动力电池包下线测试系统及方法与流程

本发明涉及汽车动力电池领域，特别涉及一种动力电池包下线测试系统及方法。

背景技术：

动力电池包(也称为pack)作为电动汽车动力核心部件，在生产线上有严格的质量管理，但是产品从组装下线之后到交付客户之前，除了外观尺寸要求外，还需经历产品综合测试、安规测试以及模拟最坏情况下的产品应对能力测试等，只有通过所有下线(endoflife，eol)测试，pack才能放心装到整车上。

但是，传统的pack半自动化测试线至少存在以下问题：

1)很多的测试工序还停留在手工操作阶段，而因存在人员因素的影响，很容易造成失误率提高、测试精度低下、生产测试节拍提高等问题，最终影响测试效率。

2)传统的测试现场管理系统无法监控车间的在测品数量、车间的实时测量状态、测试工艺现场的稳定性等测试信息，不能满足当前复杂多变的客户需求。

3)电池包属于高压带电产品，传统测试过程中由于人为原因很容易造成短路、冒烟、起火的安全风险。并且，由于电池包的高压带电特性，传统测试过程还存在其他风险，例如人员触电风险、设备因短路元器件被烧坏的风险等。

因此，需要针对传统的pack半自动化测试线的缺点，设计新的动力电池包下线测试方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种动力电池包下线测试系统，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力电池包下线测试系统，所述动力电池包内设置有bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)，且所述动力电池包下线测试系统包括上位机和mes(manufacturingexecutionsystem，制造执行系统)。

其中，所述上位机被配置为依次执行：开启内置的用于执行动力电池包下线测试的测试程序，并选择待测试的动力电池包；自动插接所选择的动力电池包的高压线束接头和低压线束接头；开启所述bms的电源，并关闭所述bms中的电池包绝缘告警功能；针对所述动力电池包，依次执行所述测试程序中的安规测试程序、bms静态测试启动程序和除所述安规测试程序和所述bms静态测试启动程序之外的其他预设测试程序。

其中，所述mes与所述上位机通信，并被配置为用于获取并存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据，并基于所述测试数据对所述动力电池包进行质量分析。

进一步的，所述动力电池包下线测试系统还包括设置在所述动力电池包上的身份标识，且所述上位机被配置用于选择待测试的动力电池包包括：通过扫描所述动力电池包上的所述身份标识来选择待测试的动力电池包，其中所述身份标识中存储有所述动力电池包区别于其他动力电池包的唯一身份信息。

进一步的，所述身份标识为条形码、二维码或射频识别标签。

进一步的，所述mes被配置用于存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据包括；根据所述测试数据的数据类型将所述测试数据存储至对应的质量信息字段，其中所述质量信息字段是预设的、能够影响所述动力电池包质量的字段。

进一步的，所述动力电池包连接至测试电源的两端以适应所述上位机对所述动力电池包执行所述下线测试，且所述动力电池包下线测试系统还包括：高压保护模块，其电性连接所述动力电池包，用于在所述动力电池包与所述测试电源之间的线路接通时，对所述动力电池包进行放电保护和限流保护。

进一步的，所述高压保护模块包括：rc放电回路，其与所述动力电池包并联，用于在所述动力电池包与所述测试电源之间的线路接通时，释放所述动力电池包上高压剩余电量；以及限流电阻，其连接在所述动力电池包与所述测试电源之间，用于在所述动力电池包与所述测试电源之间的线路接通时，限制所述测试电源流至所述动力电池包的电流。

相对于现有技术，本发明所述的动力电池包下线测试系统具有以下优势：

(1)本发明所述的动力电池包下线测试系统实现了对动力电池包的全自动下线测试，使得人员在测试过程中不需要进入测试区域，从而将高压的动力电池包与测试人员安全隔离，保证了测试人员的安全。并且，全自动的测试过程更能保证测试的高效率，减少了手动操作的人为的时间浪费。

