电池组充放电性能测试设备制造技术

本发明专利技术为一种电池组充放电性能测试设备。该设备包括三路正15V输出电源电路、正5V输出电源电路、主控CPU、信号采集电路、通讯模块、基于IR2110芯片的升压驱动电路、直流升压斩波电路、升降压驱动电路、直流升降压斩波电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、直流降压斩波电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路。该设备通过单侧充放电与自循环充放电切换电路、升降压驱动电路的设计，使电池组既可以进行单侧充电或放电，又可进行自循环充放电，省去了人工切换充、放电的步骤，节省了测试时间，提高了测试效率；同时还保证了设备的稳定性和安全性。

Battery charging and discharging performance testing equipment

The invention relates to a battery charging and discharging performance testing device. Is a three 15V output power supply circuit, 5V output power supply circuit, CPU control, signal acquisition circuit, communication module, based on IR2110 chip boost drive circuit, DC boost chopper circuit, drive circuit, DC buck boost buck chopper circuit, drive circuit, DC chopper circuit, man-machine interface and unilateral charge and discharge since the charge discharge cycle switching circuit of IR2110 chip based on the equipment including buck. The device through unilateral charge discharge and self discharge cycle switching circuit, Buck drive circuit design, the battery can be unilateral charge or discharge and self charge discharge cycle, the manual switch charge and discharge step is omitted, reduce the test time and improve test efficiency but also guarantee; the stability and safety of the equipments.

