專利名稱：二次電池性能測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種二次電池性能測試裝置，尤其是一池可進行多個性能項目測試的二次電池性能測試裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，二次電池的性能測試是針對各項性能指標采用不同的測試儀器單獨進行分項測試，例如，采用萬用電壓數(shù)值采集裝置測量電池電壓、采用內阻測試儀測量電池內阻、采用示波器監(jiān)測電池過充電/過放電及電池短路等狀態(tài)的波形，等等。在這樣的測試方式中，各測試儀器是獨立的，每種測試儀器只能進行相應的一項性能指標的測試，完成電池的綜合性能測試需配備的裝備資源較多。而且測試時間較長，在進行不同性能項目測試時，要將被測電池在相應的不同測試裝備之間拆卸，總體測試效率較低，不易實現(xiàn)測試過程自動化。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可進行多個性能項目測試的二次電池性能測試裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種二次電池性能測試裝置，包括電源，還包括測試模塊組，該測試模塊組包括開路電壓測試模塊、過充/過放保護功能測試模塊、過流保護功能測試模塊、內阻測試模塊、標準電阻測試模塊和可分別與被測電池的相應端子電連接的正負接線端子；電源與測試模塊組電連接；開路電壓測試模塊包括相互并聯(lián)的負載電阻和電壓數(shù)值采集裝置，該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接；測試時被測電池正負極分別與正負接線端子電連接；過充/過放保護功能測試模塊包括電壓數(shù)值采集裝置，該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接；測試時電源與被測電池的VDD端電連接以向該VDD端輸出過充/過放保護電壓，被測電池正負極分別與正負接線端子電連接；過流保護功能測試模塊包括相互并聯(lián)的采樣電阻和電壓數(shù)值采集裝置，該采樣電阻的一端與負接線端子電連接、另一端通過可調電阻與正接線端子電連接；測試時被測電池正負極分別與正負接線端子電連接；內阻測試模塊包括相互并聯(lián)的負載電阻和電壓數(shù)值采集裝置，該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接，電源正極與正接線端子電連接、電源負極與負接線端子電連接，測試時電源向正接線端子和負接線端子之間輸出交流電壓(優(yōu)選的該交流電壓是頻率為1KHz、幅度為1V的正弦波)；測試時被測電池正負極分別與正負接線端子電連接；標準電阻測試模塊包括電壓數(shù)值采集裝置和已知阻值的精密電阻，該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接，負接線端子與電源負極電連接，正接線端子通過精密電阻與電源正極電連接；測試時電源輸出一直流電壓，被測電池的TH端與正接線端子電連接、被測電池的負極與正接線端子電連接。
該二次電池性能測試裝置可以進行開路電壓、過充/過放保護性能、過流保護性能、內阻、標準電阻等多個性能項目的測試，適用于設有正負極、VDD端、TH端的二次電池性能測試。
作為本實用新型的改進，可設置與各測試模塊中的電壓數(shù)值采集裝置電連接的可對電壓數(shù)值采集裝置測試數(shù)據(jù)進行分析處理的控制處理單元，控制處理單元將各測試模塊中的電壓數(shù)值采集裝置測試數(shù)據(jù)與相應的性能指標標準值進行分析比較，對被測電池的性能是否合格作出判定。
優(yōu)選的控制處理單元中還設有存儲元件和顯示元件，用來存儲測試結果，并將測試結果顯示出來。
本實用新型二次電池性能測試裝置中可以設置兩組或兩組以上測試模塊組，同組測試模塊組中的各測試模塊共用一對正負接線端子。
作為優(yōu)選，本實用新型二次電池性能測試裝置包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)采集輔助電路；各電壓數(shù)值采集裝置設于數(shù)據(jù)采集卡中；負載電阻、采樣電阻、可調電阻和精密電阻設于數(shù)據(jù)采集輔助電路中，數(shù)據(jù)采集輔助電路還包括數(shù)據(jù)采集卡電壓數(shù)值采集裝置切換模塊和測試通道選擇模塊，數(shù)據(jù)采集輔助電路分別與各正負接線端子、數(shù)據(jù)采集卡電連接；數(shù)據(jù)采集卡與控制處理單元電連接；測試時在控制處理單元的信號控制下數(shù)據(jù)采集卡電壓數(shù)值采集裝置切換模塊和測試通道選擇模塊進行各測試模塊的切換組合，數(shù)據(jù)采集卡與各正負接線端子、數(shù)據(jù)采集輔助電路一起組合出各測試模塊組。這里所說的測試通道對應于測試測試模塊組，一個測試通道對應于組合于同一對正負接線端子上的一個測試測試模塊組，一個測試通道可以對一塊電池進行多個性能項目的測試。測試時，測試通道選擇模塊可在控制處理單元的控制下選中相應的正負接線端子、根據(jù)測試的需要在被選中的正負接線端子上組合出不同的測試模塊。
