專利名稱：電池性能參數測量裝置及其測量方法
技術領域：
本發明涉及電池檢測領域，具體涉及一種電池性能參數測量裝置及其測量方法。
背景技術：
隨著不可再生能源的日益短缺，能源問題越來越引起人們的重視，綠色新能源產品將成為社會發展的必然趨勢。電動汽車作為一種新能源交通工具，正逐步發展起來。而眾所周知的是，電動汽車的主要能量來源是車載電池。目前，由于整個電池組(電池系統)是由一定數目的電池小包構成，每個電池小包由一定數目的單體電池組成。而每組電池小包之間，單體的電池之間又存在一定差異性，特性不完全一致。因此，在整個電池包裝車使用之前必須對其進行全面的性能參數(主要包括容量、電壓、內阻、不同溫度及不同電流下的充放電情況)測試，歸納出這些參數之間的對應關系，以完成與對應電池管理器的匹配。其中，為了測得電池的性能參數需要用不同倍率的電流給電池包不斷地進行充電一放電一充電過程，如此反復循環。目前一次充放電循環的實驗過程及方法為(1)手動將電池包連接至充電設備，充電至滿電態；(2)將電池包兩端從充電設備移接至放電負載(燈箱或者電阻)，以負載發熱的形式對電池包進行放電。此實驗方法的過程中存在以下兩個缺點(1)充電時需要人工手動將電池包連接至充電設備，充完電后又需要人工手動地從充電設備將電池的接線端拆下來轉接到放電負載。人工手動工序比較多，比較浪費時間；(2)充放電實驗過程中電池包的能量以散熱的形式被白白消耗掉，沒有得到充分利用。
發明內容
本發明為解決現有電池性能參數測量實驗需手工重復操作充放電工序，且現有測量實驗中放電時能量白白浪費的技術問題，提供了一種不需手工繁瑣操作且放電的能量能夠回饋到儲能設備的電池性能參數測量裝置。為解決上述技術問題，本發明提供了一種電池性能參數測量裝置，包括終端設備、 雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連。本發明還提供了一種電池性能參數測量方法，電池性能參數測量裝置包括終端設備、雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連，其中，測量方法包括以下步驟
步驟一終端設備接收充電命令或放電命令，當為充電命令時，執行步驟二，當為放電命令時，則執行步驟五；
步驟二 控制電源模塊通過雙向逆變器給待測電池充電，并控制數據采集模塊實時采集待測電池在充電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流；
步驟三當采集到待測電池的電壓達到待測電池的高壓保護值時，執行步驟四，否則繼續執行步驟二；
步驟四終端設備控制電源模塊停止通過雙向逆變器給待測電池充電，返回執行步驟
步驟五控制待測電池通過雙向逆變器放電，將該電能回饋給儲能設備，并控制數據采集模塊實時采集待測電池在放電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備中， 所述性能參數包括溫度、電壓和電流；
步驟六當采集到待測電池的電壓達到待測電池的低壓保護值時，執行步驟七，否則繼續執行步驟五；
步驟七終端設備控制待測電池停止通過雙向逆變器放電，返回執行步驟一。從本發明提供的技術方案可以看出，本發明通過包括終端設備、雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連，使得本發明的的電池性能參數測量裝置可以大大節省人工操作，而且待測電池的放電能量也被回收到儲能設備，節省了能源，從而避免了現有的電池性能參數測量帶來的人工繁瑣操作，且放電過程能源白白浪費了的弊端。
圖1為本發明電池性能參數測量裝置的實施例一結構框圖。圖2為本發明提供的電池性能參數測量方法的實施例一的流程圖。圖3為本發明提供的電池性能參數測量方法的實施例二的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。為解決現有電池性能參數測量實驗，當待測電池在充電時，需人工將待測電池與充電設備連接，而在待測電池放電時，又需人工將待測電池與放電負載連接，這樣重復幾次充放電，必定給人們帶來大量的繁瑣操作，并且現有電池性能參數測量的放電過程能源白白浪費了的技術問題，本發明提供了一種電池性能參數測量裝置，該裝置包括終端設備、雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連。本發明的電池性能參數測量裝置可以大大節省人工操作，而且待測電池在放電過程能量也能夠回收到儲能設備，從而避免了能量的白白浪費。