电池电芯/电池包测试设备、含该设备的系统以及用于该设备的方法和软件技术方案

用于测试目标测试设备的测试设备，每个目标测试设备由一个或更多个电池电芯组成，例如电池电芯和电池包。在一些实施例中，测试设备可以被认为是独立的，因为它可以包括足够的板载系统和特征，以允许测试设备以最小的输入(例如电力、高级指令和/或控制输入)对一个或更多个目标测试设备进行测试。在一些实施例中，测试设备可以包括防爆或阻爆和/或防火或耐火外壳。在一些实施例中，测试设备的部件可以被模块化，以容易针对不同的测试和/或不同的目标测试设备进行重新配置。在一些实施例中，多个测试设备可以由中央测试控制器控制。还公开了相关的方法和系统。还公开了相关的方法和系统。还公开了相关的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池电芯/电池包测试设备、含该设备的系统以及用于该设备的方法和软件
[0001]相关申请数据
[0002]本申请要求2021年2月3日提交的且标题为“BATTERY TESTING DEVICES,SYSTEMS INCLUDING SUCH DEVICES,AND METHODS AND SOFTWARE FOR THE SAME”的序列号为63/145,053的美国临时专利申请的优先权权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
专利

[0003]本专利技术总体上涉及电池测试领域。特别地，本专利技术涉及测试设备、包括这种设备的系统以及用于这种设备的方法和软件。
[0004]背景
[0005]新的可再充电电池化学物质正在开发中，有望比当前的二次电池电芯(cell)设计显著提高容量、可靠性和耐用性。新的电池电芯的构造和设计提供了不同的好处、风险和成本，这些好处、风险和成本必须被探索，以提供满足特定操作要求(如浪涌电流能力、循环寿命、高温和低温操作、抗热失控、自熄安全协议等)的解决方案。由于需要在长时间段内同时测试多种电芯配置、化学物质和环境条件，并且人工干预最少，并且一致地应用测试协议，因此，对操作特性的验证需要非常大量的测试。传统的电池测试系统不太适合处理测试和优化下一代及以后的新的可再充电电池化学物质所需的大量测试。
[0006]公开概述
[0007]在一个实施方式中，本公开涉及一种测试设备，该测试设备用于测试由一个或更多个电池电芯组成的目标测试设备。该测试设备包括：外壳，该外壳被设计、配置和构造成限定测试室，该测试室包围目标测试设备并抑制或降低目标测试设备的爆炸的严重程度；测试设备管理系统，该测试设备管理系统被设计、配置和构造成电连接到目标测试设备，以在测试期间连续监测目标测试设备的一个或更多个条件，并且如果电池管理系统检测到一个或更多个条件中的任何一个超出可接受范围，则停止测试，其中，测试设备管理系统包括：用于与目标测试设备通过接口电连接的电路；一个或更多个处理器；存储器，该存储器可操作地连接到一个或更多个处理器；以及机器可执行指令，该机器可执行指令被存储在存储器中，并且能够由一个或更多个处理器执行以控制测试设备管理系统的操作。
[0008]在另一个实施方式中，本公开涉及一种测试由一个或更多个电池电芯组成的目标测试设备的方法。该方法包括：由测试单元执行测试算法，以基于多个测试参数对目标测试设备进行测试；从外部源接收一个或更多个改变的测试参数；以及由测试单元执行测试算法，以使用一个或更多个改变的测试参数对电池电芯或电池包(battery pack)进行测试。
[0009]在又一个实施方式中，本公开涉及一种对多个目标测试设备执行测试的方法，其中，每个目标测试设备是在通过通信链路可操作地连接到测试控制器的相对应的独立测试单元中被测试的。该方法包括确定每个独立测试单元的测试参数；以及经由通信链路将测试参数发送到独立测试单元。
[0010]附图简述
[0011]出于说明的目的，附图示出了本公开的一个或更多个实施例的示例方面。然而，应该理解，本公开不限于附图中所示的精确布置和器具，其中：
