一种电池包的预充电测试电路及方法与流程

本申请涉及新能源技术领域，特别涉及一种电池包的预充电测试电路及方法。

背景技术：

能源危机和环境污染与日俱增，在能源消耗和环境污染方面，汽车的影响不容忽视。发展高效、节能、低噪声、零排放的清洁型电动汽车已成为国内外汽车工业发展的必然趋势。为了改善电动汽车的动力性和能量利用率，动力蓄电池的电压越来越高，由原来的几十伏上升到现在的几百伏，所以需要配备专门的系统来管理高压系统的安全。在电动汽车上不但需要配备专门的车载高压电安全管理系统，而且还应该设计专门的安全测试系统来监测车载高压电安全管理系统，以进行不定期的安全状况监测。

根据电动汽车高压安全要求，预充电管理是新能源汽车中必不可少的重要环节，其中，电动汽车预充电的主要作用是给电机控制器(即逆变器)的大电容进行充电，以减少接触器接触时火花拉弧，降低冲击，增加安全性。

在设计过程中，需要对电动汽车的预充电进行精密合理的测试，以确保预充电过程中的安全性、有效性。当前技术中，针对预充功能的检测方案一般是在等待放电完成后再重复进行下一次预充电测试。由于在对电容完成一次预充后，需要等电容完全放电后才能进行下一次预充试验，因此两次预充试验之间的时间间隔较长，测试效率较低，试验能力有限。

鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种电池包的预充电测试电路及方法，以便有效提高对汽车动力电池的预充电测试的测试效率。

为解决上述技术问题，一方面，本申请公开了一种电池包的预充电测试电路，包括控制模块和多个并联在所述电池包两端的预充电测试回路；每个所述预充电测试回路均包括针对各自的预充电容的充电支路和放电支路；

在进行电池包的预充电循环测试过程中，在当前预充电测试回路的充电支路启动并完成充电而断开后，所述控制模块用于启动所述当前预充电测试回路的放电支路工作，并启动另一预充电测试回路的充电支路工作以开启下一次预充电测试，直至达到预设的目标测试次数。

可选地，每个所述预充电测试回路的充电支路均包括：串联在所述电池包两端的预充开关和预充电容；

每个所述预充电测试回路的放电支路均包括：串联在所述预充电容两端的放电开关和放电电阻。

可选地，所述预充开关和所述放电开关均为控制端与所述控制模块连接的继电器。

可选地，每个所述预充电测试回路均还包括：

与所述预充电容并联的电压传感器，用于监测所述预充电容的电压，并将监测数据发送至所述控制模块，以便所述控制模块在根据所述监测数据判定充电结束后断开充电支路，并在判定放电结束后断开放电支路。