【技术实现步骤摘要】
电池组充放电性能测试设备
本专利技术涉及电池特性检测的装置，具体是电池组充放电性能测试设备。
技术介绍
随着新能源汽车技术的深入发展，需要一个电池组测试和管理平台研究电池组是否满足实际车辆的使用要求。利用CAN总线技术，把综合环境模拟设备、电池组充放电测试设备和电池组管理设备集成在一起搭建一个平台，进行综合环境下电池组复杂工况的性能测试、管理和剩余寿命预测，通过人机交互界面进行操作和显示。本专利技术的电池组充放电测试方式，与现有方式相比，本专利技术在拓扑灵活性、构建成本等方面均有很大的优势，同时添加了电池组自循环测试、模拟工况下实时数据录入和人机界面曲线显示数据变化等功能。可以大大提高系统运行的实时性、可靠性和精确性。当前的许多电池测试设备只能对电池组单侧进行充电或放电，而不能使电池组进行自循环充放电。在模拟工况下，电池组充放电过程中对于母线电压的精度控制效果不是特别理想。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是上述背景中提到的技术缺陷，提供了一种电池组充放电性能测试设备。该设备通过单侧充放电与自循环充放电切换电路、升降压驱动电路的设计，使电池组既可以进行单侧充电或放电，又可进行自循环充放电，省去了人工切换充、放电的步骤，节省了测试时间，提高了测试效率；同时还能对直流升降压斩波电路进行闭环控制，既可以实现模拟闭环控制又可以实现数字闭环控制，使母线电压精确稳定在目标值，避免了电池充放过程中对电流电压信号采集造成干扰，使测量结果更加准确，同时保证了设备的稳定性和安全性。本专利技术的技术方案为：一种电池组充放电性能测试设备，该设备包括三路正15V输出电源电路、正5V输出电源电路、主控CPU、信号采集电路、通讯模块、基于IR2110芯片的升压驱动电路、直流升压斩波电路、升降压驱动电路、直流升降压斩波电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、直流降压斩波电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述三路正15V输出电源电路的输入端连接储能电池组；三路正15V输出电源电路输出端分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述三路正15V输出电源电路包含第一路输出正15V电源、第二路输出正15V电源、第三路输出正15V电源；三路正15V输出电源电路的输入端连接储能电池组，三路正15V输出电源电路输出端分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；其中第一路输出正15V电源分别连接基于IR2110芯片的降压驱动电路和人机交互界面，第二路输出正15V电源连接升降压驱动电路，第三路输出正15V电源分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述正5V输出电源电路的输出端连接主控CPU；所述信号采集电路包含相互独立的充电电池组信号采集电路、储能电池组信号采集电路、放电电池组信号采集电路；充电电池组信号采集电路连接外部充电测试电池组，储能电池组信号采集电路连接外部储能电池组，放电电池组信号采集电路连接外部放电测试电池组；信号采集电路的输出端分别连接主控CPU和升降压驱动电路；所述通讯模块包含RS232接口电路、第二CAN接口电路、第一CAN接口电路；RS232接口电路连接人机交互界面，第二CAN接口电路连接外部电池组管理设备，第一CAN接口电路连接外部综合环境模拟设备；通讯模块连接主控CPU；所述基于IR2110芯片的升压驱动电路输出端连接直流升压斩波电路，基于IR2110芯片的升压驱动电路还连接主控CPU，直流升压斩波电路输入端连接放电测试电池组，直流升压斩波电路输出端连接直流升降压斩波电路，直流升降压斩波电路分别连接直流降压斩波电路输入端、升降压驱动电路和储能电池组，基于IR2110芯片的降压驱动电路分别连接直流降压斩波电路和主控CPU，升降压驱动电路连接主控CPU；所述升降压驱动电路包括第一升降压驱动电路和第二升降压驱动电路；其中第一升降压驱动电路分别与第三路输出正15V电源、主控芯片CPU电路、信号采集电路和第二升降压驱动电路相连，同时第二升降压驱动电路还连接第三路输出正15V电源、第二路输出正15V电源、主控芯片CPU电路和直流升降压斩波电路；所述单侧充放电与自循环充放电切换电路分别连接主控CPU、直流升压斩波电路的输入端、直流降压斩波电路的输出端和第三路输出正15V电源。所述单侧充放电与自循环充放电切换电路包括1个继电器RL1、3个电阻R1～R3、1个二极管D1、1个N沟道MOS管Q1；其中电阻R1一端接第三路输出正15V电源，另一端接二极管D1的2脚和继电器RL1的1脚；继电器RL1的2脚接二极管的1脚和N沟道MOS管Q1的3脚，继电器RL1的3脚接直流降压斩波电路的输出端，继电器RL1的4脚接直流升压斩波电路的输入端，继电器RL1的3脚还连接充电测试电池组的输入端；N沟道MOS管Q1的2脚接地GND，N沟道MOS管Q1的1脚接电阻R2的一端和电阻R3的一端；电阻R3的另一端接地GND；电阻R2的另一端接主控CPU的控制端relay。所述第一升降压驱动电路包括5个电阻R4～R8、7个电容C1～C7、1个固定频率脉宽调制其器U1；其中电容C1一端接主控CPU的控制端Vbusset，另一端接固定频率脉宽调制器U1的3脚；电容C2一端接主控CPU的控制端Vbusset，另一端接固定频率脉宽调制器U1的3脚；电容C3的一端接地GND，另一端接电阻R4的一端和储能电池组信号采集电路中分压端Vbus；电阻R4的另一端接固定频率脉宽调制器U1的1脚；电容C4的一端接地GND，另一端接固定频率脉宽调制器U1的2脚；电阻R5的一端接主控CPU的控制端DTC，另一端接固定频率脉宽调制器U1的4脚；电容C5的一端接地GND，另一端接固定频率脉宽调制器U1的4脚；电容C6的一端接地GND，另一端接固定频率脉宽调制器U1的5脚；电阻R6的一端接地GND，另一端接固定频率脉宽调制器U1的6脚；电容C7的一端接地GND，另一端接固定频率脉宽调制器U1的12脚；固定频率脉宽调制器U1的2脚连接主控CPU的控制端Vbusset，7脚、13脚和16脚接地GND，8脚接11脚、12脚和第三路输出正15V电源，9脚接10脚，15脚接14脚；电阻R8的一端接地GND，另一端接电阻R7的一端、第二升降压驱动电路中N沟道MOS管Q2的3脚和N沟道MOS管Q3的3脚；电阻R7另一端接固定频率脉宽调制器U1的10脚。所述第二升降压驱动电路包括4个电阻R9～R12、1个电容C8、1个半桥驱动器U2、1个二极管D2、2个N沟道MOS管Q2～Q3；N沟道MOS管Q2的1脚接电阻R9的一端，N沟道MOS管Q2的2脚接半桥驱动器U2的2脚，N沟道MOS管Q2的3脚接第一升降压驱动电路中电阻R7的一端；电阻R9的另一端接主控CPU的控制端BUKcon；N沟道MOS管Q3的1脚接R11的一端，N沟道MOS管Q3的2脚接半桥驱动器U2的3脚，N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组充放电性能测试设备，其特征为该设备包括三路正15V输出电源电路、正5V输出电源电路、主控CPU、信号采集电路、通讯模块、基于IR2110芯片的升压驱动电路、直流升压斩波电路、升降压驱动电路、直流升降压斩波电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、直流降压斩波电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述三路正15V输出电源电路的输入端连接储能电池组；三路正15V输出电源电路输出端分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述三路正15V输出电源电路包含第一路输出正15V电源、第二路输出正15V电源、第三路输出正15V电源；三路正15V输出电源电路的输入端连接储能电池组，三路正15V输出电源电路输出端分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；其中第一路输出正15V电源分别连接基于IR2110芯片的降压驱动电路和人机交互界面，第二路输出正15V电源连接升降压驱动电路，第三路输出正15V电源分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述正5V输出电源电路的输出端连接主控CPU；所述信号采集电路包含相互独立的充电电池组信号采集电路、储能电池组信号采集电路、放电电池组信号采集电路；充电电池组信号采集电路连接外部充电测试电池组，储能电池组信号采集电路连接外部储能电池组，放电电池组信号采集电路连接外部放电测试电池组；信号采集电路的输出端分别连接主控CPU和升降压驱动电路；所述通讯模块包含RS232接口电路、第二CAN接口电路、第一CAN接口电路；RS232接口电路连接人机交互界面，第二CAN接口电路连接外部电池组管理设备，第一CAN接口电路连接外部综合环境模拟设备；通讯模块连接主控CPU；所述基于IR2110芯片的升压驱动电路输出端连接直流升压斩波电路，基于IR2110芯片的升压驱动电路还连接主控CPU，直流升压斩波电路输入端连接放电测试电池组，直流升压斩波电路输出端连接直流升降压斩波电路，直流升降压斩波电路分别连接直流降压斩波电路输入端、升降压驱动电路和储能电池组，基于IR2110芯片的降压驱动电路分别连接直流降压斩波电路和主控CPU，升降压驱动电路连接主控CPU；所述升降压驱动电路包括第一升降压驱动电路和第二升降压驱动电路；其中第一升降压驱动电路分别与第三路输出正15V电源、主控芯片CPU电路、信号采集电路和第二升降压驱动电路相连，同时第二升降压驱动电路还连接第三路输出正15V电源、第二路输出正15V电源、主控芯片CPU电路和直流升降压斩波电路；所述单侧充放电与自循环充放电切换电路分别连接主控CPU、直流升压斩波电路的输入端、直流降压斩波电路的输出端和第三路输出正15V电源。...