[0012]图1A是本公开的用于测试电池电芯和/或电池包的独立测试设备的部分示意图/部分框图；
[0013]图1B是图1A的独立测试设备的简化横截面视图，该独立测试设备具有柜和抽屉布置；
[0014]图1C是图1A的独立测试设备的简化横截面视图，该独立测试设备具有容器和封闭件布置；
[0015]图2是本公开的多测试单元测试系统的框图，该系统包括可通信地连接到中央测试控制器的多个独立测试单元；
[0016]图3A是根据本公开制造的独立测试单元的示例实例的侧面立面图/等轴测图，显示了被移除以展示内部部件的侧面；
[0017]图3B是图3A的示例测试单元的平面图，显示了处于打开位置的抽屉；
[0018]图3C是图3A的示例测试单元的端部立面图，显示了在抽屉外部的部件；
[0019]图4是利用本公开的测试单元测试目标测试设备的示例方法的流程图；以及
[0020]图5是利用包括本公开的多个测试单元的多测试单元系统来测试多个目标测试设备的示例方法的流程图。
[0021]详细描述
[0022]在一些方面，本公开涉及电池测试设备。在一些实例中，这些测试设备也被称为“测试单元”。在一些实施例中，本公开的测试设备可以被称为“独立”测试设备/单元，因为它可以被配置成提供对电池电芯或由一个或更多个电池电芯组成的电池包进行循环寿命和其他测试所需的所有硬件和软件。如本文所使用的，术语“电池电芯”或“电芯”用于指示能量储存设备的最小可操作元件，其通常与其他可操作元件聚集以形成电池包。例如，电池电芯和电池包之间的区别包括但不限于：电池电芯通常与其他电池电芯一起使用，以作为电池包的一部分以整体的方式输送电力；电池包可以包括与电池管理和/或电力输送相关的板载电子器件以及用于结合到更大或更复杂的设备或机器中的可选外部壳体或中间容器。虽然本公开的测试设备/单元对于二次电池电芯和/或二次电池包特别有用，但是实施例可以用于一次电池电芯和/或一次电池包。本公开的电池测试设备/单元也不必特定于任何特定的电池化学物质。
[0023]本公开的测试设备/单元的实施例可以被表征为智能的、独立的电池测试单元，该电池测试单元可以在单机(standalone)配置中操作，或者作为具有多个测试单元的更大系统的一部分来操作，该多个测试单元在多单元测试系统中被联网在一起并且例如与远程测试控制器通信，远程测试控制器可以包括测试控制器软件。注意，在本公开中，术语“中央测试控制器”用于这种测试控制器，其中“中央”涉及与连接到其上的多个测试设备/单元的功能关系。
[0024]由于可再充电的电池电芯的测试协议可能涉及在数百或数千个循环(几周或几个月的时间)中测量的多个充电/放电循环，本公开的电池测试单元可被设计成独立于(显著的)人工干预来管理电芯数据收集事件和安全协议。例如，本公开的测试单元的实施例可以
不断地/连续地/周期性地检查被测试的电池电芯或电池包的操作条件，并验证这些条件在允许的参数内。在测试单元检测到超出所允许限值的偏移的情况下，测试单元可以被配置成安全且确定地关停电池电芯或电池包，以防止损坏和/或安全问题。在一些实施例中，本公开的测试单元的监督控制方面(其可以通过由软件驱动的合适的测试设备管理系统来执行)被设计成例如根据诸如测试条件和被测试的电池电芯或电池包的类型等因素以手动或自动可切换的方式，由被测试的电芯供电，或者可替代地通过单独的外部电源供电，或者通过这两种情况供电。
[0025]虽然本公开的测试单元的实施例通常可以在测试例程开始时经由用户输入或测试控制器输入被配置一次，但是可以作为测试设备管理系统的一部分的测试单元的监督控制单元可以被设计和配置成实时地从远程测试控制器或其他设备接受更新的或新的操作参数。这可以允许在一组测试单元之间快速传播新的配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试由一个或更多个电池电芯组成的目标测试设备的测试设备，包括：外壳，所述外壳被设计、配置和构造成限定包围所述目标测试设备的测试室，并且抑制或降低所述目标测试设备的爆炸的严重程度；测试设备管理系统，所述测试设备管理系统被设计、配置和构造成电连接到所述目标测试设备，以在测试期间连续地监测所述目标测试设备的一个或更多个条件，并且如果电池管理系统检测到所述一个或更多个条件中的任何一个超出可接受范围，则停止测试，其中，所述测试设备管理系统包括：电路，所述电路用于与所述目标测试设备通过接口电连接；一个或更多个处理器；存储器，所述存储器能够操作地连接到所述一个或更多个处理器；以及机器可执行指令，所述机器可执行指令被存储在所述存储器中，并能够由所述一个或更多个处理器执行以控制所述测试设备管理系统的操作。