一种基于集散式的模拟电池的实验装置及其保护板检测方法与流程

1.本发明属于电子领域；具体涉及一种基于集散式的模拟电池的实验装置及其保护板检测方法。


背景技术：

2.随着新能源产业的不断推广和普及，越来越多的新能源电池应用到我们的生活中来，大到新能源汽车，小到便携式电源等等。而新能源电池一般都是由两个部分组成的，1、保护板；2、电芯。目前在生产中，对保护板的调试手段主要有两种，一种是模拟电池，一种是实物电芯。模拟电池价格昂贵，动辄几万几十万，且体积庞大无法普及到生产应用中，因此目前的检测手段基本都是用实体电芯来连接保护板进行调试，但是未经检测的保护板，有可能存在短路，虚焊等问题，对实体电芯的伤害比较大，而且很容易引起爆炸和火灾等安全隐患。
3.现有的模拟电池是通过变压器将市电转化为多路的电压输出，其中集成了模拟开关等器件使得模拟电池的体积十分的庞大，因此价格也十分昂贵，通用性不强，也不方便携带。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于集散式的模拟电池的实验装置及其保护板检测方法，用以解决现有技术中未经检测的电池与保护板相互损害的问题。
5.本发明通过以下技术方案实现：
6.一种基于集散式的模拟电池，所述模拟电池包括多个模拟电芯片模块，模拟电芯片模块的正极与相邻模拟电芯片模块的负极相连接，并引出电压输出点；相邻的两个电压输出点为其所对应的模拟电芯片模块的电压；
7.每组第一个模拟电芯片模块的负极的电压输出点接地；
8.每组最后一个模拟电芯片模块的正极的电压输出点为整个模拟电池的正输入端；
9.若干个模拟电芯片模块组成模拟电池。
10.一种基于集散式的模拟电池，所述多个模拟电芯片模块结构相同，每个所述模拟电芯片模块均包括电源组件、mcu控制组件、通信组件和监测组件，所述电源组件与通信组件相连接，所述通信组件与mcu控制组件相连接，所述mcu控制组件与监测组件相连接，所述监测组件与电源组件相连接。
11.一种基于集散式的模拟电池，所述电源组件接收电能，所述电源组件为通讯组件、mcu控制组件与监测组件提供电能，并根据mcu所下达的指令对输出电压电流进行相应的调整，所述通讯组件向电源组件传输信号，所述通讯组件与mcu控制组件双向传输信号，所述mcu控制组件接收监测数据自动采集的信号；监测组件接收模拟通道的电压值与电流值，并传输给mcu组件。
12.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，所述实验装置包括模拟电池与保护板，
所述模拟电池均与供电模块相连接，所述供电模块接收市电，所述模拟电池均与主控模块相连接，所述主控模块与pc控制模块相连接。
13.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，
14.所述电源组件，用于输入3.2v-23.4v宽范围，且可调整输出电压的直流电源电路；
15.所述mcu控制组件，用于协调各模块的协同工作；
16.所述通信组件，用于各个模拟电芯间的信息通信；
17.所述监测组件，用于监测各模拟通道的电压、电流值，并反馈给mcu组件，让mcu组件能确认各模拟通道的输出电压是否达到设定值，以便于调整电源组件对输出进行调整。
18.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，
19.所述模拟电池，用于调整各模拟通道的电压和/或电流的输出和/或关闭，输出电压电流的数值，同时获取被测保护板的静态工作电流；
20.所述保护板，用于生产时被测量的对象，可通过模拟电池对其功能参数正常进行检测判断；
21.所述主控模块，用于采集各模拟通道的信息，并将信息发送至pc端进行显示，同时将pc所发送来的命令信息下达给各模拟通道执行；
22.所述pc控制模块，用于在电脑端看到各模拟通道的信息，并能对相并参数信息进行修改。
23.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，所述模拟电池均与供电模块相连接，所述供电模块接收市电后将电能传输至电源组件，电源组件根据mcu所下达的指令对输出电压和/或电流进行调整，所述模拟电池均向主控模块传输信号，所述主控模块与pc控制模块双向传输信号。
