CN114280486B - 负电压电池测试仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池正负电压充放电测试方法，采用充放电测试仪对电池进行充放电测试，所述方法包括：充电测试模式和放电测试模式；充电模式下，通过充放电测试仪对电池进行充电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池充电，电池进行充电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充电；放电模式下，通过充放电测试仪对电池进行放电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池放电，电池进行放电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续放电。实现同时满足电池正负电压充放电测试，以提高电池的测试准确性。

Description

负电压电池测试仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种负电压电池测试仪及其使用方法。

背景技术

随着新能源行业的高速发展，电池技术的不断突破，各种新型电池也不断发展进步。而电池在制造完成后，还需要对电池进行充放电测试。常规的电池在测试过程中，通过充放电设备进行电池充放电测试。通常的电池测试设备仅能对电池进行正电压充放电，而为了满足负电压充放电的要求，中国专利公开号CN 109474048 A公开了一种含负电压的动力电池充电及性能检测设备，通过配置负电压电源来实现负电压充电测试。如何设计一种能够同时满足正负电压充放电测试的技术是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种负电压电池测试仪及其使用方法，实现同时满足正负电压充放电测试，以提高电池的测试准确性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种电池正负电压充放电测试方法，采用充放电测试仪对电池进行充放电测试，所述方法包括：充电测试模式和放电测试模式；

充电模式下，通过充放电测试仪对电池进行充电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池充电，电池进行充电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充电.

放电模式下，通过充放电测试仪对电池进行放电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池放电，电池进行放电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续放电。

进一步的，所述充放电测试仪包括供电电源、充电变换器、放电变换器和测试工装；所述测试工装包括功率控制器、充电切换开关、充电二极管、放电切换开关和放电二极管；所述充电变换器和所述放电变换器分别与所述供电电源连接，所述测试工装具有第一连接头和第二连接头；

所述充电变换器的第一电极、所述充电切换开关、所述功率控制器、所述充电二极管和所述第一连接头依次连接，所述充电变换器的第二电极和所述第二连接头连接；

所述放电变换器的第一电极、所述放电切换开关、所述功率控制器、所述放电二极管和所述第一连接头依次连接，所述放电变换器的第二电极和所述第二连接头连接；

所述放电二极管并联在串联在一起的所述功率控制器和所述充电二极管上。

进一步的，所述功率控制器的实时电压为Ur，所述充电切换开关与充电二极管电压之和以及放电切换开关与放电二极管电压之和均为Us，所述充电变换器和所述放电变换器的电压均为Ud，待测试电池的实时电压为Ub，所述功率控制器的最低工作电压为U1，待测试电池的额定正电压为U2，待测试电池的额定负电压为U3。

进一步的，所述充电模式下Ub+Ur+Us-Ud =0，根据公式Ur=Ud-Ub-Us，此时功率控制器的工作电压Ur≧U1，即Ud-Ub-Us≧U1。随着电池电压Ub的变化（U2≧0或U3＜0），充电切换开关与充电二极管电压之和Us为器件压降，此时功率控制器的工作电压取Ur= Ud- U2-Us时电压值最低，即调整Ud的值满足Ud-U2-Us≧U1即可实现电池正负电压充电。

进一步的，所述放电模式下Ub-Ur+Ud-Us =0，根据公式Ur=Ud+Ub-Us，此时功率控制器的工作电压Ur≧U1，即Ud+Ub-Us≧U1。随着电池电压Ub的变化（U2≧0或U3＜0），放电切换开关与放电二极管电压之和Us为器件压降，此时功率控制器的工作电压取Ur= Ud+ U3-Us时电压值最低，即调整Ud的值满足Ud+U3-Us≧U1即可实现电池正负电压放电。

进一步的，所述供电电源与所述充电变换器之间设置有充电变压器。

进一步的，所述供电电源与所述放电变换器之间设置有放电变压器。

进一步的，所述负电压电池测试仪包括多个所述测试工装，多个所述测试工装并联设置。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过测试仪在负电压充放电时，电池的极性在零点前后是完全相反的，即正电压时的正是负电压的负，正电压的负是负电压的正，通过测试仪对电池极性的自动检测，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充放电，来实现电池无论处于什么状态下测试仪都能无缝连续充放电。

附图说明

图1为本发明电池充放电测试仪的电路原理图。

附图标记：

供电电源1、充电变换器2、放电变换器3、测试工装4、功率控制器41、充电切换开关42、充电二极管43、放电切换开关44、放电二极管45、第一连接头401、第二连接头402、充电变压器5、放电变压器6、电池100；

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种电池充放电测试仪，包括：供电电源1、充电变换器2、放电变换器3和测试工装4；测试工装4包括功率控制器41、充电切换开关42、充电二极管43、放电切换开关44和放电二极管45；充电变换器2和放电变换器3分别与供电电源1连接，测试工装4具有第一连接头401和第二连接头402；