可以采用PC機作為控制處理單元，數(shù)據(jù)采集卡為帶有A/D轉換模塊的PCI數(shù)據(jù)采集卡，該PCI數(shù)據(jù)采集卡裝入PC機主板的PCI插槽中；電壓數(shù)值采集裝置為PCI數(shù)據(jù)采集卡中的A/D轉換模塊。
電壓數(shù)值采集裝置、負載電阻、采樣電阻、可調電阻和精密電阻各自的個數(shù)與測試模塊組的組數(shù)相同。
為方便測試時裝夾被測電池，可設置夾具，各測試模塊組的正負接線端子設于該夾具上。對多塊電池進行性能測試時，電池可同時裝設在該夾具上的各對正負接線端子之間。
內阻測試模塊測試時，電源向正接線端子和負接線端子之間輸出的交流電壓優(yōu)選為頻率1KHz、幅度1V的正弦波。
本實用新型二次電池性能測試裝置中同時設置了包括開路電壓測試模塊、過充/過放保護測試模塊、過流保護功能測試模塊、內阻測試模塊、標準電阻測試模塊的測試模塊組，可進行多個性能項目測試；可以設置兩組或兩組以上測試模塊組以同時對多塊電池進行測試；通過采用PC機、PCI數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)采集輔助電路可優(yōu)化該裝置的硬件結構。本實用新型二次電池性能測試裝置簡化了傳統(tǒng)測試裝備，提高了測試效率和自動化程度，具有較高的集成度。

為了便于說明，本實用新型使用下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。
圖1是本實用新型一種實施方式的結構示意簡圖。
圖2是圖1所示二次電池性能測試裝置的數(shù)據(jù)采集卡與數(shù)據(jù)采集卡輔助電路組合成各測試模塊的示意簡圖。
圖3是圖2中的開路電壓測試模塊的電路圖。
圖4是圖2中的過充/過放保護功能測試模塊的電路圖。
圖5是圖2中的過流保護功能測試模塊的電路圖。
圖6是圖2中的內阻測試模塊的電路圖。
圖7是圖2中的標準電阻測試模塊的電路圖。
具體實施方式圖1-圖7示出了本實用新型的一種實施方式。
如圖1所示，該二次電池性能測試裝置包括PC機1、PCI數(shù)據(jù)采集卡2、數(shù)據(jù)采集卡輔助電路3、夾具4和提供系統(tǒng)動力的電源(附圖中未示出)。該二次電池性能測試裝置可以同時對8塊電池進行性能測試，夾具4上設有8個被測電池裝夾位5(對應于正負接線端子)，相應地，PCI數(shù)據(jù)采集卡2上設有8個A/D轉換模塊(相當于電壓數(shù)據(jù)采集裝置，為方便示意、理解，在圖3-圖7中用電壓表 代表A/D轉換模塊)，數(shù)據(jù)采集卡輔助電路3上設有8個負載電阻R1、8個采樣電阻R2、8個可調電阻R3和8個已知阻值的精密電阻R4(參見圖3-圖7)。PCI數(shù)據(jù)采集卡2插入PC機的PCI槽內，數(shù)據(jù)采集卡輔助電路3通過線纜分別與PCI數(shù)據(jù)采集卡2和夾具4電連接；結合圖2，數(shù)據(jù)采集輔助電路3包括內置程序的數(shù)據(jù)采集卡電壓數(shù)據(jù)采集裝置切換模塊和測試通道選擇模塊；測試時在控制處理單元發(fā)出的信號的控制下，根據(jù)夾具4裝夾被測電池的具體情況(裝夾被測電池的數(shù)目、每個被測電池裝夾于哪一對正負接線端子即哪一個測試通道)數(shù)據(jù)采集卡輔助電路3上的數(shù)據(jù)采集卡電壓數(shù)據(jù)采集裝置切換模塊和測試通道選擇模塊對各測試模塊所需組件進行選擇切換，PCI數(shù)據(jù)采集卡2與各正負接線端子、數(shù)據(jù)采集輔助電路3一起先后組合出各測試模塊。各被測電池的同一性能的測試可以同時進行，同一個測試通道對同一塊被測電池的各項性能進行測試的先后順序可以隨機調整。例如，同時測試8塊電池時，PCI數(shù)據(jù)采集卡2與各正負接線端子對、數(shù)據(jù)采集輔助電路3一起先組合出8個開路電壓測試模塊電路完成8塊電池的開路電壓測試，再組合出8個過充/過放保護測試模塊電路完成8塊電池的過充/過放保護功能測試，再組合出8個過流保護功能測試模塊電路完成8塊電池的過流保護功能測試，再組合出8個內阻測試模塊電路完成8塊電池的內阻測試，再組合出8個標準電阻測試模塊電路完成8塊電池的標準電阻測試。
