一种电池充放电设备校准工装系统的制作方法

一种电池充放电设备校准工装系统
【技术领域】
1.本发明涉及电池充放电的技术领域，尤其是涉及一种电池充放电设备校准工装系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的快速发展，越来越多的车企加入到新能源汽车市场当中，同时在政策的支持下，新能源汽车大幅增加，进而促使锂离子动力电池进入快速发展时期。而电池在生产过程中，需要采用电池充放电设备对电池进行充放电，让实现对电池的化成分容而激活电池。目前，为确保电池充放电设备的电压、电流的精度满足要求，需要定期对其进行校准。
3.而现有用于电池充放电的校准，一般将需要校正的电池充放电设备上的通道，即电池充放电设备上用于给接电池的通道直接接入校正工装，并通过外接电阻箱作为负载消耗校正通道上的电能，以便于获取校正通道的电流、电压，当校正通道上的电流、电压不符合要求，则通过电池充放电设备调整输出的电压以实现对校正通道上电压、电流上的校正。此方式，需要外接电阻箱，容易造成电池充放电设备的校准工装的体积大且损耗资源大，增加电池充放电设备的校正成本。
4.因此，现有技术有待改进和发展。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电池充放电设备校准工装系统，用于解决现有电池充放电设备的校准工装需要外接电阻箱导致工装体积大且损耗资源大而增加校正成本的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一方面，本发明提供了一种电池充放电设备校准工装系统，包括：上位机，与电池充放电设备、上位机通讯连接的中位机，与中位机电连接的控制器，与中位机通讯连接的万用表、可调电源，与万用表电连接的电流采样模块，以及多个分别与电流采样模块、可调电源、万用表电连接的对接端口；
8.每一所述对接端口与可调电源之间设置有第一开关，所述对接端口用于连接电池充放电设备上的电池充放电通道，所述万用表将电流采样模块反馈的数值和万用表自身采集的数值反馈给中位机；所述中位机获取电池充放电设备中电池充放电通道上的电流和电压，并将该电流和电压与万用表所反馈的数值比对后生成校准参数反馈给电池充放电设备。
9.进一步的，在校准电流或电压时，电池充放电设备上当前校准通道上的电流和电压依次经对接端口、电流采样模块、对接端口流至电池充放电设备上未校准通道上，或者电池充放电设备上未校准通道上的电流和电压依次经对接端口、电流采样模块、对接端口流至电池充放电设备上当前校准通道上。
10.进一步的，所述万用表分别与对接端口、电流采样模块之间设置有第二开关和第三开关。
11.进一步的，所述电流采样模块与对接端口之间设置有熔断器。
12.另一方面，本发明还提供了一种如上述所述的电池充放电设备校准工装系统的电流校准方法，包括步骤：
13.s1、通过上位机选择校正电流，选择当前校准通道，预设当前校准通道的校准电流；
14.s6、电池充放电设备根据中位机的指令给中位机反馈当前校准通道的第一电流以及未校准通道的第二电流，第一电流与第二电流的大小相同；
15.s7、中位机通过控制器控制第三开关闭合，电流采样模块采集进入当前校准通道或当前校准通道输出的第三电流并将第三电流经万用表反馈给中位机；
16.s8、中位机判断第三电流是否在第一电流的误差值内，若否，中位机则根据第三电流与第一电流之间的误差生成第一校准参数并将第一校准参数反馈给电池充放电设备，电池充放电设备根据第一校准参数调整第一电流，并重复步骤s6，至第三电流位于第一电流的误差内，完成当前校准通道的电流校准。
17.进一步的，当校准电流大于预设分段电流时，将校准电流划分为多个校准预设值；并在电流校准时，根据由小到大校准预设值的顺序从步骤s6开始校准，并在完成一个校准预设值的电流校准时自步骤s6开始进入下一校准预设值的电流校准，直至多个校准预设值全部校准完成，则完成当前校准通道的电流校准。
18.进一步的，所述电流校准方法在步骤s1之后，还包括步骤：
19.s2、中位机接收上位机的指令，控制可调电源输出预设电压，并根据控制器分别控制对接端口与当前校准通道连接的第一开关和第二开关闭合，与当前校准通道连接的对接端口上的第一电压并反馈给中位机，中位机判断第一电压是否在预设电压的误差内；
