一种多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法
【专利摘要】本发明涉及多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法，属于仪器仪表领域。具体内容有：一种过充电压测试方法、一种过流电流测试和过温温度测试方法。所述过流电流测试和过温温度测试方法包括：测出过流延时T2及过温延时T3；定义变量x2及x3，保存过流电流和过温温度的值；利用T2和x2算出过流电流，利用T3和x3算出过温温度。所述过充电压测试方法包括：测出过充延时T1；定义变量x1，保存过充电压的值；利用T1和x1算出过充电压，同时，所得的过充电压用于校正下一串锂电池的过充延时间，确保下一串锂电池过充电压测试的准确性。与现有技术相比，本发明不紧能够最大限度的减小测试时间，而且还保证了所测试参数的准确性、可靠性。
【专利说明】一种多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于仪器仪表【技术领域】，具体涉及一种多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法。
【背景技术】
[0002]相对于传统的铅酸、镍糊蓄电池，锂离子电池具有使用寿命命长、自放电率低、对环境污染较小、体积小、质量轻等诸多优势。鉴于锂电池的这种有点，在未来，锂电池的用量必定会增加。由于在各种锂电池供电的大功率器件当中，锂电池都是以锂电池组的形式存在，这样就会很容易出现电流过大、温度过高或某个单体过充电压与其它单体不一致等问题，在极端的情况下甚至可能发生电池爆炸等恶性安全事故。在这种情况下，多串锂电池保护板的质量必须要得到相应的提高。
[0003]为了提高多串锂电池保护板的质量，我们首先得从相关的检测仪器入手。据了解，现有的多串锂电池保护板测试仪大多不能很好的避免每串保护板之间固有的过充延时误差，进而将这种固有的误差加入到过充电压的计算中，导致过充电压测试不准确；或者为了解决过充电压测试不准确的问题加长了测试时间。为了解决过充电压测试的准确度与测试时间之间的矛盾，本发明提出了一种基于联动与递归计算的多串锂电池保护板过充电压测试方法，同时，本发明针对所测试的过流延时值和过温延时值的误差分别会加大过流电流和过温温度的测试误差，还提出了一种适用于多串锂电池保护板过流电流及过温温度测试的方法。
【发明内容】
[0004]针对现有多串锂电池保护板测试仪测试不准确或测试时间长的问题，本发明的目的在于提供一种多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法，以解决现有技术存在的上述不足之处。
[0005]本发明的目的是这样实现的:其中多串锂电池保护板过允电压的测试方法包括如下步骤:
[0006]I)通过电压输出电路输出一个过充电压，同时开启定时器进行计时；
[0007]II)当过充检测电路检测到过充信号后，停止定时器的计时并记下定时器所记录的时间T1，此时间即为过充延时时间；
[0008]III)根据所设置的扫描起始点、扫描等级及扫描终点控制电压以相应的扫描方式输出；
[0009]IV)当过充检测电路检测到过充信号后，通过相应的递归算法计算过充电压yi ；
[0010]V)将计算出的过充电压71导入到下一串锂电池保护板过充电压的测试程序中，优化下一串锂电池保护板过充电压测试的方法；
[0011]其中多串锂电池保护板过流电流的测试方法包括如下步骤:[0012]I)通过电流输出电路输出一个过流电流，同时开启定时器进行计时；
[0013]II)当过流检测电路检测到过流信号后，停止定时器的计时并记下定时器所记录的时间T2，此时间即为过流延时时间；
[0014]III)根据所设置的扫描起始点、扫描等级及扫描终点控制电流以相应的扫描方式输出；
[0015]IV)当过流检测电路检测到过流信号后，通过相应的递归算法计算过流电流I2 ；
[0016]其中多串锂电池保护板过温温度的测试方法包括如下步骤:
[0017]I)通过温度等效电压输出电路输出一个与过温温度相应的电压，同时开启定时器进行计时；
[0018]II)当过温检测电路检测到过温信号后，停止定时器的计时并记下定时器所记录的时间T3，此时间即为过温延时时间；
[0019]III)根据所设置的扫描起始点、扫描终点和扫描等级控制电压以相应的扫描方式输出；
[0020]IV)当过温检测电路检测到过温信号后，通过相应的递归算法计算过温温度y3 ；
[0021]本发明利用递归计算的方法测试出了过充电压、过流电流及过温温度，由此节约了测试时间，使得多串锂电池保护板的测试能快速进行，且将测试出的各种延时值用一种科学的算法引入到过充电压、过流电流及过温温度的计算中，减少了延时误差对的过充电压、过流电流及过温温度的影响；同时，对于多串锂电池保护板的过充电压测试，在本发明中，只需测量一次过充延时，就能够实现每串锂电池保护板的过充电压精确测试，从而进一步在保证准确度的同时加快了多串锂电池保护板测试的快速进行。