24.一种基于集散式的模拟电池的实验装置的保护板检测方法，所述保护板检测方法具体包括但不局限于实现各模拟电芯板的id设置、模拟电芯电压偏移量的设置、模拟电池总电压总电流值的读取、模拟电芯电压值的设置、模拟电芯输出的打开和关闭和/或模拟电池的静态功耗的读取。
25.本发明的有益效果是：
26.本发明操作更简便，生产成本低，利于后期维护与推广，能够实现所有模拟电池所有实现的功能。
27.本发明有助于提高新能源电池bms在研发及生产测试中的效率和可靠性试验。
附图说明
28.图1是本发明的多级模拟电芯连接示意图。
29.图2是本发明的多级模拟电芯工作示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.一种基于集散式的模拟电池，所述模拟电池包括多个模拟电芯片模块，模拟电芯片模块的正极与相邻模拟电芯片模块的负极相连接，并引出电压输出点；相邻的两个电压输出点为其所对应的模拟电芯片模块的电压；
32.每组第一个模拟电芯片模块的负极的电压输出点接地；
33.每组最后一个模拟电芯片模块的正极的电压输出点为整个模拟电池的正输入端；
34.若干个模拟电芯片模块组成模拟电池。
35.一种基于集散式的模拟电池，所述多个模拟电芯片模块结构相同，每个所述模拟电芯片模块均包括电源组件、mcu控制组件、通信组件和监测组件，所述电源组件与通信组件相连接，所述通信组件与mcu控制组件相连接，所述mcu控制组件与监测组件相连接，所述监测组件与电源组件相连接。
36.一种基于集散式的模拟电池，所述电源组件接收电能，所述电源组件为通讯组件、mcu控制组件与监测组件提供电能，并根据mcu所下达的指令对输出电压电流进行相应的调整，(即下达设置电压输出为4v，那么输出就必须为4v，如果下达输出电压为2.5v则电源输出就必须是2.5v，以此类推，输出电压必须与指令相对应)所述通讯组件向电源组件传输信号，所述通讯组件与mcu控制组件双向传输信号，所述mcu控制组件接收监测数据自动采集的信号；监测组件接收模拟通道的电压值与电流值，并传输给mcu组件。
37.mcu组件能确认各模拟通道的输出电压是否达到设定值，以便于调整电源组件对输出进行调整。
38.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，所述实验装置包括模拟电池与保护板，所述模拟电池均与供电模块相连接，所述供电模块接收市电，所述模拟电池均与主控模块相连接，所述主控模块与pc控制模块相连接。
39.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，所述电源组件，用于输入3.2v-23.4v宽范围，且可通过软件通信来调整输出电压的直流电源电路；
40.所述mcu控制组件，用于协调各模块的协同工作；
41.所述通信组件，用于各个模拟电芯间的信息通信；
42.所述监测组件，用于监测各模拟通道的电压、电流值，并反馈给mcu组件，让mcu组件能确认各模拟通道的输出电压是否达到设定值，以便于调整电源组件对输出进行调整。
43.电源组件和mcu组件通过总线连接进行通信；mcu通过总线可以修改电源模块的寄存器，根据电源芯片内不同的寄存器的操作，可以实现对电源输出电压和电流的限制。
44.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，所述模拟电池，用于调整各模拟通道的电压和/或电流的输出和/或关闭，输出电压电流的数值，同时获取被测保护板的静态工作电流；
45.所述保护板，用于生产时被测量的对象，可通过模拟电池对其功能参数正常进行检测判断；
46.所述主控模块，用于采集各模拟通道的信息，并将信息发送至pc端进行显示，同时将pc所发送来的命令信息下达给各模拟通道执行；
47.所述pc控制模块，用于在电脑端看到各模拟通道的信息，并能对相并参数信息进行修改。
48.一种基于集散式的模拟电池的实验装置，所述模拟电池均与供电模块相连接，所