充电变换器2的第一电极、充电切换开关42、功率控制器41、充电二极管43和第一连接头401依次连接，充电变换器2的第二电极和第二连接头402连接；

放电变换器3的第一电极、放电切换开关44、功率控制器41、放电二极管45和第一连接头401依次连接，放电变换器3的第二电极和第二连接头402连接；

放电二极管45并联在串联在一起的功率控制器41和充电二极管43上。

具体的，在实际测试过程中，将待测试的电池100连接在所述第一接头和所述第二接头上，例如：所述电池的正极与所述第一接头电连接，所述电池的负极与第二连接头402电连接。

在对所述电池进行充电测试时，充电切换开关42闭合，放电切换开关44断开，充电变换器2、充电切换开关42、功率控制器41、充电二极管43和所述电池100形成闭环回路。充电变换器2为恒流源输出，充放电测试仪根据控制信号反馈电池电流电压的变化，自动调节功率控制器41的电流电压来实现对所述电池进行充电测试。

而当需要对所述电池进行放电测试时，充电切换开关42断开，放电切换开关44闭合，放电变换器3、所述电池100、放电二极管45、功率控制器41和放电切换开关44形成闭环回路。放电变换器3为恒流源输出，充放电测试仪根据控制信号反馈电池电流电压的变化，自动调节功率控制器41的电流电压来实现对所述电池进行放电测试。

通过设置测试工装将电池连接在充电变换器和放电变换器上，在进行充放电测试过程中，仅需要控制对应的切换开关通断，便可以实现对电池进行充放电测试，从而无误单独配置充电设备和放电设备，以降低制造成本；另外，在测试过程中，仅需要将电池连接在第一连接头401和第二连接头402上，而无需在充放电过程中，拆装电池，进而简化了操作过程，方便操作人员使用。

其中，对于供电电源1则采用交流电源进行供电，相对应的，在供电电源1与充电变换器2之间设置有充电变压器5。同样的，供电电源1与放电变换器3之间设置有放电变压器6。

另外，充电变换器2和放电变换器3为AC/DC转换器。

进一步的，所述负电压电池测试仪包括多个测试工装4，多个测试工装4并联设置。

具体的，为了提高测试效率，针对多个所述电池，可以配置多个并联设置的测试工装4，每个测试工装4与对应的所述电池进行连接，进而可以实现一次对多个所述电池进行充放电测试。

基于上述技术方案，可选的，常规的电池在充放电测试过程中，只能对电池进行正电充电和正电放电，无法通过同一个设备实现正负电充放电，本实施例电池充放电测试仪在使用时，包括充电测试模式和放电测试模式；

充电模式下，通过充放电测试仪对电池进行充电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池充电，电池进行充电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充电。

放电模式下，通过充放电测试仪对电池进行放电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池放电，电池进行放电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续放电。

具体的，在进行充电和放电过程中，测试仪通过自动调整与检测除了满足对电池进行正常的正电压充放电测试外，还可以通过自动调整与检测进一步的实现负电压充放电。

既能实行正常情况下对各种电池、电池组充放电或检测等功能，又具有在电池、电池组不显电或显负电压时对该电池、电池组充放电或检测等功能。

基于上述充放电测试仪，其中，功率控制器41的实时电压为Ur，所述充电切换开关42与充电二极管43电压之和以及放电切换开关44与放电二极管45电压之和均为Us，充电变换器2和放电变换器3的电压均为Ud，待测试电池的实时电压为Ub，功率控制器41的最低工作电压为U1，待测试电池的额定正电压为U2，待测试电池的额定负电压为U3。

要实现正负电压无缝连续充电，要保障功率控制器41的电压Ur≧U1，即需要使得充电变换器2的电压Ud减去所述电池的电压Ub减去充电切换开关42与充电二极管电压43之和Us的值大于等于U1。因所述充电切换开关42与充电二极管电压43之和Us为器件压降、电池的电压Ub是已知固定值，所以确保充电变换器2的电压值Ud≧Ur+Ub+Us，即可实现测试仪功能的正常工作，从而实现正负电压无缝连续充电。

具体的，所述充电模式下Ub+Ur+Us-Ud =0，根据公式Ur=Ud-Ub-Us，此时功率控制器41的工作电压Ur≧U1，即Ud-Ub-Us≧U1。随着电池电压Ub的变化（U2≧0或U3＜0），充电切换开关42与充电二极管43电压之和Us为器件压降，此时功率控制器41的工作电压取Ur=Ud- U2-Us时电压值最低，即调整充电变换器2的电压值Ud满足Ud-U2-Us≧U1即可实现负电压充电。

例如：电池额定电压U2=12v,U3=-12v,充电切换开关42与充电二极管43电压之和Us=5V，功率控制器2的最低工作电压为U1=10v；Ur+Ub+Us-Ud=0