(2)本发明所述的动力电池包下线测试系统在测试过程中不需要关闭bms，能够模拟车辆运行实况来进行下线测试。

(3)本发明实施方式的动力电池包下线测试系统中含有多个测试项目，测试人员可以任意选择测试项目及测试项目中的参数以适应测试需求，使得测试方案更加柔性化。

本发明的另一目的在于提出一种动力电池包下线测试方法，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力电池包下线测试方法，所述动力电池包内设置有bms，且所述动力电池包下线测试方法包括：上位机开启内置的用于执行动力电池包下线测试的测试程序，并选择待测试的动力电池包；上位机自动插接所选择的动力电池包的高压线束接头和低压线束接头；上位机开启所述bms的电源，并关闭所述bms中的电池包绝缘告警功能；上位机针对所述动力电池包，依次执行所述测试程序中的安规测试程序、bms静态测试启动程序以及除所述安规测试程序和所述bms静态测试启动程序之外的其他预设测试程序；以及mes获取并存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据，并基于所述测试数据对所述动力电池包进行质量分析。

进一步的，所述选择待测试的动力电池包包括：通过扫描所述动力电池包上的身份标识来选择待测试的动力电池包，其中所述身份标识中存储有所述动力电池包区别于其他动力电池包的唯一身份信息。

进一步的，所述mes存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据包括；根据所述测试数据的数据类型将所述测试数据存储至对应的质量信息字段，其中所述质量信息字段是预设的、能够影响所述动力电池包质量的字段。

进一步的，所述动力电池包下线测试方法还包括：使所述动力电池包连接至测试电源的两端以适应所述上位机对所述动力电池包执行所述下线测试；以及在所述动力电池包与所述测试电源之间的线路接通时，释放所述动力电池包上高压剩余电量，并限制所述测试电源流至所述动力电池包的电流。

所述动力电池包下线测试方法与上述动力电池包下线测试系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本发明实施方式的一种动力电池包下线测试系统的结构示意图；

图2是图1中的动力电池包的结构示意图；

图3是本发明实施方式中的上位机所依次执行的流程的示意图；

图4示出了常规的动力电池包与测试电源的连接示意图；

图5是优选的实施方式中的高压保护模块的结构示意图；以及

图6是本发明另一实施方式的一种动力电池包下线测试方法的流程示意图。

附图标记说明：

110bms120高压线束接头

130低压线束接头140身份标识

200上位机300mes

400高压保护模块410rc放电回路

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明实施方式中，“电性连接”用于表述两个部件之间的信号连接，例如控制信号和反馈信号，以及两个部件之间的电功率连接。另外，本发明实施方式中涉及的“连接”可以是有线连接，也可以是无线连接，且涉及的“电性连接”可以是两个部件之间的直接电性连接，也可以是通过其他部件的间接电性连接。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图1是本发明实施方式的一种动力电池包下线测试系统的结构示意图，

图2是图1中的动力电池包的结构示意图，其中动力电池包100内部设置有bms110，并配置有高压线束接头120、低压线束接头130以及身份标识140等。

如图1所示，所述动力电池包下线测试系统包括上位机200和mes300。

图3是本发明实施方式中的上位机200所依次执行的流程的示意图，如图3所示，所述上位机200被配置为依次执行以下步骤：

步骤s310，开启内置的用于执行动力电池包下线测试的测试程序，并选择待测试的动力电池包。

其中，所述测试程序可根据进行的下线测试的项目来进行配置，例如配置为具有安规测试程序、bms静态测试启动程序等，关于这些程序将在下文具体介绍，在此则不再赘述。

另外，所述上位机200选择待测试的动力电池包可以包括：通过扫描所述动力电池包100上的所述身份标识140来选择待测试的动力电池包。其中该身份标识140中存储有所述动力电池包区别于其他动力电池包的唯一身份信息，且该身份标识140可以为条形码、二维码或rfid(radiofrequencyidentificationdevices，射频识别标签)。

