一种电池芯片测试模组的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池生产测试技术领域，尤其涉及一种电池芯片测试模组。


背景技术：

2.伴随着经济全球化的进程和能源需求的不断高涨，寻找新的储能装置已经成为新能源相关领域的关注热点。锂离子电池(lib)是目前综合性能最好的电池体系，具有高比能量、高循环寿命、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染等特点，并迅速发展成为新一代储能电源，用于信息技术、电动车和混合动力车、航空航天等领域的动力支持。而锂电池的电量会随设备的使用逐渐消耗，为了减少设备意外或过早停止工作，需要实时监视设备的电池剩余电量，以便及时充电或电量充满拔掉插头，防止爆炸事故意外发生，而电量计芯片是专用于电池全面监测的器件。
3.目前，市面上有专门针对电池电量计算芯片bq20z75方案做的成品锂电池的一些测试设备，但是存在设备昂贵，订制周期比较长，开发成本高等问题；市场上面还有一些专来针对兼容测试多种型号的电量芯片的设备，但是由于设备订购周期长，设备昂贵，不适合小批量生产厂商使用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池芯片测试模组，以解决现有测试设备存在的订购周期长，设备昂贵，不适合小批量生产厂商使用的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种电池芯片测试模组，用于对电池芯片进行测试，其特征在于，包括mcu处理模块、温度采集模块、显示模块以及外接负载接口模块；所述温度采集模块、显示模块、外接负载接口模块均与所述mcu处理模块连接；所述mcu处理模块通过所述外接负载接口模块与一外接负载、所述电池芯片均连接，用于获取与测试所述电池芯片的数据；所述温度采集模块，通过所述mcu处理模块采集所述电池芯片的温度数据，并将温度数据转化成数字信息发送给所述mcu处理模块进行测试；所述mcu处理模块将测试的结果通过所述显示模块进行显示。
7.优选的，所述的电池芯片测试模组还包括与所述mcu处理模块、温度采集模块、显示模块、外接负载接口模块均连接的供电模块；所述供电模块包括相互并联的电容c1、电容c2，所述电容c1、电容c2的一端均接地，其另一端相互连接，连接点用于向外输出额定电压。
8.优选的，所述mcu处理模块包括第一芯片u1、工作指示电路、声音提示电路、端口控制电路、测试控制电路以及重置电路；所述工作指示电路、声音提示电路、端口控制电路、测试控制电路、重置电路均与所述第一芯片u1连接；所述第一芯片u1的型号为p-nanov3。
9.优选的，所述工作指示电路包括依次串联的三极管q1、发光二极管d1以及电阻r1；所述三极管q1的基极与所述第一芯片u1的引脚1连接，其集电极接入所述额定电压，其发射
极连接所述发光二极管d1的正极；所述发光二极管d1的负极与所述电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端接地。
10.优选的，所述声音提示电路包括蜂鸣器、二极管d2以及绕线电阻rx1；所述蜂鸣器的正极、所述二极管d2的负极均与所述第一芯片u1的引脚23连接，所述蜂鸣器的负极、所述二极管d2的正极均与所述绕线电阻rx1的一端连接，所述绕线电阻rx1的另一端接地。
11.优选的，所述端口控制电路包括绕线电阻rx2、三极管q2、二极管d3以及继电器开关k；所述绕线电阻rx2一端与所述第一芯片u1的引脚22连接，其另一端连接在所述三极管q2的基极；所述三极管q2的发射极接入所述额定电压，其集电极与所述二极管的负极、所述继电器开关k的引脚1均连接；所述二极管的正极与所述继电器开关k的引脚2连接且接地；所述继电器开关k的引脚3连接所述电池芯片测试模组的第一端口，其引脚4连接所述电池芯片测试模组的第二端口，其引脚5留置；所述第一端口、第二端口分别为所述电池芯片测试模组与所述电池芯片、外接负载进行数据通讯的接口。
12.优选的，所述测试控制电路包括开关s1和电阻r2；所述第一芯片u1的引脚20连接在所述开关s1、电阻r2之间，所述开关s1一端接地，所述电阻r2一端接入所述额定电压；所述重置电路包括开关s2和电阻r3；所述第一芯片u1的引脚13连接在所述开关s2、电阻r3之间，所述开关s2一端接地，所述电阻r3一端接入所述额定电压。