20.s3、若是，则分别断开与当前校准通道连接的第一开关和第二开关，同时闭合未校准对接端口连接的第一开关、第二开关，中位机根据万用表获取未校准通道上的第二电压并判断第二电压是否在预设电压的误差内；
21.s4、若第二电压位于预设电压的误差内，中位机则分别获取电池充放电设备所检测的当前校准通道与未校准通道上的第三电压和第四电压，并判断第三电压是否在第一电压的误差值内，以及判断第四电压是否在第二电压的误差值内；
22.s5、若第三电压位于第一电压的误差内，以及第四电压位于第二电压的误差内，中位机则给电池充放电设备发送自检指令，电池充放电设备自检并将自检结果反馈给中位机。
23.在一方面，本发明还提供了一种如上述所述的电池充放电设备校准工装系统的电压校准方法，包括步骤：
24.s11、通过上位机选择校正电压，选择当前校准通道，预设当前校准通道上的校准电压；
25.s12、中位机根据上位机的指令，控制可调电源输出校准电压，通过控制器分别对接端口与当前校准通道连接的第一开关、第二开关闭合，万用表获取当前校准通道上的第五电压并反馈给中位机；
26.s14、电池充放电设备根据中位机的指令将当前校准通道上的第六电压反馈给中位机；
27.s15、中位机获取万用表所读取与当前校准通道连接的对接端口上的第七电压，并判断第七电压是否在第六电压的误差值内；
28.s16、若否，中位机则将第七电压与第六电压之间的误差生成第二校准参数反馈给电池充放电设备，电池充放电设备根据第二校准参数调整第六电压，并重复步骤s14，直至第七电压位于第六电压的误差值内，完成当前校准通道的电压校准。
29.进一步的，当校准电压大于预设分段电压时，将校准电压划分为多个电压值；在电压校准时，根据从小到大电压值的顺序自步骤开始校准，并在完成一个电压值的电压校准时从s14开始进入下一电压值的电压校准，直至多个电压值全部校准完成，则完成当前校准通道的电压校准。
30.进一步的，所述电压校准方法在步骤s12之后，还包括步骤：
31.s13、中位机判断第五电压是否在预设电压的误差内，若是，则执行步骤s14。
32.本发明的有益效果在于：相较于现有技术，本发明通过设置多个对接端口，且每一对接端口对接一个电池充放电设备上的一个电池充放电通道，且利用每一对接端口具与电流采样模块连接，进而可让进入一对接端口的电流经电流采样模块流向另一对接端口，以此可提高电能的利用率，减小电量的损耗，起到节约资源作用，降低电池充放电设备的校准成本，且无需外接电池箱，可有效减少校准工装系统的占地面积。
【附图说明】
33.图1为本发明校准工装系统与电池充放电设备通讯的示意图。
34.图2为本发明校准工装系统的结构图。
35.图3为本发明校准工装系统与电池充放电设备连接的示意图。
36.图4为本发明校准工装系统的电流校准的流程图。
37.图5为本发明校准工装系统的电压校准的流程图。
【具体实施方式】
38.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
39.请参照附图1
‑
5，本发明实施例中的一种电池充放电设备校准工装系统1以及电流、电压的校准方法。
40.该电池充放电设备校准工装系统1包括：上位机22，与电池充放电设备2、上位机22通讯连接的中位机12，与中位机12电连接的控制器11，分别与中位机12通讯连接的万用表15、可调电源14，与万用表15电连接的电流采样模块20，以及多个分别与电流采样模块20、可调电源14、万用表15电连接的对接端口21。每一对接端口21与可调电源14之间设置有第一开关16，对接端口21用于连接电池充放电设备2上的电池充放电通道，万用表15将电流采样模块20反馈的数值和万用表15自身采集的数值反馈给中位机12。中位机12获取电池充放电设备2中电池充放电通道上的电流和电压，并将该电流和电压与万用表15所反馈的数值比对后生成校准参数反馈给电池充放电设备2。
41.其中，在电池充放电设备2中，一个电池充放电通道为当前校准通道，其余电池充
放电通道为未校准通道。在对接端口21中，与当前校准通道连接的对接端口21为当前校准对接通道，与未校准通道连接的对接端口21为未校准对接通道。
