电池充放电自动测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池充放电自动测试系统，包括立体料架、自动立体输送机及测试装置，立体料架上设于多个用于放置被测电池的托盘；自动立体输送机用以自动插取托盘及其上的电池；测试装置用以对各电池进行充集中放电测试。通过采用多个电池充电过程、放电过程集中同时进行，使得某些电池放电给另一些电池充电，从而使充放电过程自平衡，降低电量损耗，理论上实现了充放电测试过程的电量零消耗，能够减少电量消耗90％以上；并且被测电池与电网通过隔离，不受电网波动影响，大大提高电量利用率，降低成本；另外，还采用了自动立体输送机，减少了操作人员需求，提高了生产效率和设备利用率，减少了设备投资成本。

Automatic battery charging and discharging system

The invention discloses a battery automatic test system, including stereo rack, automated conveyor and testing device, stereo rack in a tray for placing the tested battery; automatic conveyor with automatic stereo inserting tray and the battery; the test device is used for the battery charge concentration discharge test. By using a plurality of battery charging, discharge process at the same time, some of the battery to charge other batteries, so that the charge discharge process of self balance, reduce power consumption, theoretically realized the charge discharge test of power zero consumption, can reduce the power consumption of more than 90%; and the measured battery and power by isolation, without power fluctuations, greatly improve the energy utilization rate, reduce the cost; in addition, it adopts the automatic stereo conveyer, reduces the demand of operators, improve the production efficiency and the utilization rate of equipment, reduce equipment investment cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池充放电测试技术、具体涉及一种电池充放电自动测试系统。
技术介绍
电池作为储能元件，是许多产品的动力来源。尤其是新能源汽车的动力电池，其性能直接关系整车的性能和安全。在电池生产过程中，充放电测试是一个关键工序，该工序需要至少一次完整的充电、放电过程，在充放电过程中完成电池的电容量、电压内阻、各种工况模拟等电池性能检测；完成电池模组BMS的电压/温度量测准确度检测等内容。通过这些数据对电池进行标定和判断电池的性能是否达标。目前行业内采用的是一组电池对应一套充放电测试系统的形式，一组电池充放电测试完成后再测试下一组。但是，电池完成一个完整的充放电检测时间长，尤其是新能源汽车的动力电池需要将近4-16小时，而且电池的物流周转是人工完成的。在工厂高产能的情况下，需要充放电测试设备数量多。充放电测试设备对电池的充电是自电网取电，交流变直流变压后对电池充电；电池放电有两种方法，一种是电池中的直流电直接放掉，目前普遍采用这个方法；另一种是直流变交流变压给另一个电网(如办公用电网)，但会对电网造成影响，一般是不允许的，而且电量利用率低。放电这个过程中在电池生产中存在大量的电量浪费。综上所述，目前行业内，电池的充放电测试存在测试不便、耗电量大、电能浪费等诸多问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电池充放电自动测试系统，能够提高电量利用率，减少耗电量，降低成本，并能够实现自动冲放电测试。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种电池充放电自动测试系统，包括立体料架、自动立体输送机及测试装置，立体料架上设于多个用于放置被测电池的托盘；自动立体输送机用以自动插取托盘及其上的电池；测试装置用以对各电池进行充集中放电测试，包括一套隔离电路、一套工控机、两套以上的充放电测试岛，其中：充放电测试岛之间通过交流电路相并联，每套充放电测试岛包括一套交流电变压变流电路、两路以上的直流电变压变流电路、一套通讯控制电路，两路以上的直流电变压变流电路相并联，并与交流电变压变流电路相连，用以交流电变直流电或直流电变交流电，进行直流电路的电量补入或输出；每个直流电变压变流电路还通过电源线与其对应的被测电池相连，用以电池的充放电；通讯控制电路通过数据线分别与交流电变压变流电路、直流电变压变流电路及电池相连；隔离电路连接于充放电测试岛与交流电网之间，用以隔离交流电网，并进行交流电路的电量补入；工控机通过数据线与每个通讯控制电路相连，用以完成逻辑循环、电量计算、测试数据分析及相应控制。所述充放电测试岛的数量、直流电变压变流电路的数量与被测电池的数量相匹配。所述立体料架上设有OK出口、NG出口、未测试进口、测试工位和储料工位。所述测试装置还包括检测开关，用以检测被测电池与充放电测试岛之间的连接。所述立体料架呈两排设置，每排的横向和纵向上设有多个用以放置托盘的测试工位。所述立体料架两排之间设有供自动立体输送机沿立体料架移动的轨道。所述充放电测试岛分别设于立体料架的两外侧。采用本专利技术的电池充放电自动测试系统，具有以下几个优点：1、电池充电过程、放电过程相结合，理论上实现了充放电测试过程的电量零消耗，能够减少电量消耗90％以上；2、采用多个电池充电过程、放电过程集中同时进行，某些电池放电给另一些电池充电，充放电过程自平衡，降低电量损耗；3、能够做到同一充放电测试岛内的直流电路的电量平衡，N个充放电测试岛之间的交流电路的电量平衡；4、被测电池与电网通过隔离，不受电网波动影响。5、提高电量利用率，降低成本。6、充放电测试位置采用立体料架多层处理，占用空间少，节约占地面积；7、电池物流移动采用自动立体输送机自动完成，减少了操作人员需求，提高了生产效率和设备利用率，减少了设备投资成本；8、对于充放电测试开始、充电完成截至、放电完成截至，系统采用多重条件判断，提升了过程安全性，提高了测试可靠性；9、实现了电池充放电测试过程的数据信息存储追溯功能。附图说明下面结合附图和具体实施方式本专利技术进行详细说明：图1是本专利技术的电池充放电自动测试系统的结构示意图；图2是本专利技术的电池充放电自动测试系统的俯视图；图3是本专利技术的测试装置的原理框图。图4本专利技术实现充放电平衡的原理图。图5本专利技术的测试系统中电池的物流逻辑、充放电逻辑图。具体实施方式本专利技术的电池充放电自动测试系统如图1-图2所示，其主要包括立体料架1、自动立体输送机2及测试装置，立体料架1上设于多个用于放置被测电池3的托盘4；自动立体输送机2用以自动插取托盘4及其上的电池3，以实现电池3的放取转换；测试装置用以对各电池3进行充集中放电测试。其中，所述立体料架1呈两排设置，每排的横向和纵向上设有多个用以放置托盘4的测试工位，所述立体料架1两排之间设有供自动立体输送机2沿立体料架1移动的轨道5。测试装置如图3-图4所示，包括一套隔离电路、一套工控机、两套以上的充放电测试岛，其中：充放电测试岛5分别设于立体料架1的两外侧(见图2)，充放电测试岛之间通过交流电路相并联，每套充放电测试岛包括一套交流电变压变流电路、两路以上的直流电变压变流电路、一套通讯控制电路，两路以上的直流电变压变流电路相并联，并与交流电变压变流电路相连，用以交流电变直流电或直流电变交流电，进行直流电路的电量补入或输出；每个直流电变压变流电路还通过电源线与其对应的被测电池相连，用以电池的充放电；通讯控制电路通过数据线分别与交流电变压变流电路、直流电变压变流电路及电池相连；隔离电路连接于充放电测试岛与交流电网之间，用以隔离交流电网，并进行交流电路的电量补入；工控机通过数据线与每个通讯控制电路相连，用以完成逻辑循环、电量计算、测试数据分析及相应控制，还可包括自动计算各个充放电测试岛的补入电量、输出电量，定义电池充电测试、放电测试先后顺序，定义充放电测试岛的补入电量、输出电量的先后顺序等等。所述充放电测试岛的数量、直流电变压变流电路的数量与被测电池的数量相匹配(或由电池的产量所决定)。电池与充放电测试岛的连线有人工接拆线和设备自动插接两种，由电池的结构决定。请结合图3所示，该测试装置的电路连接是电网→隔离电路→交流电变压变流电路→直流电变压变流电路→被测电池，电池与电网是隔离的，不受电网波动影响。该测试系统实现平衡充放电的原理说明：以一种市场上量产的新能源汽车动力电池为例，电池在充放电前，自带0.5C的电量(C:电池容量)，电池的充放电过程如下：过程a：0.5C充电→1C放电→0.5C充电；过程b：0.5C放电→1C充电→0.5C放电。两种过程都是一个完整的充放电过程，起始状态电池0.5C电量，终止状态电池0.5C电量。请结合图4中所示，第一充放电测试岛内连接了n个电池，第一电池的起始状态是0.5C充电，那在同于一个时间节点下，第二电池的起始状态是0.5C放电，就是第二电池放电给第一电池充电，电量流向就是第二电池→第二直流电变压变流电路→第一直流电变压变流电路→第一电池。在某个时间节点内，如第一充放电测试岛内，通过直流电变压变流电路，n个电池同时进行充电或放电，只要直流电路上的总放电量与总充电电量相等，就实现了这n个电池的电量相互自平衡，不需要交流电变压变流电路进行电量补入。实际上，若某直流电路存在电量损耗，通过交流电变压变流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池充放电自动测试系统，其特征在于：包括立体料架、自动立体输送机及测试装置，立体料架上设于多个用于放置被测电池的托盘；自动立体输送机用以自动插取托盘及其上的电池；测试装置用以对各电池进行充集中放电测试，包括一套隔离电路、一套工控机、两套以上的充放电测试岛，其中：充放电测试岛之间通过交流电路相并联，每套充放电测试岛包括一套交流电变压变流电路、两路以上的直流电变压变流电路、一套通讯控制电路，两路以上的直流电变压变流电路相并联，并与交流电变压变流电路相连，用以交流电变直流电或直流电变交流电，进行直流电路的电量补入或输出；每个直流电变压变流电路还通过电源线与其对应的被测电池相连，用以电池的充放电；通讯控制电路通过数据线分别与交流电变压变流电路、直流电变压变流电路及电池相连；隔离电路连接于充放电测试岛与交流电网之间，用以隔离交流电网，并进行交流电路的电量补入；工控机通过数据线与每个通讯控制电路相连，用以完成逻辑循环、电量计算、测试数据分析及相应控制。

