一种动力电池Pack测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种动力电池Pack测试系统，包括工艺控制器、绝缘耐压测试仪、充放电测试仪、CAN转换卡、BMS测试设备、NDAM数采系统、单体巡检装置和扫描枪，所述的工艺控制器通过DSRAM接口连接充放电测试仪，所述的工艺控制器通过RS485口分别与绝缘耐压测试仪和扫描枪连接，所述的工艺控制器通过外CAN口连接BMS测试设备，所述的工艺控制器通过以太网口分别与CAN转换卡、NDAM数采系统和单体巡检装置连接；利用该系统将电池绝缘检测、BMS校验、DCR检测、OCV检测等多种功能，通过设备集成的方式，实现整个Pack电池包生产测试流程全智能化、自动化，以达到最大限度减少人工操作，大大提高动力电池Pack测试效率、降低生产测试成本的目的。
【专利说明】
一种动力电池Pack测试系统
技术领域
[0001]本发明属于动力电池测试技术领域，具体涉及一种动力电池Pack测试系统。
【背景技术】
[0002]在动力电池测试过程中，动力电池厂家一般用电池充放电测试仪对Pack(包)电池包进行充放电测试，来完成化成，然后用独立的绝缘监测设备对电池进行绝缘耐压检测;利用CAN总线测试软件及工具发送测试指令来控制相关继电器以及通讯帧来完成对Pack电池包自带的BMS(电池管理系统)进行校验检测，判定其是否合格;此外还需将标准的单体巡检设备采集的电池单体电压数据与BMS采集的单体电压数据进行精度对比等测试;另外通过相关测试软件来操作相关继电器的切换，完成诸如OCV(电池组开路电压)，DCR(电池直流内阻)等特定测试。
[0003]为了让电池每次化成的数据和Pack电池包的条形码一一对应，在每个测试环节中均需要手动输入条形码，通过条形码的唯一性来识别和整合所有单项测试的结果，从而最终作为Pack电池包是否通过所有测试的依据。整个测试操作过程冗繁，重复性劳动多，接拆各种测试所需测试线工作量大，不仅需要耗费大量人力、物力、时间，而且自动化程度太低，导致工作效率极其低下。
[0004]因此，如何提高Pack电池测试效率，提高生产及测试环节的自动化，是动力电池Pack测试领域所面临的紧迫课题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，克服传统动力电池测试系统在对Pack电池包系列测试时效率低下，自动化程度低，不能满足测试需求的困境，提出一种动力电池Pack测试系统。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种动力电池Pack测试系统，包括工艺控制器，用于接收解析上位机测试方案，完成指令分解并控制各分设备完成相关测试流程，同时将实时数据整合、快速记录详细测试数据等打包上传至上位机系统;绝缘耐压测试仪，用于对Pack电池包进行绝缘耐压检测及漏电流等检测;充放电测试仪，用于接收所述工艺控制器发送的控制指令并完成对Pack电池包的充放电测试;CAN转换卡，用于将以太网信息转换成四路CAN信息，以便集成控制和对接至四路的BMS;BMS测试设备，用于对电池包中自带的第三方的BMS系统进行校验检测;NDAM数采系统，用于控制电池包各测试工况切换及完成相关数据采集;单体巡检装置，用于将Pack电池包在各种测试工况下采集的单体电压、温度信息汇总打包上传至所述工艺控制器;扫描枪，用于扫描电池包条码，便于工艺控制器和上位机系统利用条码信息将各工况测试数据整合、便于客户评价分析电池包性能；所述的工艺控制器通过DSRAM接口连接充放电测试仪，所述的工艺控制器通过RS485 口分别与绝缘耐压测试仪和扫描枪连接，所述的工艺控制器通过外CAN 口连接BMS测试设备，所述的工艺控制器通过以太网口分别与CAN转换卡、NDAM数采系统和单体巡检装置连接。