42.本发明通过设置多个对接端口21，且每一对接端口21对接一个电池充放电设备2上的一个电池充放电通道，且利用每一对接端口21具与电流采样模块20连接，进而可让进入一对接端口21的电流经电流采样模块20流向另一对接端口21，减小电量的损耗，解决现有校准工装需外接一电阻箱作为负载消耗电能，起到节约资源作用，且可有效减小电池充放电设备2的校准成本，并且减少校准工装系统1的占地面积。
43.具体的，在本发明校准工装系统1配合电池充放电设备2使用进行电流或电压校正时，电池充放电设备2上当前校准通道上的电流、电压依次经对接端口21、电流采样模块20、对接端口21流至电池充放电设备2上未校准通道上，或者电池充放电设备2上未校准通道上的电流依次经对接端口21、电流采样模块20、对接端口21流至电池充放电设备2上当前校准通道上。即一个通道放电，一个通道充电，可有效提高电能的利用率，在电池充放电设备2校准时减小电量的损耗，起到节约资源作用，减小校准成本，并减少校准工装系统1的占地面积。
44.并且，通过可调电源14，可给电池充放电设备2提供一个模拟电池电压，进而，在电流校准时，可让电池充放电设备2中场效应管上的pwm占空比较大，让电池充放电设备2可输出较大的功率以及较为稳定的电流，提高电流的校准效率。若去除可调电源14，一个通道放电、另一通道充电时，电池充放电设备2上电池充放电通道上的电压较低，电池充放电设备2中场效应管上的pwm占空较小且有波动，导致电流输出有波动，不利于电流的校准。另外，可调电源14可根据校准的电压不同输出不同的电压，以便于电压校准。
45.为便于本发明使用时，中位机12在需要时可通过万用表15获取对接端口21、电流采样模块20的电压，万用表15分别与对接端口21、电流采样模块20之间设置有第二开关18和第三开关17。
46.在一实施例中，为了在当前校准通道或未校准通道上的电流出现异常时保护本发明校准工装系统1不受影响，电流采样模块20与对接端口21之间设置有熔断器19。
47.在一实施例中，上位机22可为计算机、手机等移动终端中的一种，具体的中位机12上设置有通讯模块(图中未出示)，通过通讯模块可与上位机22通讯连接。其中，通讯模块为wi f i模块、3g模块、4g模块、5g模块等射频模块。另外，中位机12还可直接通过网线与上位机22连接，在此不作限定。
48.在一实施例中，为了便于本发明校准工装系统1的操作，中位机12还通讯连接有显示单元13。具体的，显示单元13可为显示屏或触摸显示屏。
49.在上述实施例中，控制器11可为驱动模块，用于控制第一开关16、第二开关18、第三开关17闭合或断开。万用表15为6位半电压表；电流采样模块20为分流器或霍尔器，用与采集电流并将电流信号转化为电压信号；第一开关16、第二开关18、第三开关17优选选用继电器，因继电器具有隔离两端电压的作用，可成本相对较低。另外，第一开关16、第二开关18、第三开关17还可为接触器等，在此不作限定。且具体的，对接端口21包括正极端和负极端，且分别对接电池充放电设备2上电池充放电通道的正、负极。
50.如图2，对接端口21有两个，且分别为ch1和ch2，ch2的正极端经电流采样模块20、熔断器19连接ch1，且ch1和ch2与可调电源14、万用表15之间均分通过第一开关16、第二开
关18连接。
51.根据上述实施例的校准工装系统1，现配合电池充放电设备2对电流的校准方法进行如下说明。
52.具体的，请参照附图4，该电流校准方法包括如下步骤：
53.s1、通过上位机22选择校正类型，如需要对电流进行校准，即在上位机22上选择校准电流。在选择当前校准通道，以及预设当前校准通道的校准电流。
54.s2、中位机12接收上位机22的指令，并控制可调电源14输出预设电压，并根据控制器11分别控制被校准对接端口21与可调电源14、万用表15之间连接的第一开关16、第二开关18闭合(即根据控制器11分别控制对接端口21与当前校准通道连接的第一开关16和第二开关18闭合)，万用表15检测与当前校准通道连接的对接端口21(即当前校准对接端口21)上的第一电压并反馈给中位机12，中位机12判断第一电压是否在预设电压的误差内。