可选地，所述控制模块还用于：

在启动任一预充电测试回路的充电支路工作后，开启计时器进行充电计时，以便判断是否发生预充超时故障。

可选地，所述控制模块具体用于：

在启动所述当前预充电测试回路的放电支路工作后，开启计时器进行放电计时；在达等待了预设的目标时长后，启动另一预充电测试回路的充电支路工作以开启下一次预充电测试。

可选地，还包括：

与所述控制模块连接的报警模块，用于在所述控制模块判定发生预充超时故障后，针对对应的预充电测试回路进行故障报警。

又一方面，本申请还公开了一种电池包的预充电测试方法，应用于如上所述的任一种预充电测试电路中的控制模块，包括：

启动当前预充电测试回路的充电支路进行充电；

在充电完成后断开所述当前预充电测试回路的充电支路；

判断当前已测试次数是否达到预设的目标测试次数；

若否，则启动所述当前预充电测试回路的放电支路进行放电，并启动另一预充电测试回路的充电支路进行充电以开启下一次预充电测试；

若是，则启动所述当前预充电测试回路的放电支路进行放电，并在放电完成后结束测试。

可选地，所述启动另一预充电测试回路的充电支路进行充电以开启下一次预充电测试，具体包括：

按照预设顺序依次循环选择不同的预充电测试回路的充电支路开启下一次预充电测试。

可选地，每个所述预充电测试回路均还包括与预充电容并联的电压传感器，用于监测所述预充电容的电压；所述在充电完成后断开所述当前预充电测试回路的充电支路，包括：

基于实时接收的所述电压传感器的监测数据判断所述预充电容是否充电完成；

若是，则断开所述当前预充电测试回路的充电支路。

本申请所提供的电池包的预充电测试电路及方法所具有的有益效果是：本申请基于多个预充电测试回路，可在当前预充电测试回路结束充电后的任意时刻开启另一预充电测试回路进行下一次预充电测试，使得两次预充电测试的时间间隔可根据不同测试要求而任意设定，甚至可以实现无间隔地接替测试，极大地提高了预充电测试效率，能够满足不同动力电池预充功能的能力验证，促进了新能源汽车行业的技术进步和推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例公开的一种电池包的预充电测试电路的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的一种电池包的预充电测试电路的电路结构图；

图3为本申请实施例公开的一种电池包的预充电测试方法的流程图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种电池包的预充电测试电路及方法，以便有效提高对汽车动力电池的预充电测试的测试效率。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本申请实施例公开了一种电池包的预充电测试电路，主要包括控制模块101和多个并联在电池包两端的预充电测试回路102；每个预充电测试回路102均包括针对各自的预充电容的充电支路和放电支路；

在进行电池包的预充电循环测试过程中，在当前预充电测试回路102的充电支路启动并完成充电而断开后，控制模块101用于启动当前预充电测试回路102的放电支路工作，并启动另一预充电测试回路102的充电支路工作以开启下一次预充电测试，直至达到预设的目标测试次数。

其中，本申请中的电池包可具体为新能源电动汽车的动力蓄电池，一般输出几十伏、几百伏的高压。本申请所提供的预充电测试电路中的控制模块101，可具体为新能源电动汽车中配备的电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)。

需要指出的是，本申请所提供的电池包的预充电测试电路中，设计有多个预充电测试回路102，每个预充电测试回路102中均设置有预充电容，并设置有充电支路和放电支路。其中，充电支路可利用电池包向预充电容充电，而放电支路可为预充电容提供放电通道。每个预充电测试回路102的电路结构可相同。

由于在生产设计过程中，需要针对电池包的预充电进行大量次的循环测试，耗时较久。为了有效提高预充电测试的效率，本申请基于所设计的多路预充电测试回路102，可不间断接替循环进行预充放电测试。

具体地，在当前预充电测试回路102，即本次预充电测试中进行了预充电的预充电测试回路102结束了充电之后，其放电支路开启进行放电；而另一预充电测试回路102可以在无需等待当前预充电测试回路102放电结束的情况下启动充电，甚至具体可以在当前预充电测试回路102放电初始时刻无间隔地接替进行充电。如此，本申请省却了等待当前预充电测试回路102至放电结束的时间，从而有效缩短了两次预充电测试之间的时间间隔，实现两次预充电测试之间的快速转换，提高了预充电测试效率。

可见，本申请所提供的电池包的预充电测试电路，基于多个预充电测试回路，可在当前预充电测试回路结束充电后的任意时刻开启另一预充电测试回路进行下一次预充电测试，使得两次预充电测试的时间间隔可根据不同测试要求而任意设定，甚至可以实现无间隔地接替测试，极大地提高了预充电测试效率，能够满足不同动力电池预充功能的能力验证，促进了新能源汽车行业的技术进步和推广应用。

检测方式对预充电过程是否成功，而且能在车辆起动前对充电失败进行判断，识别故障可能发生的类型及部位，降低了蓄电池管理系统及整车控制器的安全管理压力，提升整车安全性，促进新能源汽车行业尽快推广。

参见图2所示，图2为本申请实施例公开的一种电池包的预充电测试电路的电路结构图。其中，图2所示的预充电测试电路中具体设置了三个预充电测试回路。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的电池包的预充电测试电路在上述内容的基础上，每个预充电测试回路的充电支路均包括：串联在电池包两端的预充开关和预充电容；