[0007]所述的一种动力电池Pack测试系统，还包括上位机以及上位机监控系统，用于用户通过其界面编辑各种测试方案，监测、控制测试进程，同时完成相关数据分析存储、曲线查看等功能，所述的工艺控制器有两个，一个工艺控制器及其连接的绝缘耐压测试仪、充放电测试仪、CAN转换卡、BMS测试设备、NDAM数采系统、单体巡检装置和扫描枪构成通道A，一个工艺控制器及其连接的绝缘耐压测试仪、充放电测试仪、CAN转换卡、BMS测试设备、NDAM数采系统、单体巡检装置和扫描枪构成通道B，所述的通道A和通道B均通过以太网口与上位机连接。
[0008]所述的一种动力电池Pack测试系统，其绝缘耐压测试仪为Hipot测试仪。
[0009]所述的一种动力电池Pack测试系统，其充放电测试仪包括顺序连接的变压器、输入滤波器、充放电功率组件和输出滤波器，所述的充放电功率组件由三相高频整流单元和双向斩波单元连接而成，所述的变压器和输入滤波器之间连接有继电器和接触器模块，所述的输出滤波器连接继电器和接触器模块之后连接电池。
[0010]所述的一种动力电池Pack测试系统，其单体巡检装置包括七块从板和一块通讯板，所述从板包括单体电压采集板卡和单体温度采集板卡。
[0011]所述的一种动力电池Pack测试系统，其NDAM数采系统为一套综合数采及D1控制系统。
[0012]本发明的有益效果是:利用该系统将电池绝缘检测、BMS校验、DCR检测、OCV检测等多种功能，通过设备集成的方式，实现整个Pack电池包生产测试流程全智能化、自动化，以达到最大限度减少人工操作，大大提高动力电池Pack测试效率、降低生产测试成本的目的。
【附图说明】
[0013]图1为本发明单通道的结构示意图；
图2为本发明单通道的网络拓扑图；
图3为本发明双通道的组成示意图；
图4为本发明充放电测试仪的结构图；
图5为本发明的测试基本流程图；
图6为本发明绝缘耐压测试流程图；
图7为本发明BMS校验测试流程图。
[0014]各附图标记为:I一工艺控制器，2—绝缘耐压测试仪，3—充放电测试仪，31—变压器，32—输入滤波器，33—充放电功率组件，331—三相高频整流单元，332—双向斩波单元，34—输出滤波器，35—继电器和接触器模块，4 一 CAN转换卡，5—BMS测试设备，6—NDAM数采系统，7—单体巡检装置，8—扫描枪，11一DSRAM接口，12—RS485 口，13—外CAN口，14一以太网口。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0016]参照图1、图2所示，一种单通道的动力电池Pack测试系统，包括:
工艺控制器I，用于接收解析上位机测试方案，完成指令分解并控制各分设备完成相关测试流程，同时将实时数据整合、快速记录详细测试数据等打包上传至上位机系统，工艺控制器I上设置有DSRAM接口 11、RS485口 12、CAN口 13和以太网口 14。
[0017]绝缘耐压测试仪2，用于对Pack电池包进行绝缘耐压检测及漏电流等检测，作为一种具体的实施例，所述的绝缘耐压测试仪2为Hipot测试仪，实施例中选用型号为Chroma19073的测试仪;图6为绝缘耐压测试流程图。
[0018]充放电测试仪3，用于接收所述工艺控制器I发送的控制指令并完成对Pack电池包的充放电测试。
[0019]CAN转换卡4，用于将以太网信息转换成四路CAN信息，以便集成控制和对接至四路的BMS，实施例中选用型号为周立功CANET-4E-U。
[0020]BMS测试设备5，用于对电池包中自带的第三方的BMS系统进行校验检测；图7为BMS校验测试流程图。
[0021]NDAM数采系统6，用于控制电池包各测试工况切换及完成相关数据采集，作为一种具体的实施例，所述的NDAM数采系统6为一套综合数采及D1控制系统，实施例中选用型号周立功 NDAM9000、4055及 2080 等。