55.具体的，如图2所述，选择对接端口21(ch1)所对接的电池充放电通道为当前校准通道，对接端口21(ch2)所对接的电池充放电通道为即为未校准通道。可调电源14输出的预设电压为400v，预设电压的误差为400
±
5v，即判断第一电压是否位于400
±
5v之间。
56.s3、若第一电压不处于预设电压的误差内，即第一电压不处于400
±
5v内，则重复步骤s2，以防止第一开关16、第二开关18及可调电源14未正常工作。
57.若判断第一电压位于预设电压的误差内，即第一电压处于400
±
5v内，则分别断开与当前校准通道连接的第一开关16和第二开关18，同时分别闭合与未校准对接端口21连接的第一开关16、第二开关18，中位机12根据万用表15获取未校准对接端口21(未校准通道)上的第二电压并判断第二电压是否在预设电压的误差内。
58.s4、若判断第二电压不处于预设电压的误差内，即第二电压不处于400
±
5v内，则重复步骤s2，以防止第一开关16、第二开关18及可调电源14未正常工作。
59.若第二电压位于预设电压的误差内，即第二电压处于400
±
5v内，中位机12则分别获取电池充放电设备2所检测的当前校准通道、未校准通道上的第三电压、第四电压，并判断第三电压是否在第一电压的误差值内，以及判断第四电压是否在第二电压的误差内；
60.s5、若第三电压不位于第一电压的误差内、第四电压不位于第二电压的误差内，则对接端口21与电池充放电设备2上电池充放电通道之间可能对接存在问题或电池充放电设备2中检测电池充放电通道电压的设备可能存在问题等，以此，可经中位机12与上位机22通讯提醒用户出现异常。
61.若第三电压位于第一电压的误差内，第四电压位于第二电压的误差内，则证明对接端口21与电池充放电设备2上电池充放电通道之间正常对接或电池充放电设备2中检测电池充放电通道电压的设备正常工作。基于此，中位机12则给电池充放电设备2发送自检指令，电池充放电设备2自检并将自检结果反馈给中位机12。自检结果包括电池充放电设备2各种电压和电流的采样、各项通讯正常以及无警告警告信息等，目的是确保电池充放电设备2可正常开机和工作，并与中位机12通讯，以方便准确测试电流等。
62.具体的，第一电压的误差和第二电压的误差均在5v以内。
63.s6、电池充放电设备2开机，并根据中位机12的指令给中位机12反馈当前校准通道的第一电流以及未校准通道的第二电流，第一电流与第二电流的大小相同。
64.利用第一电流与第二电流的大小相同，可让当前校准通道输出的电流全部流入未
校准通道，以实现起到节约资源作用。
65.s7、中位机12通过控制器11控制第三开关17闭合，电流采样模块20采集进入当前校准通道或当前校准通道输出的第三电流并将第三电流经万用表15反馈给中位机12；
66.s8、中位机12判断第三电流是否在第一电流的误差值内，若第三电流位于第一电流的误差值内，则默认当前校准通道无需校准，而进入下一待校准的电池充放电通道。
67.若第三电流不位于第一电流的误差值内，中位机12则根据第三电流与第一电流之间的误差生成第一校准参数并将第一校准参数反馈给电池充放电设备2，电池充放电设备2根据第一校准参数调整第一电流，并重复步骤s6，至第三电流位于第一电流的误差内，完成当前校准通道的电流校准。
68.在此需要说明的是，这里的第一电流与第二电流，分别是电池充放电设备2所设定当前校准通道与未校准通道上的电流，并且是电池充放电设备2自认为第一电流与第二电流的大小与校准电流的大小相同，而当前校准通道上的实际电流是采集电流模块所采集的第三电流，通过让第三电流与第一电流比较，即是让第三电流与校准电流进行比较，以实现在反复执行步骤s6、s7、s8，而让第三电流位于校准电流的误差之间。
69.在一实施例中，校准电流的误差为0.05％fs+0.05％rd。
70.在上述电流校准中，当校准电流大于预设分段电流时，将校准电流划分为多个校准预设值；并在电流校准时，根据由小到大校准预设值的顺序从步骤s6开始校准，并在完成一个校准预设值的电流校准时从步骤s6开始进入下一校准预设值的电流校准，直至多个校准预设值全部校准完成，则完成当前校准通道的电流校准。
