一种多量程高精度电池测试主机及电池测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种多量程高精度电池测试主机及电池测试系统。


背景技术：

2.随着电池在移动通讯和电子电器等领域的广泛运用，电池的安全事故也频频爆光。对于很多电子生产企业来说进行电池检测成为一项日常的工作，所以通过标准体系的电池性能检测是解决电池是否安全可靠的途径。
3.在电池通用安全检测项目中除了机械测试、热测试、环境模拟测试，最重要的检测项目就是电池的电学测试，包括过充电、过放电、外部短路、强制放电等。电池的电学检测是我们了解电池的容量、内阻、电压特性、倍率特性、温度特性、循环寿命、能量密度等等重要的参数的重要手段，这些电学参数一方面用来论证被测电池是否达到了当初的设计目标，另一方面可以通过这些参数有利于对运作中电池进行更好的管理和控制，此外还可以用来判断被测电池是否达标，是否满足其应用场景。
4.因此，对电池的检测是电池制造工艺中的重要环节。在现有技术中(专利公开号：cn209356646u)，可以同时测试三个电池，以此提高测试效率。因此，现有电池测试主机仍然存在测试电池测试速度慢，进而导致电池测试效率低，同时电池检测设备过于复杂，不利于操作。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种多量程高精度电池测试主机，其检测电池的速率快、精度高且操作方便；本实用新型的目的之二在于提供一种电池测试系统。
6.本实用新型所述的一种多量程高精度电池测试主机，其特征在于，包括：
7.主机箱体，包括外壳和供电电源，供电电源设置在外壳内部，用于向主控板和驱动板供电；
8.主控板，设置在外壳内，包括dsp处理器、fpga控制器和并行da，所述并行da和所述fpga控制器信号连接，并均与所述dsp处理器信号连接，也均与所述驱动板电连接，用于接收所述dsp处理器发送的电源信号转化成电流信号并传输给所述驱动板；而所述fpga控制器用于控制所述驱动板根据所述电流信号输出相对应的测试信号以测试电池；
9.和驱动板，设置在外壳内，并与所述主控板电连接，包括cpld控制器、模拟开关和多个硬件pid控制，所述模拟开关的电流信号接收端与所述并行da信号连接，用于接收电流信号；所述cpld控制器与所述fpga控制器信号连接，用于控制所述模拟开关来根据电流信号选择其中一个硬件pid控制输出相对应的一个测试信号；分别与所述cpld控制器和所述硬件pid控制电性连接；所述硬件pid控制的信号控制端口与所述模拟开关的信号输出端口电连接，用于输出测试信号；
10.其中，所述测试信号是指为测试电池的测试电流。
11.所述主控板还包括并行ad，所述并行ad分别与硬件pid控制、所述fpga控制器和所述dsp处理器电连接，用于采集测试信号。
12.所述驱动板还包括继电器，所述继电器分别与与所述cpld控制器与所述硬件pid控制电性连接，用于控制充电或放电。
13.所述电池测试主机还包括散热装置，所述散热装置设置在外壳内，包括散热器和散热风机，所述驱动板设置在所述散热器上；所述散热风机有两台，分别为第一风机和第二风机，所述散热器与所述第一风机相对设置，所述主控板与所述第二风机相对设置。
14.所述散热器上设置有通风槽，通风槽与所述第一风机相对设置。
15.所述外壳上设置有进风口和出风口，所述第一风机固定在所述进风口上，所述第二风机固定在所述出风口上。
16.所述外壳包括上壳和下壳，下壳包括底板和设置在底板两端的端板，两块端板正对，其中端板上设有进风口、出风口和接口；上壳架装在两端板上，并与底板平行，二者之间之间留有空间，用于安装电池测试主机的部件。
17.所述供电电源包括第一电源和第二电源，所述第一电源与所述主控板电连接，用于向主控板供电；所述第二电源与所述驱动板电连接，用于向驱动板供电。
18.一种电池测试系统，其特征在于，包括本实用新型所述的多量程高精度电池测试主机、总控制器和以太网关，所述总控制器与所述以太网关信号连接，所述以太网关分别与所述dsp处理器和所述fpga控制器信号连接，用于实现dsp处理器、fpga控制器与总控制器之间的无线通信。
19.本实用新型的有益效果在于：本多量程高精度电池测试主机可以对电池进行全自动测试，测试通道多、测试速度快且操作方便简单，极大地提高了电池的测试效率。
附图说明
20.图1多量程高精度电池测试主机的结构示意图；
21.图2该电池测试主机去掉上壳后的结构示意图；
22.图3该电池测试主机的散热器和驱动板的结构示意图；
23.图4该电池测试主机的主控板的结构框图；
24.图5该电池测试主机的驱动板的结构框图；
25.图6本实用新型电池测试系统的原理框图。
具体实施方式
26.下面结合附图进一步说明本实用新型。
27.参照附图：
28.实施例1本实用新型所述的一种多量程高精度电池测试主机1，包括：
29.主机箱体，包括外壳40和供电电源，供电电源设置在外壳内部，用于向主控板和驱动板供电；