[0022]单体巡检装置7，用于将Pack电池包在各种测试工况下采集的单体电压、温度信息汇总打包通过以太网口 14/RS485 口 12上传至所述工艺控制器I。
[0023]扫描枪8，用于扫描电池包条码，便于工艺控制器I和上位机系统利用条码信息将各工况测试数据整合、便于客户评价分析电池包性能，实施例中选用型号为HoneyWel 1191 Ii的无线扫描枪。
[0024]所述的工艺控制器I通过DSRAM接口 11连接充放电测试仪3，所述的工艺控制器I通过RS485 口 12分别与绝缘耐压测试仪2和扫描枪8连接，所述的工艺控制器I通过外CAN 口 13连接BMS测试设备5，所述的工艺控制器I通过以太网口分别与CAN转换卡4、NDAM数采系统6和单体巡检装置7连接。
[0025]在先将所有测试线、电源线连接正确的前提下，本发明测试系统将绝缘耐压检测、BMS校验检测、OCV测试、DCR测试、充放电测试、单体电压数据精度对比等测试、继电器动作、结果判定等分别作为独立的测试工程区分。
[0026]在每个测试工程里面分各自独特的测试工艺步骤，用户可以自由灵活编辑工艺步骤。
[0027]在完成各测试工程的工艺编辑后，用户可以将各测试工程整合成一个测试方案，用户可以自由灵活编辑工艺步骤，在完成各测试工程的工艺编辑后，用户可以将各测试工程整合成一个测试方案，经过方案管理下载至工艺控制器，用户经过无线扫码枪扫描电池包条形码，工艺控制器会解析该条形码所绑定的测试方案，并将该测试方案里各测试工程包含的测试工艺步骤分解按顺序下发至各分设备，自动启动控制各相关继电器、接触器动作，同时按顺序完成各种测试项目，最终测试结果统一呈现在上位机界面，真正实现整个Pack测试智能化，自动化，大大提高生产测试效率。
[0028]参照图3所示，一种双通道的动力电池Pack测试系统，包括两个工艺控制器I，一个工艺控制器I及其连接的绝缘耐压测试仪2、充放电测试仪3、CAN转换卡4、BMS测试设备5、NDAM数采系统6、单体巡检装置7和扫描枪8构成通道A，一个工艺控制器I及其连接的绝缘耐压测试仪2、充放电测试仪3、CAN转换卡4、BMS测试设备5、NDAM数采系统6、单体巡检装置7和扫描枪8构成通道B，还包括上位机以及上位机监控系统，用于用户通过其界面编辑各种测试方案，监测、控制测试进程，同时完成相关数据分析存储、曲线查看等功能，所述的通道A和通道B通过以太网口与上位机连接。
[0029]上位机监控系统为自主研发，测试方案下级管理不同测试需求的测试工程类，每种测试工程类下级管理不同的测试工艺步骤，测试方案经上位机软件编辑编译后保存为.Prg格式文件。用户经过无线扫码枪扫描电池包条形码，工艺控制器会解析该条形码所绑定的测试方案，并将该测试方案里各测试工程包含的测试工艺步骤分解按顺序下发至各分设备，全自动启动控制各相关继电器、接触器动作，同时按顺序完成各种测试项目，最终测试结果统一呈现在上位机界面，并可以不同色块来醒目区分。
[0030]参照图4所示，所述的充放电测试仪3包括顺序连接的变压器31、继电器和接触器模块35、输入滤波器32、充放电功率组件33和输出滤波器34，输出滤波器34通过继电器和接触器模块35连接负载(即动力电池)，继电器和接触器模块35和充放电功率组件33分别与工艺控制器I连接，所述的充放电功率组件33由三相高频整流单元331和双向斩波单元332连接而成。图5所示为本发明的测试基本流程图。
[0031]所述的单体巡检装置7包括七块从板和一块通讯板，所述从板包括单体电压采集板卡和单体温度采集板卡，每块单体电压板至多可采集12个单体电压数据，量程为O?5V，精度为±1%。，每块单体温度板至多可采集24个单体温度数据，量程为-50?200 °C，精度为±1%;所述的通讯板用于将七块从板Pack电池包在各种测试工况下采集的单体电压、温度信息汇总打包通过以太网或者RS485接口上传至所述工艺控制器I。