[0022]经试验，用本发明涉及的方法测试过充延时、过流延时及过温延时分辨率为lmS，准确度可达±lmS ;测试过充电压时，其分辨率为lmV，准确度可达土(0.05% +2个字);测试过流电流时，其分辨率为0.01A，准确度可达土(0.2% +5个字);测试过温温度时，其分辨率为0.5摄氏度，准确度可达±1摄氏度。用本发明涉及的方法精确的测试完一块四串的锂电池保护板的过充电压、过流电流及过温温度最快可达12s左右。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明所涉及的硬件系统结构框图；
[0024]图2为多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法总体框图；
[0025]图3为非第一串锂电池保护板过充电压测试方法框图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本发明所涉及的硬件系统结构共包括8个部分，分别为MCU、定时器、电压输出电路、电流输出电路、温度等效电压输出电路、过充检测电路、过流检测电路及过温检测电路。这些结构都以MCU为主导，在MCU的控制下有序地完成测试工作。
[0027]如图2所示，对于过流电流测试，本发明的【具体实施方式】如下:
[0028]I)由MCU控制电流输出电路、定时器及过流检测电路开始工作，使电流输出电路输出一适当的过流电流(能够保证锂电池保护板有过流保护动作即可)，同时，开启定时器开始计时并实时通过过流检测电路来监控锂电池保护板过流保护情况。[0029]II)当MCU通过过流检测电路检测到过流保护动作之后，停止定时器计数，并关闭输出电流(确保测试的安全性)，然后读出定时器所记录的时间τ2。
[0030]III)通过MCU按着所设置的扫描等级参数a2 (代表a2秒加1mA的电流)及扫描起始点参数b2(代表扫描起点电流为b2mA)控制电流扫描输出的方式，同时定义变量x2，X2也按着所设置的扫描等级参数a2及扫描起始点参数b2作相应代数运算其关系式为:
【权利要求】
1.本发明所涉及的多串锂电池保护板过充电压、过流电流及过温温度测试方法其特征，该方法包括:一种过充电压测试方法、一种过流电流测试方法和一种过温温度测试方法；其所涉及的硬件系统结构共包括8个部分，分别为MCU、定时器、电压输出电路、电流输出电路、温度等效电压输出电路、过充检测电路、过流检测电路及过温检测电路，且这些结构都以MCU为主导，在MCU的控制下有序地完成测试工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的过充电压测试方法包括:第一串锂电池保护板的过充电压测试方法、非第一串锂电池保护板的过充电压测试方法。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述的第一串锂电池保护板的过充电压测试方法具体步骤有:1)用定时器测出过充延时T1； II)根据所设置的扫描起始点b1、扫描终点S1和扫描等级ai控制电压以相应的扫描方式输出； III)定义参数七保存第一串锂电池保护板的过充电压的值，其表达式为
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述的非第一串锂电池保护板的过充电压测试方法具体步骤有:1)导入第一次串锂电池保护板测试中测试出的过充延时T1、上一串锂电池保护板的过充电压Y1 ; II)根据所设置的扫描起始点b和扫描等级a控制电压以相应的扫描方式输出； III)定义参数X保存非第一串锂电池保护板的过充电压的值，其表达式为
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的过流电流测试方法具体步骤有:1)用定时器测出过流延时T2； II)根据所设置的扫描起始点b2、扫描终点S2和扫描等级a2控制电流以相应的扫描方式输出；
III)定义参数X2保存过流电流的值，其表达式为
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的过温温度测试方法具体步骤有:1)用定时器测出过温延时T3； II)根据所设置的扫描起始点b3、扫描终点S3和扫描等级a3控制温度等效电压以相应的扫描方式输出；III)定义参数X3保存过温等效电压的值，其表达式为x3=t/a3+b3，其中t为输出温度等效电压已扫描的时间； IV)由代数式u= x3-[T3-(s3-d3-b3) Xa3]/f3计算出过温等效电压,其中u表示过温等效电压； V)由代数式y3= kXu+c计算出过温温度，其中参数k和c为温度与温度等效电压之间的关系系数。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述的第一串锂电池保护板的过充电压最终表达式为:
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述的非第一串锂电池保护板的过充电压最终表达式为:
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述的过流电流的最终表达式为:
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述的过温温度的最终表达式为:
【文档编号】G01K13/00GK104034945SQ201410308906
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】杨君, 柴显盈, 陈亮 申请人:宁波市科技园区海昇仪器有限公司