一种能量转移式充放电测试系统的制作方法

本实用新型涉及电池充放电技术领域，具体涉及一种能量转移式充放电测试系统。

背景技术：

随着能源的短缺和环境污染越来越严重，锂电池作为一种新型能源，由于其出色的能量密度、循环寿命和充放电特性，逐渐替代了传统的铅酸电池。但由于锂电池的特性，在产品出厂前需要对其进行电压、容量、内阻等多方面综合测试。其中充放电测试是最耗费电量和时间的，成本/效率都亟待进一步提升。目前电池包出厂充放电测试，最常见的做法是采用充放电柜对电池包进行充满——放空——充一半循环，最后出厂保持50％左右电量。如采用传统的回馈式充放电设备多通道工作时容易造成电网负荷过大，同时由于传统柜体体积较大占用场地资源，对能源和空间都是极大的浪费。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种能量循环利用、结构简单的能量转移式充放电测试系统。

一种能量转移式充放电测试系统，用于对两个待测电池组同时进行充放电测试，包括双向dc-dc变换器、主控制器和人机交互设备，所述主控制器与所述双向dc-dc变换器、所述人机交互设备分别电性连接，所述主控制器用于控制所述双向dc-dc变换器的工作模式，所述双向dc-dc变换器具有第一输入/输出端和第二输入/输出端，所述第一输入/输出端和所述第二输入/输出端分别连接两个所述待测电池组，并控制两个所述待测电池组分别充电/放电，对两个所述待测电池组同时进行充电/放电测试。

进一步地，两个所述待测电池组包括第一待测电池组和第二待测电池组，所述第一待测电池组和所述第二待测电池组同时完成充电和放电测试过程。

进一步地，所述第一输入/输出端和所述第二输入/输出端分别设于所述双向dc-dc变换器的两侧，所述第一输入/输出端用于连接所述第一待测电池组，所述第二输入/输出端用于连接所述第二待测电池组。

进一步地，所述双向dc-dc变换器具有两种工作模式，分别为boost模式和buck模式，所述主控制器用于控制所述双向dc-dc变换器的两种工作模式之间的转换。

进一步地，所述双向dc-dc变换器处于所述boost模式时，所述第一输入/输出端的能量流向所述第二输入/输出端。

进一步地，所述双向dc-dc变换器处于所述buck模式时，所述第二输入/输出端的能量流向所述第一输入/输出端。

进一步地，还包括充电装置和负载装置，所述充电装置和所述负载装置分别电性连接至所述双向dc-dc变换器，并由所述主控制器控制所述充电装置和所述负载装置的通断；所述充电装置用于所述待测电池组充电时，未充满情况下的补充充电；所述负载装置用于所述待测电池组放电时，未完全放电情况下的负载放电。

进一步地，所述双向dc-dc变换器具有过压、欠压、过流、短路、反接保护功能，当所述待测电池组出现过压、欠压、过流、短路、反接情况时，自动切断所述待测电池组的充放电电路，并向所述主控制器发送报警信息。

进一步地，所述人机交互设备包括显示和输入设备，所述人机交互设备用于对外显示所双向dc-dc变换器的运行状态和两个所述待测电池组的充电/放电状态，所述输入设备用于所述主控制器和所述双向dc-dc变换器的参数设置。

进一步地，所述主控制器还用于存储所述待测电池组的充电/放电测试数据，以便于后期分析处理。

上述能量转移式充放电测试系统中，利用所述双向dc-dc变换器的能量双向传输功能，在所述双向dc-dc变换器的两端连接两个所述待测电池组，通过所述双向dc-dc变换器控制，使能量在两个所述待测电池组之间传输，将一个所述待测电池组的放电能量用于对另一个所述待测电池组的充电，不仅节省了大量能源，而且减少了对电网的依赖，同时提高了测试效率，降低了生产成本；整个所述测试系统无需设置多个充放电机柜，体积小，节省占用空间。本实用新型的产品结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1是本实用新型实施例能量转移式充放电测试系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例能量转移式充放电测试系统的操作流程图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1，示出本实用新型的实施例提供的一种能量转移式充放电测试系统100，用于对两个待测电池组同时进行充放电测试，包括双向dc-dc变换器10、主控制器20和人机交互设备30，所述主控制器20与所述双向dc-dc变换器10、所述人机交互设备30分别电性连接，所述主控制器20用于控制所述双向dc-dc变换器10的工作模式，所述双向dc-dc变换器10具有第一输入/输出端和第二输入/输出端，所述第一输入/输出端和所述第二输入/输出端分别连接两个所述待测电池组，并控制两个所述待测电池组分别充电/放电，对两个所述待测电池组同时进行充电/放电测试。

具体地，所述双向dc-dc变换器10是实现直流电能双向流动的装置，实现能量的双向传输，具备升压/降压双向变换功能。

进一步地，两个所述待测电池组包括第一待测电池组60和第二待测电池组70，所述第一待测电池组60和所述第二待测电池组70同时完成充电和放电测试过程。所述第一输入/输出端和所述第二输入/输出端分别设于所述双向dc-dc变换器10的两侧，所述第一输入/输出端用于连接所述第一待测电池组60，所述第二输入/输出端用于连接所述第二待测电池组70。

进一步地，所述双向dc-dc变换器10具有两种工作模式，分别为boost模式和buck模式，所述主控制器20用于控制所述双向dc-dc变换器10的两种工作模式之间的转换。所述双向dc-dc变换器10处于所述boost模式时，所述第一输入/输出端的能量流向所述第二输入/输出端。所述双向dc-dc变换器10处于所述buck模式时，所述第二输入/输出端的能量流向所述第一输入/输出端。