為了使本領域技術人員更好地理解、實現本發明，以下通過具體實施例進行說明。圖1為本發明電池性能參數測量裝置的實施例一結構框圖，參閱圖1，電池性能參數測量裝置包括終端設備1、雙向逆變器4、電源模塊5、數據采集模塊2和儲能設備6，所述終端設備1與雙向逆變器4相連，所述終端設備1還通過數據采集模塊2與待測電池3相連，所述待測電池3通過雙向逆變器4分別與電源模塊5和儲能設備6相連。在具體實施中，終端設備1可為電腦，但不限于電腦，該終端設備1包括附有通信處理控制功能的通用計算機輸入輸出設備。在具體實施中，所述數據采集模塊2包括用于采集待測電池3溫度的溫度采集器和用于采集待測電池3的電壓和電流的電力計，當然還可以為其他器件，用來采集待測電池3的溫度、電壓和電流，例如，可以采用溫度傳感器采集待測電池3的溫度，采用電壓表采集待測電池3的電壓等等。在具體實施中，所述電源模塊5可為太陽能儲能設備，當然，還可為其他能夠為待測電池3供電的能源模塊。在具體實施中，所述儲能設備6可為電網，當然，還可以為其他能夠儲存電能的設備。本發明在上述實施例(包括電池性能參數測量裝置實施例一以及在其基礎上擴展的實施例)的基礎上進行了進一步改進，增加了一恒溫設備，所述待測電池3置于該恒溫設備里。這樣可將待測電池3置于恒溫設備進行其性能參數的測量，上述恒溫設備的溫度可根據實驗人員的需要任意設定，這樣便可獲取待測電池3在不同溫度下的性能參數(待測電池3在不同溫度下，其性能參數是不同的)，因此可以使我們對待測電池3性能參數測量的實驗做的更準確、更全面，從而避免了現有電池性能參數測量，僅僅局限于測量待測電池 3在常溫下或室溫下的性能參數，即測量不夠精確的弊端。圖2為本發明提供的電池性能參數測量方法的實施例一的流程圖，參閱圖2，電池性能參數測量方法包括以下步驟
步驟21 終端設備1接收到充電命令或放電命令，當為充電命令時，執行步驟22，當為放電命令時，則執行步驟25;
在具體實施中，由于待測電池3的荷電狀態(簡稱S0C，是指電池的剩余容量與其完全充電的總容量的比值)的不同，即電池可能已充滿電(即完全充電)，也可能電池的剩余容量為0，針對這兩種不同情況，可分別選擇向終端設備1發送相應的命令，即當待測電池3已充滿時，向終端設備1發送放電命令，而當待測電池3的剩余容量為0時，向終端設備1發送充電命令。另外，在此需說明的是，本發明為了準確測量電池的性能參數，可對同一待測電池 3做多次充放電，因此需向終端設備1發送多次充放電命令，其中，充放電的次數可由實驗人員根據實驗的要求以及實驗的工作量綜合考慮決定。步驟22 控制電源模塊5通過雙向逆變器4給待測電池3充電，并控制數據采集模塊2實時采集待測電池3在充電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備1中， 所述性能參數包括溫度、電壓和電流；
步驟23 當采集到的待測電池3的電壓達到待測電池3的高壓保護值時，執行步驟M， 否則繼續執行步驟22 ；
步驟M 終端設備1控制電源模塊5停止通過雙向逆變器4給待測電池3充電，返回執行步驟21 ；
步驟25 控制待測電池3通過雙向逆變器4放電，將該電能回饋給儲能設備6，并控制數據采集模塊2實時采集待測電池3在放電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備1中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流；
步驟沈當采集到的待測電池3的電壓達到待測電池3的低壓保護值時，執行步驟27， 否則繼續執行步驟25 ；
步驟27 終端設備1控制待測電池3停止通過雙向逆變器4放電，返回執行步驟21。在具體實施中，溫度保護值是指電池的溫度保護值，當電池的溫度超過這一溫度保護值，則導致電池損壞；高壓保護值是指電池充電時的電壓保護值，當電壓超過這一電壓保護值時，導致電池充爆損壞；低壓保護值是指電池放電時的電壓保護值，當電壓超過這一電壓保護值時，導致電池損壞。在具體實施中，所述性能參數除了包括溫度、電壓和電流外，還可包括容量、內阻等等，由于性能參數的定義是本領域技術人員已知的技術名詞，因此在此不做詳細描述。