【技术特征摘要】
1.一种电池充放电自动测试系统，其特征在于：包括立体料架、自动立体输送机及测试装置，立体料架上设于多个用于放置被测电池的托盘；自动立体输送机用以自动插取托盘及其上的电池；测试装置用以对各电池进行充集中放电测试，包括一套隔离电路、一套工控机、两套以上的充放电测试岛，其中：充放电测试岛之间通过交流电路相并联，每套充放电测试岛包括一套交流电变压变流电路、两路以上的直流电变压变流电路、一套通讯控制电路，两路以上的直流电变压变流电路相并联，并与交流电变压变流电路相连，用以交流电变直流电或直流电变交流电，进行直流电路的电量补入或输出；每个直流电变压变流电路还通过电源线与其对应的被测电池相连，用以电池的充放电；通讯控制电路通过数据线分别与交流电变压变流电路、直流电变压变流电路及电池相连；隔离电路连接于充放电测试岛与交流电网之间，用以隔离交流电网，并进行交流电路的电量补入；工控机通过数据线与每个通讯控制电路相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小青，房田忠，刘成，王迪，韩新斗，曾犇，郭棋，孙长征，刘兴亮，
申请(专利权)人：上海汪青自动化科技有限公司，李小青，
类型：发明
国别省市：上海;31