每个预充电测试回路的放电支路均包括：串联在预充电容两端的放电开关和放电电阻。

其中，作为一种具体实施例，预充开关和放电开关均为控制端与控制模块101连接的继电器。

具体地，在默认情况下，所有的开关均为断开状态。当某一预充电测试回路中的预充开关闭合(默认放电开关断开)时，电池包、预充开关、预充电容形成充电通道，预充电容开始进行充电。当预充开关断开、放电开关闭合后，预充电容、放电开关、放电电阻形成放电通道，预充电容释放储存的能量由放电电阻消耗。

还需说明的是，本领域技术人员可自行设置预充开关和预充电容的串联顺序，即，预充开关既可以设置在电池包正极与预充电容之间，也可设置在电池包负极与预充电容之间。类似地，本领域技术人员也可自行设置放电开关和放电电阻的串联顺序，即，放电开关既可以设置在预充电容正极与放电电阻之间，也可设置在预充电容负极与放电电阻之间。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的电池包的预充电测试电路在上述内容的基础上，每个预充电测试回路均还包括：

与预充电容并联的电压传感器，用于监测预充电容的电压，并将监测数据发送至控制模块101，以便控制模块101在根据监测数据判定充电结束后断开充电支路，并在判定放电结束后断开放电支路。

具体地，可对照参见图2，第一预充电测试回路中设置有预充开关s11、预充电容c11、电压传感器u11、放电开关s12、放电电阻r11；第二预充电测试回路中设置有预充开关s21、预充电容c21、电压传感器u21、放电开关s22、放电电阻r21；第三预充电测试回路中设置有预充开关s31、预充电容c31、电压传感器u31、放电开关s32、放电电阻r31。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的电池包的预充电测试电路在上述内容的基础上，控制模块101还用于：

在启动任一预充电测试回路的充电支路工作后，开启计时器进行充电计时，以便判断是否发生预充超时故障。

具体地，在每一次预充电开始后，控制模块101可自动计时，以便利用根据经验设置的常规充电用时，判断是否发生预充超时故障，以便运维人员及时排查故障，保障系统安全运行。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的电池包的预充电测试电路在上述内容的基础上，控制模块101具体用于：

在启动当前预充电测试回路的放电支路工作后，开启计时器进行放电计时；在达等待了预设的目标时长后，启动另一预充电测试回路的充电支路工作以开启下一次预充电测试。

具体的，如前所述，本申请可将两次预充电测试的时间间隔根据测试要求而适应性设定。即，本领域技术人员即可以在当前预充电测试电路的放电初始时刻启动另一预充电测试回路进行充电支路，也可以在等待放电进行了目标时长后再启动另一预充电测试回路进行充电支路。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的电池包的预充电测试电路在上述内容的基础上，还包括：

与控制模块101连接的报警模块，用于在控制模块101判定发生预充超时故障后，针对对应的预充电测试回路进行故障报警。

具体地，当判定发生预充电超时故障后，可利用报警模块以灯光、声音、文字显示等方式进行故障报警。

参见图3所示，本申请实施例公开了一种电池包的预充电测试方法，应用于如上的预充电测试电路中的控制模块，主要包括：

s201：启动当前预充电测试回路的充电支路进行充电。

s202：在充电完成后断开当前预充电测试回路的充电支路。

s203：判断当前已测试次数是否达到预设的目标测试次数；若否，则进入s204；若是，则进入s205。

s204：启动当前预充电测试回路的放电支路进行放电，并启动另一预充电测试回路的充电支路进行充电以开启下一次预充电测试。

s205：启动当前预充电测试回路的放电支路进行放电，并在放电完成后结束测试。

容易理解的是，在启动放电支路进行放电后，当放电结束时须再关闭放电支路以便恢复到默认状态。

可见，本申请所提供的电池包的预充电测试方法，基于多个预充电测试回路，可在当前预充电测试回路结束充电后的任意时刻开启另一预充电测试回路进行下一次预充电测试，使得两次预充电测试的时间间隔可根据不同测试要求而任意设定，甚至可以实现无间隔地接替测试，极大地提高了预充电测试效率，能够满足不同动力电池预充功能的能力验证，促进了新能源汽车行业的技术进步和推广应用。