從本實施例可以看出，當終端設備1接收到充電命令時，控制電源模塊5通過雙向逆變器4給待測電池3充電，并控制數據采集模塊2實時采集待測電池3在充電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備1中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流；當采集到待測電池3的電壓達到待測電池3的高壓保護值時，終端設備1控制電源模塊5停止通過雙向逆變器4給待測電池3充電；而當終端設備1接收到放電命令時，控制待測電池 3通過雙向逆變器4放電，將該電能回饋給儲能設備6，并控制數據采集模塊2實時采集待測電池3在放電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備1中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流，當采集到待測電池3的電壓達到待測電池3的低壓保護值時，終端設備1控制待測電池3停止通過雙向逆變器4放電，這樣待測電池3在充放電過程中，其位置以及與其連接的器件不需要重新更換，從而避免了人工的繁瑣操作，而且，待測電池3放電的能量通過雙向逆變器4回饋給儲能設備6，從而很好地利用了能量，避免了能量的浪費。圖3為本發明提供的電池性能參數測量方法的實施例二的流程圖，參閱圖3，該實施例的方法包括以下步驟
步驟31 終端設備1接收到充電命令或放電命令，當為充電命令時，執行步驟32，當為放電命令時，則執行步驟37;
步驟32 控制電源模塊5通過雙向逆變器4給待測電池3充電，并控制數據采集模塊 2實時采集待測電池3在充電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備1中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流；
步驟33 當采集到的溫度超過第一預設值或采集到的電壓超過第二預設值時，執行步驟34，否則繼續執行步驟32 ；
步驟34 終端設備1控制電源模塊5通過雙向逆變器4給待測電池3充電的電流逐漸減小；
步驟35 當采集到的待測電池3的電壓達到待測電池3的高壓保護值時，執行步驟36， 否則繼續執行步驟34 ；
步驟36 終端設備1控制電源模塊5停止通過雙向逆變器4給待測電池3充電，返回執行步驟31 ；
步驟37 控制待測電池3通過雙向逆變器4放電，將該電能回饋給儲能設備6，并控制數據采集模塊2實時采集待測電池3在放電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備1中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流；步驟38 當采集到待測電池3的溫度超過第一預設值或采集到待測電池3的電壓超過第三預設值時，執行步驟39，否則繼續執行步驟37 ；
步驟39 終端設備1控制待測電池3通過雙向逆變器4放電的電流逐漸減小； 步驟40 當采集到的待測電池3的電壓達到待測電池3的低壓保護值時，執行步驟41， 否則繼續執行步驟39 ；
步驟41 終端設備1控制待測電池3停止通過雙向逆變器4放電，返回執行步驟31。在本實施例中，第一預設值優選為待測電池3溫度保護值的75% 85%，所述第二預設值優選為待測電池3高壓保護值的90% 95%，所述第三預設值為待測電池3低壓保護值的110% 120%。本實施例與電池性能參數測量方法實施例一大部分相同，不同點在于在待測電池3充電過程中，當采集到待測電池3的溫度超過第一預設值或采集到待測電池3的電壓超過第二預設值時，終端設備1控制電源模塊5通過雙向逆變器4給待測電池3充電的電流逐漸減小；在待測電池3放電過程中，當采集到待測電池3的溫度超過第一預設值或采集到待測電池3的電壓超過第三預設值時，終端設備1控制待測電池3通過雙向逆變器4放電的電流逐漸減小。這樣的目的是，避免待測電池3在接近充滿電以及放完電時，電流過大， 給待測電池3帶來很大沖擊的弊端，因此本實施例可以更好地延長了待測電池3的使用壽命。作為本發明的進一步優選方案，可在電池性能參數測量方法實施例一和電池性能參數測量方法實施例二的基礎上作進一步改進，即在待測電池3充電過程中，增加一個步驟，當采集到待測電池3的電壓達到待測電池3的溫度保護值時，終端設備1控制電源模塊 5停止通過雙向逆變器4給待測電池3充電，并結束流程；在待測電池3放電過程中，也增加一個步驟，當采集到待測電池3的電壓達到待測電池3的溫度保護值時，終端設備1控制待測電池3停止通過雙向逆變器4放電，并結束流程。該優選方案的目的是，當待測電池3 異常時，終端設備1可主動停止待測電池3充放電，結束該待測電池3的測量，從而避免異常電池溫度猛增，發生故障。在此需說明的是，當待測電池3在充電或放電過程中，沒有出現上述情況(如待測電池3的電壓達到待測電池3的溫度保護值)時，本優選方案則仍然按照本優選方案改進前的電池性能參數測量方法實施例一和電池性能參數測量方法實施例二方案執行。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種電池性能參數測量裝置，其特征在于，包括終端設備、雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連。