步骤s320，自动插接所选择的动力电池包的高压线束接头和低压线束接头。

其中，自动插接可利用工业机器人来实现。另外，本发明实施方式中出于使动力电池包下线测试系统实现全自动测试的目的，特别配置所述上位机与所述动力电池包100的高压线束接头120和低压线束接头130能够自动插接，但在其他实施方式中，出于对性价比的要求，可根据生产线要兼容的电池包类型，改为人工插接高压线束接头120和低压线束接头130。

步骤s330，开启所述bms的电源，并关闭所述bms中的电池包绝缘告警功能。

在此，传统的pack半自动化测试线在进行动力电池包的安规测试时，需要关闭bms，若是不关闭，会因为bms中探测电流的作用，使得动力电池包在安规测试的绝缘测试中被直接判定为不良品。但在车辆的实际运行过程中，bms是开启的，因此传统的pack半自动化测试线不能模拟车辆运行实况。本发明实施方式中在进行下线测试全过程中，都开启了bms，仅关闭bms中的电池包绝缘告警功能以保证安规测试的正常进行，从而不仅适应于安规测试，还能模拟极限路况(高压雷击)环境与车辆运行实况。

步骤s340，针对所述动力电池包，依次执行所述测试程序中的安规测试程序、bms静态测试启动程序和除所述安规测试程序和所述bms静态测试启动程序之外的其他预设测试程序。

其中，安规测试是为了使动力电池包通过安规认证而进行的各项测试，动力电池包行业内有其认证要求，产品必须符合这些要求才能进入市场。本发明实施方式中，安规测试程序装载在所述上位机200上，其可控制动力电池包以及与动力电池包适配进行安规测试的电路、器件等来完成要求的各个安规测试项目。举例而言，安规测试项目例如包括高压测试、绝缘阻抗测试、接地阻抗测试、输入测试、安全标识的稳定性测试、电容放电测试、电路稳定测试等。

其中，bms110本身具有对动力电池包进行静态测试的能力，bms静态测试启动程序则主要用于控制所述bms启动其静态测试功能以执行各个bms静态测试项目。举例而言，bms静态测试项目可以包括：电池包型号、电池型号、额定电压、功率、最大最小电压、异常结束充放电单体电芯阀值电压(温度)最大最小值、各充放电单体电芯阀值温度最大值、手动维修开关当前状态，启动加热和制冷阀值；最大充放电电流、测试bdu(basicdisplayunit，基本显示装置)各个主继电器的开闭功能；静态测试电池包当前状态值(如电压、电流、温度、soc(stateofcharge，荷电状态)、各安全系统状态)等等。

其中，所述其他预设测试程序用于控制动力电池包以及与动力电池包适配的相应电路、器件等完成上述安规测试项目和bms静态测试项目以外的一些测试，主要是功能方面的测试，包含但不限于针对以下内容的测试：单体电压、单体温度、总电压、总电流、故障报警等。举例而言，针对单体电压、单体温度、总电压、总电流、故障报警等的测试可以包括：高压短路测试、绝缘测试、耐压测试、通信测试、pack-ocv(开路电压)测试对比，单体-ocv测试及压差测试，温度测试及温差测试、bms绝缘告警功能测试、预充回路测试、模拟快/慢充电功能测试、加热功能测试、dcir(直流内阻)测试、电流方向和电流精度测试、bms均衡诊断测试、容量调整和容量测试等。

可知，所述其他预设测试程序可根据测试需求进行配置。在优选的实施方式中，主要配置以下四个方面的其他预设测试程序，即：

1)数字万用表测试总电压和交流内阻；温湿度计测量环境温湿度；测试判定bms电压温度测量值和精度是否正常。

2)模拟快充/慢充/动态放电测试，计算dcir，输出功率等。

3)模拟充电桩恒定功率充电到soc65％-70％停止充电；记录仪表平均电流值、bms测量电流值、充电时间；静置30秒，启动bms静态测试；充电过程数据分析，包括bms静态值测量测试机实际电流读数、校验bms电流精度和soc标定方向及精度。