关于上述电池包的预充电测试方法的具体内容，可参考前述关于电池包的预充电测试电路的详细介绍，这里就不再赘述。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的电池包的预充电测试方法在上述内容的基础上，每个预充电测试回路的充电支路均包括：串联在电池包两端的预充开关和预充电容；每个预充电测试回路的放电支路均包括：串联在预充电容两端的放电开关和放电电阻。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的电池包的预充电测试方法在上述内容的基础上，预充开关和放电开关均为控制端与控制模块连接的继电器。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的电池包的预充电测试方法在上述内容的基础上，每个预充电测试回路均还包括与预充电容并联的电压传感器，用于监测预充电容的电压；在充电完成后断开当前预充电测试回路的充电支路，包括：

基于实时接收的电压传感器的监测数据判断预充电容是否充电完成；

若是，则断开当前预充电测试回路的充电支路。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的电池包的预充电测试方法在上述内容的基础上，在启动任一预充电测试回路的充电支路工作后，还包括：

更新启动计时器进行充电计时，以便判断是否发生预充超时故障。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的电池包的预充电测试方法在上述内容的基础上，启动另一预充电测试回路的充电支路进行充电以开启下一次预充电测试，具体包括：

在启动当前预充电测试回路的放电支路工作后，开启计时器进行放电计时；在达等待了预设的目标时长后，启动另一预充电测试回路的充电支路工作以开启下一次预充电测试。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的电池包的预充电测试方法在上述内容的基础上，启动另一预充电测试回路的充电支路进行充电以开启下一次预充电测试，具体包括：

按照预设顺序依次循环选择不同的预充电测试回路的充电支路开启下一次预充电测试。

具体地，对于如图2所示的具有三个预充电测试回路的预充电测试电路，可按照第一、第二、第三预充电测试回路的顺序依次循环进行预充电测试。

在一个具体实施例中，其测试流程可具体包括如下步骤：

启动第一预充电测试回路：

a：首先闭合预充开关s11，断开放电开关s12，电池包开始对预充电容c11进行充电，电压传感器u11实时采集预充电容c11两端的电压；

b：预充开始后，控制模块自动开始计时，如果超过设定的常规充电时间，系统报出预充超时故障，试验停止，否则进入下一步；

c：预充电完成后，断开预充开关s11，闭合放电开关s12，预充电容c11通过放电电阻r11进行放电，同时进行下一步；

d：控制模块判断当前试验次数是否已经达到目标设定值，如果达到设定次数，则试验结束，否则进入下一步以启动第二预充电测试回路。

启动第二预充电测试回路：

e：首先闭合预充开关s21，断开放电开关s22，电池包开始对预充电容c21进行充电，电压传感器u21实时采集预充电容c21两端的电压；

f：预充开始后，控制模块自动开始计时，如果超过设定的常规充电时间，系统报出预充超时故障，试验停止，否则进入下一步；

g：预充电完成后，断开预充开关s21，闭合放电开关s22，预充电容c21通过放电电阻r21进行放电，同时进行下一步；

h：控制模块判断当前试验次数是否已经达到目标设定值，如果达到设定次数，则试验结束，否则进入下一步以启动第三预充电测试回路。

启动第三预充电测试回路：

i：首先闭合预充开关s31，断开放电开关s32，电池包开始对预充电容c31进行充电，电压传感器u31实时采集预充电容c31两端的电压；

j：预充开始后，控制模块自动开始计时，如果超过设定的常规充电时间，系统报出预充超时故障，试验停止，否则进入下一步；

k：预充电完成后，断开预充开关s31，闭合放电开关s32，预充电容c31通过放电电阻r31进行放电，同时进行下一步；

l：控制模块判断当前试验次数是否已经达到目标设定值，如果达到设定次数，则试验结束，否则重复进入a步骤以启动第一预充电测试回路。依次循环进行。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”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者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，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。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。