电通道，在此不做限定，可以根据实际情况设置放电通道的路数。

如图3所示，为图2所示的控制模块12的结构示意图，控制模块12包括固态继电器121，固态继电器121与处理器20、电池3和对应的电流检测模块11均电连接。

固态继电器121包括输入控制端和输出受控端，输入控制端与处理器20电连接，输出受控端电连接于电池3和对应的电流检测模块11之间；输入控制端用于接收处理器20发送的调节信号，固态继电器121根据该调节信号通过输出受控端实现电池3向负载2输出的电流信号的大小的控制。

在本实施例中，固态继电器121可以采用直流固态继电器。

进一步地，在本实施例中，控制模块12还包括下拉电阻122，下拉电阻122与固态继电器121和处理器20均电连接，该下拉电阻122用于避免固态继电器121上电导通。

在本实施例中，电流检测模块11可以采用电流传感器，具体的，电流传感器可以为霍尔式电流传感器，对应的控制模块12通过霍尔式电流传感器与对应的负载2电连接。

进一步地，如图4-5所示，放电测试装置10还包括电压检测模块13，电压检测模块13电连接于多个控制模块12与电池3之间，电压检测模块13还与处理器20电连接。

电压检测模块13用于检测电池3的电压信号，并将电压信号发送至处理器20，以便于处理器20将电压信号与预设电压值进行比较，若电压信号低于预设电压值，则控制控制模块12停止工作。

可以理解，电压检测模块13用于检测电池3的剩余电量，当电池3的电压信号低于预设电压值时，处理器20停止向控制模块12的固态继电器121发送调节信号，控制模块12的固态继电器121停止工作则会断开电池3与负载2之间的电连接，使得电池3停止向负载2放电，进而避免电池3出现过放现象，对电池3产生损坏。

在本实施例中，电压检测模块13可以采用分压电阻，分压电阻将其两端的电压信号传输至处理器20，处理器20将该电压信号与预设电压值进行比较，若该电压信号低于预设电压值，则表示电池3的剩余电量不足，处理器20则停止向控制模块12的固态继电器121发送调节信号。

进一步地，在本实施例中，放电测试装置10还包括多个温度检测模块14，多个温度检测模块14均与处理器20电连接，多个温度检测模块14一一对应安装在多个控制模块12处。

可以理解，若多个控制模块12的数量设置为4个，对应设置4个温度检测模块14，每一个控制模块12处均对应安装一个温度检测模块14，具体地，温度检测模块14可以安装在固态继电器121的表面，温度检测模块14可以采用，但不限于热敏电阻以及热电偶等。

温度检测模块14的工作原理具体为：多个温度检测模块14用于分别采集每个控制模块12的温度信息，并将温度信息发送至处理器20，以便于处理器20将温度信息与第一预设温度值进行比较，若温度信息高于第一预设温度值，则控制控制模块12停止工作。

可以理解，当控制模块12的温度信息高于第一预设温度值时，处理器20将停止向控制模块12的固态继电器121发送调节信号，控制模块12的固态继电器121则会断开电池3与负载2之间的电连接，使得电池3停止向负载2放电，进而保证了控制模块12在正常的温度下工作。

进一步地，在本实施例中，放电测试装置10还包括散热模块15，散热模块15与处理器20电连接。散热模块15用于根据处理器20将温度信息与第二预设温度值和第三预设温度值进行比较得到的温度控制信号启动工作或停止工作。

可以理解，处理器20还将温度检测模块14采集的每个控制模块12的温度信息与第二预设温度值和第三预设温度值进行比较，若温度信息高于第二预设温度值，处理器20向散热模块15发送第一温度控制信号，散热模块15根据第一温度控制信号启动工作，表示控制模块12的温度较高，需要借助散热模块15对其进行降温；若温度信息低于第三预设温度值，处理器20向散热模块15发送第二温度控制信号，散热模块15根据第二温度控制信号停止工作，表示控制模块12的温度较低，不需要借助散热模块15对其进行降温。

在本实施例中，散热模块15包括散热风扇151和散热片152，散热风扇151与处理器20电连接，控制模块12中的固态继电器121安装在散热片152上，散热风扇151可以设置为两个，分别安装在放电测试装置10相对的两个端面上，其中一个散热风扇151将冷空气吸入放电测试装置10内，另一个散热风扇151将放电测试装置10内的热空气排出，从而将整个放电测试装置10内温度控制在一个合适的温度范围。其中，两个散热风扇151可以分别安装在放电测试装置10的前后两个端面上。

进一步地，在本实施例中，放电测试装置10还包括供电稳压模块16，供电稳压模块16与电流检测模块11、控制模块12、温度检测模块14、散热风扇151及供电电源4均电连接；供电稳压模块16用于将供电电源4提供的电源电压转换为工作电压，并将工作电压传输至电流检测模块11、控制模块12、温度检测模块14以及散热风扇151。

其中，供电稳压模块16可以为dc-dc降压模块，将电源电压转换为5v工作电压。

进一步地，在本实施例中，放电测试装置10还包括外壳17，控制模块12、电流检测模块11、电压检测模块13、温度检测模块14以及散热模块15均设置在外壳17内；如图6所示，外壳17外形可以采用机箱式设计，且机箱前后端面均布置有散热孔，两个散热风扇151则分别安装在前后两个端面内侧。