13.优选的，所述温度采集模块包括第二芯片u2、发光二极管d4、电阻r4与电阻r5；所述第二芯片u2的型号为ds18b20；所述第二芯片u2的引脚1与所述发光二极管d4的负极连接且接地，所述第二芯片u2的引脚2、所述电阻r4的一端均与所述第一芯片u1的引脚21连接，所述第二芯片u2的引脚3、电阻r4的另一端、电阻r5的一端均连接，连接点接入所述额定电压；所述电阻r5的另一端与所述发光二极管d4的正极连接。
14.优选的，所述显示模块包括第三芯片u3、第四芯片u4；所述第三芯片u3、第四芯片u4的型号均为lcd2004；所述第三芯片u3、第四芯片u4的引脚1均与所述第一芯片u1的引脚14连接且接地；所述第三芯片u3、第四芯片u4的引脚2均与所述第一芯片u1的引脚12连接，连接点接入所述额定电压；所述第三芯片u3、第四芯片u4的引脚3均与所述第一芯片u1的引脚8连接；所述第三芯片u3、第四芯片u4的引脚4均与所述第一芯片u1的引脚9连接。
15.优选的，所述外接负载接口模块包括二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8、电阻r6、电阻r7、第三端口、第四端口以及第五端口；所述二极管d5的正极、二极管d6的负极、电阻r6的一端均与所述第三芯片的引脚4、第四芯片的引脚4的连接点连接，并通过导线连通所述第四端口；所述二极管d5的负极与所述电阻r6的另一端连接，连接点接入所述额定电压；所述二极管d6的正极接地；所述二极管d7的正极、二极管d8的负极、电阻r7的一端均与所述第三芯片的引脚3、第四芯片的引脚3的连接点连接，并通过导线连通所述第三端口；所述二极管d7的负极与所述电阻r7的另一端连接，连接点接入所述额定电压；所述二极管d8的正极接地；所述第五端口接地；所述第三端口、第四端口、第五端口用于连接所述电池芯片，第五端口同时还连接所述外接负载。
16.实施本实用新型上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
17.本实用新型通过设置mcu处理模块、温度采集模块、显示模块、外接负载接口模块来实现对电池电量计算芯片进行测试，进而实现对成品电池出货前的电压压差、电流精度、温度测量精度、有效化学id、重点状态标志位等进行较为全面的测试，且不需要外接电脑，
只需要外接一台电子负载仪和一个5v电源即可。因此，本实用新型的测试模块采用的元件设备少，结构简单，开发成本较低，且能到达到很好的检测效果与效率，进而可提高生产测试效率，降低生产成本，提升产品质量；而且，本实用新型能够应用于小批量生产厂商对电池电量计算芯片的测试需求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，附图中：
19.图1是本实用新型实施例的一种电池芯片测试模组的电路图。
20.图中：1、mcu处理模块；11、工作指示电路；12、声音提示电路；13、端口控制电路；14、测试控制电路；15、重置电路；2、温度采集模块；3、显示模块；4、外接负载接口模块；5、供电模块。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
24.如图1所示，本实用新型提供了一种电池芯片测试模组，用于对电池芯片进行测试，包括mcu处理模块1、温度采集模块2、显示模块3以及外接负载接口模块4。具体地，温度采集模块2、显示模块3、外接负载接口模块4均与mcu处理模块1连接。mcu处理模块1通过外接负载接口模块4与电池芯片连接，用于获取与测试电池芯片的数据；温度采集模块2，通过mcu处理模块1采集电池芯片的温度数据，并将温度数据转化成数字信息发送给mcu处理模
块1进行测试，mcu处理模块1将测试的结果通过显示模块3进行显示。电池芯片为锂电池的电量芯片，如型号为bq20z75芯片制作的成品锂电池，可以通过本测试模块实现对成品锂电池出货前的电压压差、电流精度、温度测量精度、有效化学id、重点状态标志位等进行测试，且不需要外接电脑，只需要外接一台电子负载仪和一个5v电源即可。不仅可提高锂电池的生产测试效率、降低其生产成本、提升其产品质量，还能适合小批量生产厂商测试需求。