【技术特征摘要】
1.一种电池组充放电性能测试设备，其特征为该设备包括三路正15V输出电源电路、正5V输出电源电路、主控CPU、信号采集电路、通讯模块、基于IR2110芯片的升压驱动电路、直流升压斩波电路、升降压驱动电路、直流升降压斩波电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、直流降压斩波电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述三路正15V输出电源电路的输入端连接储能电池组；三路正15V输出电源电路输出端分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述三路正15V输出电源电路包含第一路输出正15V电源、第二路输出正15V电源、第三路输出正15V电源；三路正15V输出电源电路的输入端连接储能电池组，三路正15V输出电源电路输出端分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路、基于IR2110芯片的降压驱动电路、人机交互界面和单侧充放电与自循环充放电切换电路；其中第一路输出正15V电源分别连接基于IR2110芯片的降压驱动电路和人机交互界面，第二路输出正15V电源连接升降压驱动电路，第三路输出正15V电源分别连接通讯模块、正5V输出电源电路、基于IR2110芯片的升压驱动电路、升降压驱动电路和单侧充放电与自循环充放电切换电路；所述正5V输出电源电路的输出端连接主控CPU；所述信号采集电路包含相互独立的充电电池组信号采集电路、储能电池组信号采集电路、放电电池组信号采集电路；充电电池组信号采集电路连接外部充电测试电池组，储能电池组信号采集电路连接外部储能电池组，放电电池组信号采集电路连接外部放电测试电池组；信号采集电路的输出端分别连接主控CPU和升降压驱动电路；所述通讯模块包含RS232接口电路、第二CAN接口电路、第一CAN接口电路；RS232接口电路连接人机交互界面，第二CAN接口电路连接外部电池组管理设备，第一CAN接口电路连接外部综合环境模拟设备；通讯模块连接主控CPU；所述基于IR2110芯片的升压驱动电路输出端连接直流升压斩波电路，基于IR2110芯片的升压驱动电路还连接主控CPU，直流升压斩波电路输入端连接放电测试电池组，直流升压斩波电路输出端连接直流升降压斩波电路，直流升降压斩波电路分别连接直流降压斩波电路输入端、升降压驱动电路和储能电池组，基于IR2110芯片的降压驱动电路分别连接直流降压斩波电路和主控CPU，升降压驱动电路连接主控CPU；所述升降压驱动电路包括第一升降压驱动电路和第二升降压驱动电路；其中第一升降压驱动电路分别与第三路输出正15V电源、主控芯片CPU电路、信号采集电路和第二升降压驱动电路相连，同时第二升降压驱动电路还连接第三路输出正15V电源、第二路输出正15V电源、主控芯片CPU电路和直流升降压斩波电路；所述单侧充放电与自循环充放电切换电路分别连接主控CPU、直流升压斩波电路的输入端、直流降压斩波电路的输出端和第三路输出正15V电源。2.如权利要求1所述的电池组充放电性能测试设备，其特征为所述单侧充放电与自循环充放电切换电路包括1个继电器RL1、3个电阻R1~R3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李练兵，田永嘉，侯荣立，安子腾，许自强，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12