进一步地，在本实施例中，在外壳17上还设置有输入接口120、指示灯18、供电插头19和负载接口110，电池3通过输入接口120与电压检测模块13电连接，供电稳压模块16通过供电插头19与供电电源4电连接，电流检测模块11通过负载接口110与负载2电连接，指示灯18与供电稳压模块16的输出端电连接。

其中，指示灯18用于在放电测试装置10上电时提示操作者放电测试装置10处于上电状态，供电插头19可以采用dc头连接供电电源4。

在本实施例中，处理器20可以采用计算机，计算机包括数据采集单元和控制单元，数据采集单元与电流检测模块11、电压检测模块13、温度检测模块14及控制单元均电连接，控制单元与控制模块12电连接。

数据采集单元用于接收电流信号、电压信号及温度信息，并将电流信号、电压信号及温度信息传输至控制单元，控制单元用于根据电流信号向控制模块12发送调节信号，根据电压信号及温度信息确定是否向控制模块12发送调节信号，还根据温度信息向散热模块15发送温度控制信号。

其中，控制单元可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，可以是中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

在本实施例中，负载2可以是功率电阻，电池3可以是锂电池。

进一步地，在本实施例中，放电测试装置10还包括显示装置30，显示装置30与处理器20电连接，显示装置30用于接收并显示处理器20发送的实时数据。

可以理解，实时数据包括电压值、电流值、温度值、实际放电曲线图和放电容量，显示装置30与处理器20的控制单元电连接，接收控制单元发送的电压信号、电流信号及温度信息，并对应显示电压值、电流值和温度值，同时，控制单元还根据接收的电压信号、电流信号以及放电时间计算得到放电容量，并生成实际放电曲线图，将放电容量和实际放电曲线图发送至显示装置30进行显示。其中，放电时间可以根据预先设置的放电电流曲线得到。

在本实施例中，显示装置30可以为液晶显示屏。

如图7所示，为本发明实施例提供的放电测试方法的流程示意图，应说明的是，本发明所述的放电测试方法并不以图7以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，在其它实施例中，本发明所述的放电测试方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图7所示的具体流程进行详细阐述。请参阅图7，本实施例描述的是处理器20的处理流程，所述方法包括：

步骤s1，接收多个电流检测模块11分别采集的每个负载2的电流信号。

在本实施例中，在放电测试装置10上电且电池3与输入接口120电连接好后，可以根据实际情况预先设置处理器20的采样频率、放电电流曲线、预设电压值、第一预设温度值、第二预设温度值及第三预设温度值，其中，采样频率为处理器20中数据采集单元接收放电测试装置10发送信号的频率；然后开始进行放电测试，电池3输出的电流经过控制模块12和电流检测模块11到达负载2，负载2则将电流转换为电能进行释放，同时多个电流检测模块11检测流经的电流信号并将每个负载2的电流信号传输至处理器20。

步骤s2，将每个负载2的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号。

在本实施例中，处理器20中的数据采集单元接收到每个负载2的电流信号之后，将每个负载2的电流信号发送至控制单元，控制单元先对每个负载2的电流信号进行加法处理，计算得到每个负载2的电流信号之和，并将每个负载2的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号。

可以理解，调节信号可以为pwm信号，当每个负载2的电流信号之和小于预设电流值时，将pwm信号的占空比调小，固态继电器121接收的pwm信号的占空比被调小后对应控制电池3向负载2输出的电流将调小，进而使得电池3向负载2输出的电流大小达到预设电流值；当每个负载2的电流信号之和不小于预设电流值时，将pwm信号的占空比调大，固态继电器121接收的pwm信号的占空比被调大后对应控制电池3向负载2输出的电流将调大，进而使得电池3向负载2输出的电流大小达到预设电流值。

其中，控制单元可以通过pid控制器依据预设电流值和每个负载2的电流信号之和对pwm信号的占空比进行调节。

步骤s3，将调节信号发送至多个控制模块12，以便多个控制模块12根据调节信号控制电池3向多个负载2输出与预设电流值匹配的电流信号。

在本实施例中，处理器20的控制单元将进行占空比调节的pwm信号同时发送至多个固态继电器121，以便多个固态继电器121根据pwm信号控制电池3向多个负载2输出与预设电流值相等的电流信号。

综上所述，本发明实施例提供的一种放电测试方法、装置及设备，该放电测试设备包括处理器和放电测试装置，放电测试装置与处理器、多个负载和电池均电连接，放电测试装置包括多个电流检测模块和多个控制模块，多个电流检测模块一一对应电连接于多个控制模块和多个负载之间，多个控制模块还与处理器和电池均电连接，多个电流检测模块还与处理器电连接；多个电流检测模块用于分别采集每个负载接收的电流信号，并将每个负载的电流信号传输至处理器；处理器用于将每个负载的电流信号之和与预设电流值进行比较得到调节信号，并将调节信号发送至多个控制模块；多个控制模块用于根据调节信号控制电池向多个负载输出与预设电流值匹配的电流信号。

可见，通过多个控制模块和多个负载，使得电池通过多个放电通道进行放电，能够实现大电流、大功率持续放电；且处理器根据预设电流值通过多个控制模块控制电池向多个负载输出与预设电流值匹配的电流信号，可以模拟无人机的真实工作状态，使得电池的放电测试效果更好。同时，控制模块采用固态继电器控制电池对负载进行放电，固态继电器具有更大的电流承受力，从而进一步保证了大功率、大电流的持续放电，满足电动无人机的放电测试需求。且通过显示装置进行实时数据的显示，能够实时观测放电曲线，具有实时性。

需要说明的是，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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。