30.主控板10，设置在外壳40内，包括dsp处理器、fpga控制器和并行da，所述并行da和所述fpga控制器信号连接，并均与所述dsp处理器信号连接，也均与所述驱动板电连接，用
于接收所述dsp处理器发送的电源信号转化成电流信号并传输给所述驱动板；而所述fpga控制器用于控制所述驱动板根据所述电流信号输出相对应的测试信号以测试电池；
31.和驱动板20，设置在外壳40内，并与所述主控板电连接，包括cpld控制器、模拟开关和多个硬件pid控制，所述模拟开关的电流信号接收端与所述并行da信号连接，用于接收电流信号；所述cpld控制器与所述fpga控制器信号连接，用于控制所述模拟开关来根据电流信号选择其中一个硬件pid控制输出相对应的一个测试信号；分别与所述cpld控制器和所述硬件pid控制电性连接；所述硬件pid控制的信号控制端口与所述模拟开关的信号输出端口电连接，用于输出测试信号；
32.其中，所述测试信号是指为测试电池的测试电流。
33.所述主控板10还包括并行ad，所述并行ad分别与硬件pid控制、所述fpga控制器和所述dsp处理器电连接，用于采集测试信号。
34.所述驱动板20还包括继电器，所述继电器分别与与所述cpld控制器与所述硬件pid控制电性连接，用于控制充电或放电。
35.所述电池测试主机1还包括散热装置，所述散热装置设置在外壳40内，包括散热器30和散热风机，所述驱动板20设置在所述散热器30上；所述散热风机有两台，分别为第一风机31和第二风机12，所述散热器30与所述第一风机31相对设置，所述主控板10与所述第二风机12相对设置。
36.所述散热器30上设置有通风槽32，通风槽32与所述第一风机31相对设置。
37.所述外壳40上设置有进风口421和出风口422，所述第一风机31固定在所述进风口421上，所述第二风机12固定在所述出风口422上。
38.所述外壳40包括上壳41和下壳42，下壳包括底板和设置在底板两端的端板，两块端板正对，其中端板上设有进风口、出风口和接口；上壳41架装在两端板上，并与底板平行，二者之间之间留有空间，用于安装电池测试主机的部件。
39.所述供电电源包括第一电源11和第二电源21，所述第一电源与所述主控板电连接，用于向主控板供电；所述第二电源与所述驱动板电连接，用于向驱动板供电。
40.实施例2如图1-4所示，本实用新型公开了一种多量程高精度电池测试主机1，包括主机箱体、主控板10和驱动板20，所述主机箱体包括外壳和供电电源，供电电源设置在外壳内部，用于向主控板和驱动板供电；所述主控板10与所述驱动板20电性连接；
41.所述主控板10包括dsp处理器、fpga控制器和并行da；所述并行da和所述fpga控制器均与所述dsp处理器信号连接，所述并行da与所述fpga控制器信号连接；所述fpga控制器与所述驱动板20信号连接，所述并行da与所述驱动板20电性连接；当所述dsp处理器给所述并行da输入电源信号时，所述并行da把所述电源信号转化成电流信号并传输给所述驱动板20，同时所述fpga控制器控制所述驱动板20来根据所述电流信号输出相对应的测试信号，进而来测试电池。
42.在本实施例中，本多量程高精度电池测试主机通过所述dsp处理器给所述并行da输入电源信号，所述并行da将电源信号转化成电流信号并传输给所述驱动板20，所述fpga控制器控制所述驱动板20来根据所述电流信号输出相对应的测试信号，进而实现对电池的全自动测试，因此，整个电池测试操作简单方便。
43.其中，所述dsp处理器最优为200m主频dsp28377d，所述fpga控制器最优为50mfpga
控制mcu，所述并行da为14位数据传输。所述dsp处理器、所述fpga控制器和所述并行da运行的速度非常高，极大地提高了电池测试的速度。
44.实施例3本实施例与上述实施例的不同之处在于，如图4-6所示，所述驱动板20包括cpld控制器、模拟开关和硬件pid控制；所述cpld控制器与所述fpga控制器信号连接，所述模拟开关分别与所述cpld控制器和所述硬件pid控制电性连接；所述硬件pid控制，有多个，用于输出测试信号，当所述模拟开关接收到电流信号时，所述cpld控制器控制所述模拟开关来根据电流信号选择其中一个硬件pid控制输出相对应的一个测试信号。
45.在本实施例中，所述模拟开关为多选一的模拟开关，所述cpld控制器可以控制所述模拟开关来选择其中一个硬件pid控制；所述硬件pid控制为快速软件恒压的pid控制环路，所述pid控制环路的传输数据的速度非常高，可以提高输出测试信号的速度，进而提高电池测试速度；所述pid控制环路包括分流器，该分流器中设置有电阻，通过所述模拟开关可以技选择不同的pid控制环路，通过调节pid控制环路中电阻的大小，就可以调节电阻中电流的大小，从而可以调节硬件pid控制是的输出测试信号大小。
46.在一种优选的实施方案中，所述主控板10还包括用于采集测试信号的并行ad，所述并行ad分别与硬件pid控制、所述fpga控制器和所述dsp处理器电性连接；所述测试信号为测试电池的测试电流；所述驱动板20还包括用于控制充电或放电的继电器，所述继电器分别与所述cpld控制器和所述硬件pid控制电性连接。