[0032]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种动力电池Pack测试系统，其特征在于:包括 工艺控制器(I )，用于接收解析上位机测试方案，完成指令分解并控制各分设备完成相关测试流程，同时将实时数据整合、快速记录详细测试数据等打包上传至上位机系统； 绝缘耐压测试仪(2)，用于对Pack电池包进行绝缘耐压检测及漏电流等检测； 充放电测试仪(3)，用于接收所述工艺控制器(I)发送的控制指令并完成对Pack电池包的充放电测试； CAN转换卡(4)，用于将以太网信息转换成四路CAN信息，以便集成控制和对接至四路的BMS ； BMS测试设备(5)，用于对电池包中自带的第三方的BMS系统进行校验检测； NDAM数采系统(6)，用于控制电池包各测试工况切换及完成相关数据采集； 单体巡检装置(7)，用于将Pack电池包在各种测试工况下采集的单体电压、温度信息汇总打包上传至所述工艺控制器(I); 扫描枪(8)，用于扫描电池包条码，便于工艺控制器(I)和上位机系统利用条码信息将各工况测试数据整合、便于客户评价分析电池包性能； 所述的工艺控制器(I)通过DSRAM接口( 11)连接充放电测试仪(3 )，所述的工艺控制器(I)通过RS485 口( 12 )分别与绝缘耐压测试仪(2 )和扫描枪(8)连接，所述的工艺控制器(I)通过外CAN口(13)连接BMS测试设备(5)，所述的工艺控制器(I)通过以太网口(14)分别与CAN转换卡(4)、NDAM数采系统(6)和单体巡检装置(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种动力电池Pack测试系统，其特征在于，还包括上位机以及上位机监控系统，用于用户通过其界面编辑各种测试方案，监测、控制测试进程，同时完成相关数据分析存储、曲线查看等功能，所述的工艺控制器(I)有两个，一个工艺控制器(I)及其连接的绝缘耐压测试仪(2)、充放电测试仪(3)、04僻专换卡(4)、81^测试设备(5)、冊41数采系统(6)、单体巡检装置(7)和扫描枪(8)构成通道A，一个工艺控制器(I)及其连接的绝缘耐压测试仪(2 )、充放电测试仪(3 )、CAN转换卡(4 )、BMS测试设备(5 )、NDAM数采系统(6 )、单体巡检装置(7)和扫描枪(8)构成通道B，所述的通道A和通道B均通过以太网口与上位机连接。3.根据权利要求1或2所述的一种动力电池Pack测试系统，其特征在于，所述的绝缘耐压测试仪(2)为Hipot测试仪。4.根据权利要求1或2所述的一种动力电池Pack测试系统，其特征在于，所述的充放电测试仪(3)包括顺序连接的变压器(31)、输入滤波器(32)、充放电功率组件(33)和输出滤波器(34)，所述的充放电功率组件(33)由三相高频整流单元(331)和双向斩波单元(332)连接而成，所述的变压器(31)和输入滤波器(32)之间连接有继电器和接触器模块(35)，所述的输出滤波器(34)连接继电器和接触器模块(35)之后连接电池。5.根据权利要求1或2所述的一种动力电池Pack测试系统，其特征在于，所述的单体巡检装置(7)包括七块从板和一块通讯板，所述从板包括单体电压采集板卡和单体温度采集板卡。6.根据权利要求1或2所述的一种动力电池Pack测试系统，其特征在于，所述的NDAM数采系统(6)为一套综合数采及D1控制系统。
【文档编号】G01R31/12GK105911475SQ201610225910
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】石灵丹, 阮会, 王锐, 李俊, 项思源
【申请人】中国船舶重工集团公司第七〇二研究所, 中国船舶重工集团公司第七一二研究所