PCI數(shù)據(jù)采集卡2經PCI總線將各項性能的測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機1，PC機1將測試數(shù)據(jù)與相應的性能指標標準值進行運算分析比較，對被測電池的性能是否合格作出判定，測試數(shù)據(jù)和判定結果可存儲在PC機1中并從PC機1上顯示或輸出提示給測試人員。
圖3是圖2中的開路電壓測試模塊的電路圖，該模塊包括相互并聯(lián)的負載電阻R1和電壓表(代表A/D轉換模塊)，該電壓表的正極端子與夾具4的一個正接線端子電連接、負極端子與夾具4上相應的負接線端子電連接；被測電池正負極分別與正負接線端子電連接；該電壓表對被測電池正負極端子P+、P-端的開路電壓進行測量。該二次電池性能測試裝置可同時組合出8個這樣的開路電壓測試模塊電路。
圖4是圖2中的過充/過放保護測試模塊的電路圖，該模塊包括電壓表(代表A/D轉換模塊)，該電壓表的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接；被測電池正負極分別與正負接線端子電連接。圖4中只示出了該二次電池性能測試裝置8個過充/過放保護測試模塊電路中的3個。測試時，電源輸出一個過充/過放保護電壓E1到被測電池的VDD端(即圖4中的B+端)，電壓表對被測電池的P+、P-端進行電壓監(jiān)控，PC機1通過監(jiān)測被測電池是否因過充/過放保護而發(fā)生電壓突變，從而判斷被測電池的過充/過放保護功能是否正常。
圖5是圖2中的過流保護功能測試模塊的電路圖，該模塊包括相互并聯(lián)的采樣電阻R2和電壓表(代表A/D轉換模塊)，采樣電阻R2的一端與負接線端子電連接、另一端通過可調電阻R3與正接線端子電連接；被測電池正負極分別與正負接線端子電連接。測試時，調節(jié)可調電阻R3的阻值大小，使得整個回路的電流稍大于過流保護的電流，電壓表對采樣電阻R2兩端的電壓進行監(jiān)控，PC機1通過監(jiān)測采樣電阻R2兩端的電壓是否因過流保護而發(fā)生電壓突變，從而判斷電池的過流保護功能是否正常。該二次電池性能測試裝置可同時組合出8個這樣的過流保護功能測試模塊電路。
圖6是圖2中的內阻測試模塊的電路圖，該模塊包括相互并聯(lián)的負載電阻R1和電壓表(代表A/D轉換模塊)，該電壓表的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接，電源正極與正接線端子電連接、電源負極與負接線端子電連接，被測電池正負極分別與正負接線端子電連接；圖6中只示出了該二次電池性能測試裝置8個內阻測試模塊電路中的3個。測試時電源向正接線端子和負接線端子之間輸出一個頻率為1KHz、幅度為1V的正弦波電壓E2，電壓表對被測電池的P+、P-端之間的電壓進行測量，PC機1通過分壓方式計算出被測電池的內阻。
圖7是圖2中的標準電阻測試模塊的電路圖，該模塊包括電壓表(代表A/D轉換模塊)和已知阻值的精密電阻R4，該電壓表的正極端子與正接線端子電連接、負極端子與負接線端子電連接；負接線端子與電源負極電連接，正接線端子通過精密電阻R4與電源正極電連接；被測電池的TH端與正接線端子電連接、被測電池的負極與正接線端子電連接。測試時電源輸出一直流電壓E1，電壓表對被測電池的TH端和負極P-端之間的電壓進行測量，PC機1通過分壓方式計算出電池的內阻。圖7中只示出了該二次電池性能測試裝置8個標準電阻測試模塊電路中的3個。
權利要求1.一種二次電池性能測試裝置，包括電源，其特征在于還包括測試模塊組，該測試模塊組包括開路電壓測試模塊、過充/過放保護功能測試模塊、過流保護功能測試模塊、內阻測試模塊、標準電阻測試模塊和可分別與被測電池的相應端子電連接的正負接線端子；所述電源與所述測試模塊組電連接；所述開路電壓測試模塊包括相互并聯(lián)的負載電阻和電壓數(shù)值采集裝置；該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與所述正接線端子電連接、負極端子與所述負接線端子電連接；測試時被測電池正負極分別與所述正負接線端子電連接；所述過充/過放保護測試模塊包括電壓數(shù)值采集裝置；該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與所述正接線端子電連接、負極端子與所述負接線端子電連接；測試時所述電源與被測電池的VDD端電連接以向該VDD端輸出過充/過放保護電壓；測試時被測電池正負極分別與所述正負接線端子電連