具体地，将两个所述待测电池组分别连接至所述双向dc-dc变换器10两侧的所述第一输入/输出端和所述第二输入/输出端，两个所述待测电池组中，一个为待充电电池组，另一个为待放电电池组。

具体地，所述双向dc-dc变换器10的所述第一输入/输出端连接第一待测电池组60，所述第二输入/输出端连接第二待测电池组70，此时，第一待测电池组60为待放电电池组，第二待测电池组70为待充电电池组，所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为boost模式，使能量由第一待测电池组60传输至第二待测电池组70。待第一待测电池组60放电完毕、第二待测电池组70充电完毕后，将所述第一输入/输出端的待测电池组更换为新的待充电电池组，此时，所述第二输入/输出端连接的第二待测电池组70为待放电电池组，所述第一输入/输出端连接的待测电池组为待充电电池组，所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为buck模式，使能量由第二待测电池组70传输至新的待充电电池组。待第二待测电池组70放电完毕、新的待充电电池组充电完毕后，将所述第二输入/输出端的待测电池组更换为新的待充电电池组，此时，第二待测电池组70充放电测试完毕。如此循环往复，使能量在所述主控制器20的控制下，在所述双向dc-dc变换器10的两端交替双向传输。

具体地，由于所述双向dc-dc变换器10两端连接两个所述待测电池组，同时对两个所述待测电池组进行充放电测试，使整体的测试效率提高了一倍。

进一步地，所述测试系统100还包括充电装置40和负载装置50，所述充电装置40和所述负载装置50分别电性连接至所述双向dc-dc变换器10，并由所述主控制器20控制所述充电装置40和所述负载装置50的通断；所述充电装置40用于所述待测电池组充电时，未充满情况下的补充充电；所述负载装置50用于所述待测电池组放电时，未完全放电情况下的负载放电。

具体地，由于所述测试系统100和所述待测电池组本身存在能量损耗，或者不同所述待测电池组的容量差异，使所述待测电池组在充放电时可能无法完全充满或者无法完全放空，此时，所述主控制器20控制开关k1/k2通断，使所述双向dc-dc变换器10连接至所述充电装置40或者所述负载装置50，为所述待测电池组补充充电或者负载放电。

进一步地，所述双向dc-dc变换器10具有过压、欠压、过流、短路、反接保护功能，当所述待测电池组出现过压、欠压、过流、短路、反接情况时，自动切断所述待测电池组的充放电电路，并向所述主控制器20发送报警信息。

进一步地，所述人机交互设备30包括显示和输入设备，所述人机交互设备30用于对外显示所双向dc-dc变换器10的运行状态和两个所述待测电池组的充电/放电状态，所述输入设备用于所述主控制器20和所述双向dc-dc变换器10的参数设置。

进一步地，所述主控制器20还用于存储所述待测电池组的充电/放电测试数据，以便于后期分析处理。

具体地，所述测试系统100适合用于磷酸铁锂电池、三元锂电池、钛酸锂电池、超级电容、铅酸电池等多种材料体系。

具体地，请参阅图2，所述测试系统100的操作步骤如下：

步骤一、将两个所述待测电池组——a电池组和b电池组分别连接至所述双向dc-dc变换器10的两侧所述第一输入/输出端和所述第二输入/输出端上，确认所述测试系统100连接无误，连通电源；

步骤二、系统自检，如果系统自检存在故障则转向步骤三，否则转向步骤四；

步骤三、排除系统故障，转向步骤二；

步骤四、通过所述人机交互设备30设置测试步骤及电压电流参数；

步骤五、执行测试步骤；

步骤六、测量并计算a电池组和b电池组的剩余电量之和，当a电池组和b电池组的剩余电量之和等于100％，转向步骤七；当a电池组和b电池组的剩余电量之和大于100％，转向步骤八；当a电池组和b电池组的剩余电量之和小于100％，转向步骤九；

步骤七、所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为boost模式，a电池组放电，b电池组充电，当a电池组的能量全部传输至b电池组，转向步骤十；

步骤八、所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为boost模式，a电池组放电，b电池组充电，当b电池组充电完毕，所述主控制器20控制k1闭合，使a电池组对所述负载装置50放电直至a电池组放电完毕，转向步骤十；

步骤九、所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为boost模式，a电池组放电，b电池组充电，当a电池组放电完毕，所述主控制器20控制k2闭合，使所述充电装置40对b电池组充电直至b电池组充电完毕，转向步骤十；

步骤十、所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为buck模式，a电池组充电，b电池组放电，直到a电池组充满，b电池组放空；

步骤十一、所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为boost模式，a电池组放电，b电池组充电，直到a电池组放空，b电池组充满；

步骤十二、所述主控制器20将所述双向dc-dc变换器10设置为buck模式，a电池组充电，b电池组放电，直到a电池组充半电，b电池组放半电；

步骤十三、所述双向dc-dc变换器10将充放电数据传送至所述主控制器20，所述人机交互设备30导出充放电数据进行分析。

上述能量转移式充放电测试系统100，利用所述双向dc-dc变换器10的能量双向传输功能，在所述双向dc-dc变换器10的两端连接两个所述待测电池组，通过所述双向dc-dc变换器10控制，使能量在两个所述待测电池组之间传输，将一个所述待测电池组的放电能量用于对另一个所述待测电池组的充电，不仅节省了大量能源，而且减少了对电网的依赖，同时提高了测试效率，降低了生产成本；整个所述测试系统100无需设置多个充放电机柜，体积小，节省占用空间。本实用新型的产品结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。