2.根據權利要求1所述的電池性能參數測量裝置，其特征在于，還包括恒溫設備，所述待測電池置于恒溫設備里。
3.根據權利要求1或2所述的電池性能參數測量裝置，其特征在于，所述數據采集模塊包括用于采集待測電池溫度的溫度采集器和用于采集待測電池的電壓和電流的電力計。
4.一種電池性能參數測量方法，電池性能參數測量裝置包括終端設備、雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連，其中，測量方法包括以下步驟步驟一終端設備接收充電命令或放電命令，當為充電命令時，執行步驟二，當為放電命令時，則執行步驟五；步驟二 控制電源模塊通過雙向逆變器給待測電池充電，并控制數據采集模塊實時采集待測電池在充電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備中，所述性能參數包括溫度、電壓和電流；步驟三當采集到待測電池的電壓達到待測電池的高壓保護值時，執行步驟四，否則繼續執行步驟二；步驟四終端設備控制電源模塊停止通過雙向逆變器給待測電池充電，返回執行步驟 步驟五控制待測電池通過雙向逆變器放電，將該電能回饋給儲能設備，并控制數據采集模塊實時采集待測電池在放電過程中的性能參數，并將該性能參數存儲到終端設備中， 所述性能參數包括溫度、電壓和電流；步驟六當采集到待測電池的電壓達到待測電池的低壓保護值時，執行步驟七，否則繼續執行步驟五；步驟七終端設備控制待測電池停止通過雙向逆變器放電，返回執行步驟一。
5.根據權利要求4所述的電池性能參數測量方法，其特征在于，步驟二之后進一步包括，當采集到待測電池的溫度超過第一預設值或采集到待測電池的電壓超過第二預設值時，終端設備控制電源模塊通過雙向逆變器給待測電池充電的電流逐漸減小。
6.根據權利要求5所述的電池性能參數測量方法，其特征在于，所述第一預設值為待測電池溫度保護值的75% 85%，所述第二預設值為待測電池高壓保護值的90% 95%。
7.根據權利要求4所述的電池性能參數測量方法，其特征在于，步驟五之后進一步包括，當采集到待測電池的溫度超過第一預設值或采集到待測電池的電壓超過第三預設值時，終端設備控制電待測電池通過雙向逆變器放電的電流逐漸減小。
8.根據權利要求7所述的電池性能參數測量方法，其特征在于，所述第三預設值為待測電池低壓保護值的110% 120%。
9.根據權利要求4至7任一項所述的電池性能參數測量方法，其特征在于還包括，在待測電池在充電過程中，當采集到待測電池的電壓達到待測電池的溫度保護值時，終端設備控制電源模塊停止通過雙向逆變器給待測電池充電，并結束流程，和/或在待測電池放電過程中，當采集到待測電池的電壓達到待測電池的溫度保護值時，終端設備控制待測電池停止通過雙向逆變器放電，并結束流程。
10.根據權利要求4至7任一項所述的電池性能參數測量方法，其特征在于，所述數據采集模塊包括溫度采集器和電力計，所述溫度采集器用于采集待測電池在充電或放電過程中的溫度，所述電力計用于采集待測電池在充電或放電過程中的電壓和電流。
全文摘要
一種電池性能參數測量裝置包括終端設備、雙向逆變器、電源模塊、數據采集模塊和儲能設備，所述終端設備與雙向逆變器相連，所述終端設備還通過數據采集模塊與待測電池相連，所述待測電池通過雙向逆變器分別與電源模塊和儲能設備相連。克服了現有電池性能參數測量，在多次充放電工序，需要人工多次在充電時將待測電池與充電設備連接，而在放電時，又需人工將待測電池與放電負載連接，并且待測電池在放電過程能源白白浪費了的弊端。本發明的的電池性能參數測量裝置大大節省人工操作，而且待測電池的放電能量也能夠回收到儲能設備，節省了能源。
文檔編號G01R31/36GK102478631SQ201010560588
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者張俊, 張建華, 李淑萍, 武振杰, 沈曉峰 申請人:比亞迪股份有限公司