25.进一步地，本实施的电池芯片测试模组还包括与mcu处理模块1、温度采集模块2、显示模块3、外接负载接口模块4均连接的供电模块5。具体地，供电模块5包括相互并联的电容c1、电容c2。其中，电容c1、电容c2的一端均接地，其另一端相互连接，连接点(额定电压输出端)用于向外输出额定电压，该额定电压为5v。进一步地，电容c1、c2做为电源输入端滤波电容，为了使外部输出5v直流电源更稳定、可靠。供电模块5的输入电源为外部适配器电源，如充电器。更为具体的，mcu处理模块1包括第一芯片u1、工作指示电路11、声音提示电路12、端口控制电路13、测试控制电路14以及重置电路15。工作指示电路11、声音提示电路12、端口控制电路13、测试控制电路14、重置电路15均与第一芯片u1连接。本实施例中，第一芯片u1的型号优选为p-nanov3。p-nanov3尺寸非常小，能够有效减少本模组的尺寸，而且双排针引出可以直接插在面包板上，可以灵活地通过杜邦端子跟其它模块连接。
26.需说明的是，第一芯片u1还包括输入电压vin以及数据输出串口dout。输入电压vin通过usb提供电源，通过数据输出串口dout用户可在测试时读取存储在第一芯片u1(寄存器)中的测试数据。按照本实用新型的设计，需要将输入电压vin以及数据输出串口dout禁用，而通过外接负载接口模块4外接一台电子负载仪来进行数据传输，以及通过一个供电模提供5v电源。p-nanov3有30个引脚，本实施例用到其中10个引脚。其中，引脚1(d13)用做i2c数据总线，连接工作指示电路11，如，当指示灯为红色，表示本模组正处于测试状态；引脚8对应的a4模拟端口，在本实施例用做i2c数据总线，与显示模块3、外接负载接口模块4连接，用于测试数据的显示与获取；引脚9对应的a5模拟端口，在本实施例用做i2c时钟总线，与显示模块3、外接负载接口模块4连接，用于测试时的时钟同步；引脚12为双向电源引脚，与供电模块5(5v外部电源)连接接；引脚13(rst)为系统复位引脚，与重置电路15连接接；引脚14为gnd，接入地端；引脚20(d2)为外部中断，与测试控制电路14连接接，通过测试控制电路14来实现中断或重新测试，当测试控制电路14输出低电平时，或者是上升沿和下降沿时来触发中断；引脚21(d3)用做spi总线，与温度采集模块2连接接，用于采集电池的电池芯片的温度数据；引脚22(d4)数字输入或输出，与端口控制电路13连接接，用于测试数据的输入与输出；引脚23(d5)数字输入或输出。与声音提示电路12连接接，用于对检测的异常数据预警或者对本模块的工作状态进行声音提示。
27.进一步地，工作指示电路11包括依次串联的三极管q1、发光二极管d1以及电阻r1。具体地，三极管q1的基极(b)与第一芯片u1的引脚1连接，其集电极(c)接入上述额定电压，其发射极(e)连接发光二极管d1的正极(a)；发光二极管d1的负极(k)与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端接地。本实施例的发光二极管d1为红光发光二极管，当本模组处于测试过程时，通过发红光进行指示，或者当测试数据存在异常时，用于红光闪烁预警。声音提示电路12包括蜂鸣器buzzer、二极管d2以及绕线电阻rx1。具体地，蜂鸣器buzzer的正极、二极管d2的负极均与第一芯片u1的引脚23连接，蜂鸣器buzzer的负极、二极管d2的正极均与绕线电阻rx1的一端连接，绕线电阻rx1的另一端接地。该声音提示电路12用于对检测的异常数
据预警或者对本模块的工作状态进行声音提示。