Ub 大于0，Ub =U2，Ur=U1；Ud-U2-Us≧U1，Ud≧10v+12v+5v=27v，即Ud取27v满足工作需求；

Ub等于0，Ub = U2，Ur=U1；Ud -U2-Us≧U1，Ud≧10v+0v+5v=15v，即Ud取15v满足工作需求

Ub小于0，Ub = U3，Ur=U1；Ud -U3-Us≧U1，Ud≧10v-12v+5v=3v，即Ud取3v满足工作需求，

通过以上实例可以看出当Ub大于0时，充电变换器的电压值Ud最大，所以此时测试仪的充电变换器的电压Ud应取27v，即可实现负电压充电。

同样的，要实现正负电压无缝连续放电，要保障功率控制器41的电压Ur≧U1，即需要使得放电变换器3的电压Ud、所述电池的电压Ub之和减去放电切换开关44与放电二极管45电压之和Us大于U1。因所述放电切换开关44与放电二极管45之和Us为器件压降、电池的电压Ub是已知固定值，所以确保放电变换器3的电压值Ud≧Ur-Ub+Us，即可实现测试仪功能的正常工作，从而实现正负电压无缝连续放电。

具体的，Ub-Ur+Ud-Us =0，根据公式Ur=Ud+Ub-Us，此时功率控制器的工作电压Ur≧U1，即Ud+Ub-Us≧U1。随着电池电压Ub的变化（U2≧0或U3＜0），放电切换开关44与放电二极管45电压之和Us为器件压降，此时功率控制器的工作电压取Ur= Ud+ U3-Us时电压值最低，即调整放电变换器3的电压值Ud满足Ud+U3-Us≧U1即可实现负电压放电。

例如：电池额定电压U2=12v, U3=-12v, 充电切换开关与充电二极管电压之和Us=5V，功率控制器的最低工作电压为U1=10v；Ub-Ur+Ud-Us =0

Ub 大于0，Ub = U2，Ur=U1；U2 +Ud-Us≧U1，Ud≧10v-12v+5v=3v，即Ud取3v满足工作需求；

Ub等于0，Ub = U2，Ur=U1；U2 +Ud-Us≧U1，Ud≧10v-0v+5v=15v，即Ud取15v满足工作需求

Ub小于0，Ub = U3，Ur=U1；U3 +Ud-Us≧U1，Ud≧10v+12v+5v=27v，即Ud取27v满足工作需求，

通过以上实例可以看出当Ub小于0时，放电变换器的电压值Ud最大，所以此时测试仪的放电变换器的电压值Ud应取27v，即可实现负电压放电。

所以，测试仪在负电压充放电时，保障功率控制器41的电压Ur≧U1，即可实现正负电压无缝连续充放电。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种电池正负电压充放电测试方法，其特征在于，采用充放电测试仪对电池进行充放电测试，所述方法包括：充电测试模式和放电测试模式；

充电模式下，通过充放电测试仪对电池进行充电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池充电，电池进行充电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充电；

放电模式下，通过充放电测试仪对电池进行放电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池放电，电池进行放电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续放电；

所述充放电测试仪包括供电电源、充电变换器、放电变换器和测试工装；所述测试工装包括功率控制器、充电切换开关、充电二极管、放电切换开关和放电二极管；所述充电变换器和所述放电变换器分别与所述供电电源连接，所述测试工装具有第一连接头和第二连接头；

所述充电变换器的第一电极、所述充电切换开关、所述功率控制器、所述充电二极管和所述第一连接头依次连接，所述充电变换器的第二电极和所述第二连接头连接；

所述放电变换器的第一电极、所述放电切换开关、所述功率控制器、所述放电二极管和所述第一连接头依次连接，所述放电变换器的第二电极和所述第二连接头连接；

所述放电二极管并联在串联在一起的所述功率控制器和所述充电二极管上；

所述功率控制器的实时电压为Ur，所述充电切换开关与充电二极管电压之和以及放电切换开关与放电二极管电压之和均为Us，所述充电变换器和所述放电变换器的电压均为Ud，待测试电池的实时电压为Ub，所述功率控制器的最低工作电压为U1，待测试电池的额定正电压为U2，待测试电池的额定负电压为U3；

确保放电变换器的电压值Ud≧Ur-Ub+Us；确保充电变换器的电压值Ud≧Ur+Ub+Us；

其中，所述充电模式下根据欧姆定律：Ub+Ur+Us-Ud =0，此时功率控制器的工作电压Ur≧U1；随着电池电压Ub的变化，充电切换开关与充电二极管电压之和Us为器件压降，此时功率控制器的工作电压取Ur= Ud-U2-Us时电压值最低，即调整Ud的值满足Ud-U2-Us≧U1，即可实现电池正负电压充电；

另外，所述放电模式下根据欧姆定律：Ub-Ur+Ud-Us =0，此时功率控制器的工作电压Ur≧U1；随着电池电压Ub的变化，放电切换开关与放电二极管电压之和Us为器件压降，此时功率控制器的工作电压取Ur= Ud+ U3-Us时电压值最低，即调整Ud的值满足Ud+U3-Us≧U1，即可实现电池正负电压放电。

2.根据权利要求1所述的电池正负电压充放电测试方法，其特征在于，所述供电电源与所述充电变换器之间设置有充电变压器。

3.根据权利要求1所述的电池正负电压充放电测试方法，其特征在于，所述供电电源与所述放电变换器之间设置有放电变压器。

4.根据权利要求1所述的电池正负电压充放电测试方法，其特征在于，所述充放电测试仪包括多个所述测试工装，多个所述测试工装并联设置。