4)清除电池包故障记录。

需强调的是，从步骤s310至步骤s314是遵循依次执行的顺序的，即先选择动力电池包，完成动力电池包的自动插接，再开启bms电源和关闭bms中的电池包绝缘告警功能，然后才能进行安规测试，否则bms的电池包绝缘告警功能会对安规测试造成重大影响。

进一步地，所述mes300与所述上位机200通信，并被配置为用于获取并存储所述上位机200对所述动力电池包100执行所述测试程序所产生的所有测试数据，并基于所述测试数据对所述动力电池包进行质量分析。

在此，mes300是一种先进的生产过程管理系统，其可以为动力电池包下线测试提供实时追踪、测试、控制和管理功能，为车间测试管理提供透明化途径。本发明实施方式中，上位机200以条形码、二维码、rfid等为手段进行测试数据的自动化采集，而其采集的所有测试数据可实时地自动导入mes300进行处理，mes300利用这些测试数据以形成现场数据库，再借助该现场数据库进行动力电池包质量分析，从而建立了集成的测试现场控制和品质保障平台。

另外，所述mes300被配置用于存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据包括；根据所述测试数据的数据类型将所述测试数据存储至对应的质量信息字段，其中所述质量信息字段是预设的、能够影响所述动力电池包质量的字段。举例而言，所述质量信息字段可以包括：pack条码；时间、测试者姓名，测试设备通道号；电池包型号、电池型号、额定电压、功率、最大最小电压、充放电单体电芯阀值电压(温度)最大最小值、各充放电单体电芯阀值温度最大值、启动加热和制冷阀值；最大充放电电流、绝缘测试电压范围、绝缘电阻范围、绝缘测试电压、绝缘测试电阻；耐压测试电压范围、漏电流范围、耐压测试电压、耐压测试电流；bms通讯测试主继电器1开启状态、bms通讯测试主继电器1闭合状态；放电前各温度检查点温度上下限、放电前温度检查测量值、放电前电芯电压上下限、放电前电芯电压测量值、放电前总电压、放电时间，放电电流；放电后各温度检查点温度上下限、放电后温度检查测量值、放电后电芯电压上下限、放电后电芯电压测量值、放电后总电压等等。

如此，本发明实施方式的动力电池包下线测试系统实现了对动力电池包的全自动下线测试，使得人员在测试过程中不需要进入测试区域，从而将高压的动力电池包与测试人员安全隔离，保证了测试人员的安全。并且，全自动的测试过程更能保证测试的高效率，减少了手动操作的人为的时间浪费。另外，本发明实施方式的动力电池包下线测试系统在测试过程中不需要关闭bms，能够模拟车辆运行实况来进行下线测试。同时，本发明实施方式的动力电池包下线测试系统中含有多个测试项目，测试人员可以任意选择测试项目及测试项目中的参数以适应测试需求，使得测试方案更加柔性化。

通过上文，可知在安规测试等测试过程中，涉及对动力电池包的各种高压、耐压测试，即需要为动力电池包连接测试电源以进行相应高压测试。图4示出了常规的动力电池包与测试电源的连接示意图。如图4所示，动力电池包100一端通过测试开关k1和电流保护器k2连接至测试电源dc的正极，另一端连接至所述测试电源dc的负极并接地。其中，测试电源dc可以例如是1000v-5000v，因此动力电池包上的电流很大，易被损坏，且动力电池包中容易存在高压剩余电量，而这些高压剩余电量可能会对测试人员造成安全隐患。