28.进一步地，端口控制电路13包括绕线电阻rx2、三极管q2、二极管d3以及继电器开关k。具体地，绕线电阻rx2一端与第一芯片u1的引脚22连接，其另一端连接在三极管q2的基极(b)；三极管q2的发射极(e)接入额定电压，其集电极(c)与二极管的负极、继电器开关k的引脚1均连接；二极管的正极与继电器开关k的引脚2连接且接地；继电器开关k的引脚3连接电池芯片测试模组的第一端口j2-2，其引脚4连接电池芯片测试模组的第二端口j2-1，其引脚5留置；第一端口j2-2、第二端口j2-1分别为电池芯片测试模组与电池芯片、外接设备(如，pc电脑)进行数据通讯的接口。需说明的是，继电器开关k为5引脚继电器，引脚1、2连接的是无极性线圈，引脚3为com公共端，引脚4为nc(常闭)，引脚5为no(常开)。进一步地，测试控制电路14包括开关s1和电阻r2。其中，第一芯片u1的引脚20连接在开关s1、电阻r2之间，开关s1一端接地，电阻r2一端接入额定电压。重置电路15包括开关s2和电阻r3。其中，第一芯片u1的引脚13连接在开关s2、电阻r3之间，开关s2一端接地，电阻r3一端接入额定电压。
29.本实施的温度采集模块2包括第二芯片u2、发光二极管d4、电阻r4与电阻r5，本实施的第二芯片u2的型号优选为ds18b20。具体的，第二芯片u2的引脚1与发光二极管d4的负极连接且接地，第二芯片u2的引脚2、电阻r4的一端均与第一芯片u1的引脚21连接，第二芯片u2的引脚3、电阻r4的另一端、电阻r5的一端均连接，连接点接入额定电压；电阻r5的另一端与发光二极管d4的正极连接。需说明的是，第二芯片u2的引脚1为gnd，引脚2为data，数字信号输入/输出端，引脚3为外接供电电源输入端。ds18b20是常用的数字温度传感器，采用单总线的接口方式与第一芯片u1连接时仅需要一条口线即可实现双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，而且，ds18b20具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，因而能够有效降低本模组的成本与体积。
30.本实施例的显示模块3包括第三芯片u3、第四芯片u4，第三芯片u3、第四芯片u4的型号均优选为lcd2004。具体地，第三芯片u3、第四芯片u4的引脚1均与第一芯片u1的引脚14连接且接地；第三芯片u3、第四芯片u4的引脚2均与第一芯片u1的引脚12连接，该连接点接入额定电压；第三芯片u3、第四芯片u4的引脚3均与第一芯片u1的引脚8连接；第三芯片u3、第四芯片u4的引脚4均与第一芯片u1的引脚9连接。需说明的是，第三芯片u3、第四芯片u4的引脚1为gnd，引脚2为外接供电电源输入端，引脚3(sda)为数据输入接口，引脚4(scl)为时钟数据接口。
31.本实施的外接负载接口模块4包括二极管d5、二极管d6、二极管d7、二极管d8、电阻r6、电阻r7、第三端口j1-1、第四端口j1-2以及第五端口j1-3。具体地，二极管d5的正极、二极管d6的负极、电阻r6的一端均与第三芯片的引脚4、第四芯片的引脚4的连接点连接，并通过导线连通第四端口j1-2，二极管d5的正极连接二极管d6的负极，其负极与电阻r6的一端连接，连接点接入额定电压，二极管d6的正极接地，电阻r6的另一端连接在二极管d5、二极管d6之间。二极管d7的正极、二极管d8的负极、电阻r7的一端均与第三芯片的引脚3、第四芯片的引脚3的连接点连接，并通过导线连通第三端口j1-1，二极管d7的正极连接二极管d8的负极，二极管d7负极与电阻r7的一端连接，连接点接入额定电压，二极管d8的正极接地，电阻r7的另一端连接在二极管d7、二极管d8之间。第五端口j1-3接地，第三端口j1-1、第四端口j1-2以及第五端口j1-3用于连接电子负载仪，电子负载仪与锂电池的电量芯片连接。
32.本实施例的电池芯片测试模组还包括用于封装并保护mcu处理模块1、温度采集模块2、显示模块3以及外接负载接口模块4的壳体(图未例示)，本壳体可以通过3d打印设计外观结构。
33.综上所述，本实施例通过设置mcu处理模块、温度采集模块、显示模块、外接负载接口模块来实现对电池电量计算芯片进行测试，进而实现对成品电池出货前的电压压差、电流精度、温度测量精度、有效化学id、重点状态标志位等进行较为全面的测试，且此本模组不需要外接电脑，只需要外接一台电子负载仪和一个5v电源即可。另外，本测试模块采用的元件设备少，结构简单，开发成本较低，且能到达到很好的检测效果与效率，进而可提高生产测试效率，降低生产成本，提升产品质量；而且，本实用新型能够应用于小批量生产厂商对电池电量计算芯片的测试需求。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。