71.假设校准电流为50a，而预设分段电流为25a，则将校准电流分为25a以及50a的校准预设值。此时，在步骤s1中，虽然预设当前校准通道的校准电流为50a，但是中位机12是默认第一个校准电流(校准预设值)为25a，并将采集的第三电流与第一电流25a进行比较，至第三电流位于第一电流的误差内，完成第一阶段的电流校准。之后，中位机12在以50a为校准电流，并采集的第三电流与第一电流50a进行比较，至第三电流位于第一电流的误差内，完成第二阶段的电流校准，即多个校准预设值全部校准完成，则完成当前校准通道的电流校准。依次类推，当校准电流较大时，可分段进行电流校准，可让本发明适用与大功率的电池充放电通道的校准，解决因不同电压等级导致现有校准工装系统1无法兼容的问题。
72.另外，根据上述实施例的校准工装系统1，现配合电池充放电设备2对电流的校准方法进行如下说明。
73.具体的，请参照附图5，该电压校准方法包括如下步骤：
74.s11、通过上位机22选择校正类型，如需要对电压进行校准。即在上位机22选择校正电压，再选择当前校准通道，以及预设当前校准通道的校准电压。
75.s12、中位机12根据上位机22的指令，控制可调电源14输出校准电压，通过控制器11分别控制对接端口21与当前校准通道(当前校准对接端口21)连接的第一开关16、第二开关18闭合，万用表15获取当前校准通道上的第五电压并反馈给中位机12；
76.s13、中位机12判断第五电压是否在预设电压的误差内；若第五电压未在预设电压的误差内，则重复步骤s12，以防止第一开关16、第二开关18及可调电源14未正常工作。
77.s14、若第五电压在预设电压的误差内，电池充放电设备2根据中位机12的指令将当前校准通道上的第六电压反馈给中位机12。
78.s15、中位机12获取万用表15所读取与当前校准通道连接的对接端口21上的第七电压，并判断第七电压是否在第六电压的误差值内。
79.s16、若第七电压在第六电压的误差内，则默认当前校准通道的电压无需校准，而进入下一待校准的电池充放电通道。
80.若第七电压未在第六电压的误差内，中位机12则将第七电压与第六电压之间的误差生成第二校准参数反馈给电池充放电设备2，电池充放电设备2根据第二校准参数调整第六电压，并重复步骤s14，直至第七电压位于第六电压的误差值内，以完成当前校准通道的电压校准。
81.在此需要说明的是，这里的第六电压是电池充放电设备2所设定当前校准通道上的电压，并且是电池充放电设备2自认为第六电压大小与校准电压的大小相同，而当前校准通道上的实际电压是万用表15所采集的第七电压，通过让第七电压与第六电流比较，即是让第七电流与校准电压进行比较，以实现在反复执行步骤s14、s15、s16，而让第七电压位于校准电压的误差之间。
82.在一实施例中，校准电压的误差为0.05％fs+0.05％rd。
83.在上述电流校准中，当校准电压大于预设分段电压时，将校准电压划分为多个电压值。在电压校准时，根据从小到大电压值的顺序自步骤开始校准，并在完成一个电压值的电压校准时从s14开始进入下一电压值的电压校准，直至多个电压值全部校准完成，则完成当前校准通道的电压校准。
84.假设校准电压为500v，而电压值为250v，则将校准电压划分为250v以及500v的电压值。此时，在步骤s11中，虽然预设当前校准通道的校准电压为500v，但是中位机12是默认第一个校准电压(电压值)为250v，并将采集的第七电压与第六电压250v进行比较，至第七电压位于第六电压的误差内，完成第一阶段的电压校准。之后，中位机12在以500v为校准电压，并将采集的第七电压与第六电压500v进行比较，至第七电压位于第六电压的误差内，完成第二阶段的电压校准。即多个电压值以以此递增的方式全部校准完成，则完成当前校准通道的电压校准。依次类推，让校准电压较大时，可分段进行电压校准，可让本发明适用与大功率的电池充放电通道的校准，解决因不同电压等级导致现有校准工装系统1无法兼容的问题。
85.以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，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，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。