对此，在优选的实施方式中，所述动力电池包100连接至测试电源的两端以适应所述上位机对所述动力电池包执行所述下线测试，且所述动力电池包下线测试系统还可以包括：高压保护模块400，其电性连接所述动力电池包100，用于在所述动力电池包与所述测试电源之间的线路接通时，对所述动力电池包进行放电保护和限流保护。

图5是优选的实施方式中的高压保护模块400的结构示意图。如图5所示，所述高压保护模块400可以包括：rc放电回路410，其与所述动力电池包100并联，用于在所述动力电池包100与所述测试电源dc之间的线路接通时，释放所述动力电池包100上的高压剩余电量；以及限流电阻r1，其连接在所述动力电池包100与所述测试电源dc之间，用于在所述动力电池包100与所述测试电源dc之间的线路接通时，限制所述测试电源dc流至所述动力电池包100的电流。

具体地，图5所示的高压保护模块400对图4所示的电路进行了改进，电容c、电阻r2和放电继电器j串联形成rc放电回路410，并与动力电池包100并联，动力电池包100一端通过限流电阻r1、测试开关k1/电流保护器k2和保险丝fu连接至测试电源dc的正极，另一端连接至所述测试电源dc的负极并接地。在具体的应用中，例如dc为1000v-5000v，保险丝fu为0.2a的高压保险丝，r1为50k，r2为300k，电容c为1uf，则通过与动力电池包100并联的rc放电回路410可释放动力电池包100上的高压剩余电量，保证测试人员及电动电池包的安全，同时经限流电阻r1限流后，电流将降低至约100ma，属于安全电流，从而避免了因电流过大而造成动力电池包被烧毁。

因此，本发明实施方式的动力电池包下线测试系统利用了高压保护模块实现了对被测动力电池包的保护。

图6是本发明另一实施方式的一种动力电池包下线测试方法的流程示意图，该动力电池包下线测试方法与上述的动力电池包下线测试系统属于同样的发明思路。如图6所示，所述动力电池包下线测试方法可以包括以下步骤：

步骤s610，上位机开启内置的用于执行动力电池包下线测试的测试程序，并选择待测试的动力电池包。

举例而言，所述选择待测试的动力电池包包括：通过扫描所述动力电池包上的身份标识来选择待测试的动力电池包，其中所述身份标识中存储有所述动力电池包区别于其他动力电池包的唯一身份信息。

步骤s620，上位机自动插接所选择的动力电池包的高压线束接头和低压线束接头。

步骤s630，上位机开启所述bms的电源，并关闭所述bms中的电池包绝缘告警功能。

步骤s640，上位机针对所述动力电池包，依次执行所述测试程序中的安规测试程序、bms静态测试启动程序以及除所述安规测试程序和所述bms静态测试启动程序之外的其他预设测试程序。

步骤s650，mes获取并存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据，并基于所述测试数据对所述动力电池包进行质量分析。

举例而言，所述mes存储所述上位机对所述动力电池包执行所述测试程序所产生的所有测试数据包括；根据所述测试数据的数据类型将所述测试数据存储至对应的质量信息字段，其中所述质量信息字段是预设的、能够影响所述动力电池包质量的字段。

除上述步骤s610-s650之外，在优选的实施方式中，所述动力电池包下线测试方法还可以包括：使所述动力电池包连接至测试电源的两端以适应所述上位机对所述动力电池包执行所述下线测试；以及在所述动力电池包与所述测试电源之间的线路接通时，释放所述动力电池包上高压剩余电量，并限制所述测试电源流至所述动力电池包的电流。

需说明的是，本发明实施方式的动力电池包下线测试方法的其他实施细节及效果可参考上述关于动力电池包下线测试系统的实施方式，在此不再进行赘述。另外，还需说明的是，上文提及的与动力电池包适配的工业机器人、测试电源、数据万用表等为现有电池包测试现场中的常用部件，上文引入它们以便于清楚描述本发明实施方式的细节，但它们的实施细节不是本发明实施方式需要关注的，故在此也不进行赘述。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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。