2.根据权利要求1所述的测试设备，还包括固定装置，所述固定装置被设计、配置和构造成将所述目标测试设备保持在所述测试室内。3.根据权利要求1所述的测试设备，还包括与所述测试设备管理系统进行操作通信的至少一个通信端口，所述至少一个通信端口被设计和配置成提供到与所述测试设备管理系统交互的外部系统的连接。4.根据权利要求1所述的测试设备，还包括传感器套件，所述传感器套件被设计、配置和实现为在所述目标测试设备的充电和放电期间测量所述目标测试设备的电压以及流入和流出所述目标测试设备的电流。5.根据权利要求4所述的测试设备，其中，所述传感器套件还包括用于感测所述目标测试设备内的温度和压缩压力的传感器。6.根据权利要求1所述的测试设备，其中，所述单元还包括环境控制系统，所述环境控制系统被设计、配置和能够控制成管理所述测试室内的至少一个环境条件。7.根据权利要求6所述的测试设备，其中，所述环境条件是测试期间的温度，并且所述测试设备管理系统还包括用于控制所述环境控制系统以便在测试期间控制所述测试室内的温度的电路。8.根据权利要求7所述的测试设备，其中，所述环境控制系统包括加热器。9.根据权利要求7所述的测试设备，其中，所述环境控制系统包括加热器和冷却器。10.根据权利要求9所述的测试设备，其中，所述冷却器包括热电冷却器。11.根据权利要求1所述的测试设备，其中，所述电连接系统包括快速连接电连接器，该快速连接电连接器被设计和配置成连接到所述目标测试设备的电极。12.根据权利要求1所述的测试设备，其中，所述固定装置包括压力模块接收器，所述压力模块接收器用于能够移除地将压力模块固定地紧固在所述测试室中。13.根据权利要求12所述的测试设备，还包括恒定压力压力模块和固定间隙压力模块，其中，所述恒定压力压力模块和所述固定间隙压力模块中的每一个被设计和配置成交替地被固定地紧固到所述压力模块接收器。14.根据权利要求1所述的测试设备，其中，所述测试设备是便携式的，并且包括把手，所述把手被设计和配置成允许用户抓握所述把手以移动所述测试设备。
15.根据权利要求1所述的测试设备，其中，所述测试设备还包括柜和抽屉，所述抽屉能够相对于所述柜移动以便关闭和打开所述外壳。16.根据权利要求15所述的测试设备，其中，当所述抽屉被关闭时，所述抽屉和所述柜形成所述外壳并限定所述测试室。17.根据权利要求15所述的测试设备，其中，所述固定装置被紧固到所述抽屉，以便能够与所述抽屉一起移动。18.根据权利要求15所述的测试设备，其中，所述抽屉包括电子器件隔室，所述电子器件隔室包含所述一个或更多个处理器和所述存储器。19.根据权利要求1所述的测试设备，其中，所述测试设备管理系统还被设计、配置和构造成：对基于测试参数对所述目标测试设备的测试进行控制；以及从所述测试中收集测试数据；从外部源接收一个或更多个改变的测试参数；以及使用所述一个或更多个改变的测试参数对所述目标测试设备进行测试。20.根据权利要求19所述的测试设备，其中，所述测试设备管理系统还被进一步设计、配置和构造成：将所述测试数据输出到外部设备；从外部源接收一个或更多个改变的测试参数；以及使用所述一个或更多个改变的测试参数对所述目标测试设备进行测试。21.根据权利要求20所述的测试设备，还包括至少一个通信端口，所述至少一个通信端口包括用于与测试控制器建立无线链路的无线电装置，所述测试控制器用于输出所述测试数据并接收所述一个或更多个改变的测试参数。22.根据权利要求15所述的测试设备，还包括至少一个通信端...

【专利技术属性】
技术研发人员：南映圭，段勇，于里，
申请(专利权)人：麻省固能控股有限公司，
类型：发明
国别省市：