接；所述過流保護功能測試模塊包括相互并聯(lián)的采樣電阻和電壓數(shù)值采集裝置；該采樣電阻的一端與所述負接線端子電連接、另一端通過可調電阻與所述正接線端子電連接；測試時被測電池正負極分別與所述正負接線端子電連接；所述內阻測試模塊包括相互并聯(lián)的負載電阻和電壓數(shù)值采集裝置；該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與所述正接線端子電連接、負極端子與所述負接線端子電連接；所述電源正極與所述正接線端子電連接、所述電源負極與所述負接線端子電連接；測試時所述電源向所述正接線端子和所述負接線端子之間輸出交流電壓；測試時被測電池正負極分別與所述正負接線端子電連接；所述標準電阻測試模塊包括電壓數(shù)值采集裝置和已知阻值的精密電阻；該電壓數(shù)值采集裝置的正極端子與所述正接線端子電連接、負極端子與所述負接線端子電連接；所述負接線端子與所述電源負極電連接，所述正接線端子通過精密電阻與所述電源正極電連接；測試時所述電源輸出一直流電壓，被測電池的TH端與所述正接線端子電連接、被測電池的負極與所述正接線端子電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于包括與各測試模塊中的電壓數(shù)值采集裝置電連接的可對電壓數(shù)值采集裝置測試數(shù)據(jù)進行分析處理的控制處理單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于所述控制處理單元包括存儲元件和顯示元件。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于包括兩組或兩組以上所述測試模塊組，同組測試模塊組中的各所述測試模塊共用一對正負接線端子。
5.根據(jù)權利要求4所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)采集輔助電路；各電壓數(shù)值采集裝置設于所述數(shù)據(jù)采集卡中；所述負載電阻、采樣電阻、可調電阻和精密電阻設于所述數(shù)據(jù)采集輔助電路中，所述數(shù)據(jù)采集輔助電路還包括數(shù)據(jù)采集卡電壓數(shù)值采集裝置切換模塊和測試通道選擇模塊；所述數(shù)據(jù)采集輔助電路分別與所述各正負接線端子、數(shù)據(jù)采集卡電連接；所述數(shù)據(jù)采集卡與控制處理單元電連接；測試時在所述控制處理單元的信號控制下所述數(shù)據(jù)采集卡電壓數(shù)值采集裝置切換模塊和測試通道選擇模塊進行各測試模塊的切換組合，所述PCI數(shù)據(jù)采集卡與各正負接線端子、數(shù)據(jù)采集輔助電路一起組合出各測試模塊組。
6.根據(jù)權利要求5所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于所述控制處理單元為PC機；所述數(shù)據(jù)采集卡為帶有A/D轉換模塊的PCI數(shù)據(jù)采集卡，該PCI數(shù)據(jù)采集卡裝入所述PC機主板的PCI插槽中；所述電壓數(shù)值采集裝置為所述PCI數(shù)據(jù)采集卡中的A/D轉換模塊。
7.根據(jù)權利要求6所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于所述測壓數(shù)值采集裝置、負載電阻、采樣電阻、可調電阻和精密電阻各自的個數(shù)與所述測試模塊組的組數(shù)相同。
8.根據(jù)權利要求7所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于包括夾具，所述各測試模塊組的正負接線端子設于該夾具上。
9.根據(jù)權利要求8所述的二次電池性能測試裝置，其特征在于所述內阻測試模塊測試時，所述電源向所述正接線端子和所述負接線端子之間輸出的交流電壓是頻率為1KHz、幅度為1V的正弦波。
專利摘要本實用新型提供一種二次電池性能測試裝置，包括電源，還包括測試模塊組，該測試模塊組包括開路電壓測試模塊、過充/過放保護測試模塊、過流保護功能測試模塊、內阻測試模塊、標準電阻測試模塊和可分別與被測電池的相應端子電連接的正負接線端子。本實用新型二次電池性能測試裝置簡化了傳統(tǒng)測試裝備，提高了測試效率和自動化程度，具有較高的集成度。
文檔編號G01R31/36GK2935178SQ200620017750
公開日2007年8月15日 申請日期2006年8月15日 優(yōu)先權日2006年8月15日
發(fā)明者劉錦江, 林玥, 張榮福 申請人:比亞迪股份有限公司