47.在上述实施方式中，所述并行ad为16位并行ad，能提高采集测试信号的效率；所述fpga控制器控制所述并行ad采集测试信号，所述dsp处理器把采集到测试信号(测试电流)与实际设定的电流(电源信号)进行对比，从而判断输出的测试信号是否符合要求，如果不符合要求，所述dsp处理器可以通过所述fpga控制器控制所述cpld控制器去选择新一个所述硬件pid控制，从而调节输出的测试信号；所述继电器可以控制所述硬件pid控制输出充电信号或者放电信号，当所述继电器控制所述硬件pid控制输出放电信号时，所述硬件pid控制输出电流给电池充电；当所述继电器控制所述硬件pid控制输出充电信号时，所述硬件pid控制不输出电流，电池放电给所述硬件pid控制充电，从而使所述硬件pid控制输出充放电测试信号。
48.实施例4本实施例与实施例3的不同之处在于，如图1-3所示，所述电池测试主机1还包括散热器30、外壳40、第一风机31和第二风机12；所述驱动板20设置在所述散热器30下方；所述散热器30，其下设置有所述驱动板20，与所述第一风机31相对设置，所述散热器30上设置有通风槽32，通风槽32与所述第一风机31相对设置；所述主控板10与所述第二风机12相对设置；所述外壳40上设置有进风口421和出风口422，所述第一风机31固定在所述进风口421上，所述第二风机12固定在所述出风口422上。
49.在本实施例中，所述外壳40包括上壳41和下壳42，所述主控板10、所述驱动板20、所述散热器30、所述第一风机31和所述第二风机12均设置在所述外壳内；所述进风口421和所述出风口422均设置在所述下壳42的两侧；所述进风口421、所述第一风机31、所述散热器30、所述第二风机12和所述出风口422均位于同一条直线上；所述第一风机31把风抽进外壳40内，可以迅速地给所述驱动板20和所述主控板10降温，风再被所述第二风机12从所述出风口422处抽出，而使外壳40内的部件迅速降温。
50.其中，所述散热器30上设置的通风槽32，与所述第一风机31相对设置，更利于散热
器30两侧的驱动板20散热。
51.在一种优选的实施方式中，所述多量程高精度电池测试主机1还包括第一电源11和第二电源21；所述第一电源11与所述主控板10电性连接，所述第二电源21与所述驱动板20电性连接，这样利于给所述主控板10和所述驱动板20供电，也可防止主控板10和驱动板20相互干扰；所述下壳42上还设置有利于接线的接线架424，所述下壳42上还设置有与外部进行通讯或充放电的接口423，该接口423与所述主控板10或所述驱动板20电性连接。
52.如图6所示，本实用新型还公开了一种电池测试系统，包括上述任一项所述的多量程高精度电池测试主机1，还包括计算机和以太网关，所述计算机与所述以太网关信号连接，所述以太网关分别与所述dsp处理器和所述fpga控制器信号连接。
53.实施例5本实用新型所述的一种电池测试系统，包括所述的多量程高精度电池测试主机、总控制器和以太网关，所述总控制器与所述以太网关信号连接，所述以太网关分别与所述dsp处理器和所述fpga控制器信号连接，用于实现dsp处理器、fpga控制器与总控制器之间的无线通信。
54.本电池测试系统中的计算机通过以太网关与所述dsp处理器、所述fpga控制器进行信号连接，用户可以通过计算机对所述dsp处理器和所述fpga控制器进行控制，进而控制所述cpld控制器来控制所述模拟开关去选择所需要的硬件pid控制回路，从而输出所需要的电池测试信息。
55.所述继电器可以控制所述硬件pid控制进行充电或放电，所述硬件pid控制中的分流器的电阻各不相同，如图6中，40mr代表分流器中的电阻为40mr，0.68r代表分流器中的电阻为0.68r，2*(硬件pid控制控制40mr)代表分流器中有两个40mr的电阻并联，实际上电阻为20mr；通过所述继电器调节不同电阻中电流的大小，从而可以调节硬件pid控制的输出测试信号大小，进而可以输出多种测试信号。
56.其中，所述16位并行ad可以快速采集所述硬件pid控制输出的测试信号，并传递给所述dsp处理器，再上传给所述计算机，让用户查看测试信号。可以认为，所述计算机上也可以安装关于所述多量程高精度电池测试主机1的软件，例如波形采集软件和matlab软件。所述fpga控制器也可以选择不使用所述16位并行ad，也可以通过所述以太网关选择不同的网络或计算机。
57.综上所述，本电池测试系统利用所述dsp处理器和所述fpga控制器控制驱动板20快速地输出各种测试信号，而实现全自动测试电池，操作简单，测速速率快，适合大批量生产电池的需求。
58.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
59.本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。