述供电模块接收市电后将电能传输至电源组件，电源组件根据mcu所下达的指令对输出电压和/或电流进行调整，所述模拟电池均向主控模块传输信号，所述主控模块与pc控制模块双向传输信号。
49.模拟电池可以由单个模拟电芯组成，也可根据实际使用情况通过连接多个模拟电芯组成，通过通信协议，可以实现各模拟电芯板的id设置，模拟电芯电压偏移量的设置，模拟电池总电压总电流值的读取，模拟电芯电压值的设置，模拟电芯输出的打开和关闭，以及模拟电池的静态功耗的读取功能。
50.可以实现各模拟电芯板的id设置，模拟电芯电压偏移量的设置，模拟电池总电压总电流值的读取，模拟电芯电压值的设置，模拟电芯输出的打开和关闭，以及模拟电池的静态功耗的读取。
51.本发明的电池组易于携带，有多个模块组成，可独立工作，也可串接使用的模拟电池装置。它由多个单体模拟电池(电源模块)构成，可分开，可串接，因而大大减少了常规模拟电池臃肿的体积，由于它不是真实的电池，因而不惧测试时短路，过流等风险，也避免了实体电芯在使用中的爆炸燃烧的危险，消除安全隐患。
52.实现对输出的调整具体为，
53.若干个模拟电芯片模块组成模拟电池；
54.连接主控模块与pc端，通过pc端下达指令；
55.主控模块将pc端下达的指令，通过总线下发给各个模拟电芯片；
56.各模拟电芯根据接收到相应指令，调整电源组件的寄存器参数，来实现对输出的调整。
57.实现各模拟电芯板的id设置具体为，
58.主控下达id编号指令，即从0开始至所需串数；
59.此时所有的模拟电芯片都会接收到相同的指令；
60.在需要设置的模拟电芯片上，在mcu组件中按下按键，此时模拟电芯片便确认该id为本模拟电芯片的id号，并回答一个信息给主控组件，以确认接收完成；
61.主控收到id已确认后，会再次发送之前id+1的新id给众模拟电芯片；
62.确认id号，当主控发送完所有的id编号后，编号流程结束。
63.模拟电芯电压偏移量的设置具体为，
64.当pc端上查询到某个通道的电压和设置电压有偏差时，向主控发送修改电压偏移量的设置的指令；
65.主控模块将pc端下达的指令，通过总线下发给相对应id的模拟电芯片；
66.在需要设置的模拟电芯片上mcu组件根据指令转化为相应的参数值对电源组件的电压偏移寄存器进行相应的正负修改，修改完毕后，通过监测组件，监测到修改后的电压值与设置值是否相同，不同值时，mcu组件则微调寄存器直至相同为止，结束操作后通过总线回复确认信息给主控组件，以确认操作完成。
67.模拟电池总电压总电流值的读取具体为，
68.当pc端上的软件点击电压或电流参数查询时，会向主控发送一组电压或电流查询的指令；
69.主控模块收到pc端下达的指令后，对各模拟芯片下发电压或电流查询指令；
70.当模拟电芯片上mcu组件收到指令后，通过总线查询电源组件的电压或电流寄存器值，并将监测组件获取的电压或电流值一并传送给主控模块，主控根据各模块的电压值累计后(电流不累加)传送给pc端上的软件进行操作显示。
71.模拟电芯电压值的设置具体为，
72.当pc端上的软件需要对相应的模拟通道输出电压进行设置时，会向主控发送修改电压的设置的指令；
73.主控模块将pc端下达的指令，通过总线下发给相对应id的模拟电芯片；
74.在需要设置的模拟电芯片上mcu组件根据指令转化为相应的参数值对电源组件的电压寄存器进行数值修改，修改完毕后，通过监测组件，监测到修改后的电压值与设置值是否相同，不同值时，mcu组件则微调寄存器直至相同为止，结束操作后通过总线回复确认信息给主控组件，以确认操作完成。
75.模拟电芯输出的打开和关闭具体为，
76.当pc端上的软件需要打开或关闭某个通道或所有通道的电压时，会向主控发送修改电芯打开或并闭的设置的指令；
77.主控模块将pc端下达的指令，通过总线下发给相对应id的模拟电芯片(如果是打开或关闭所有的模拟通道输出，则所有id的模拟电芯片都会接收到该指令)；
78.在需要设置的模拟电芯片上mcu组件根据指令对电源组件的相应的输出开关寄存器进行操作修改，修改完毕后，通过监测组件，监测到输出是否完成打开或关闭，结束操作后通过总线回复确认信息给主控组件，以确认操作完成。
79.模拟电池的静态功耗的读取具体为，
80.当pc端上的软件查询到某个通道的静态功耗时，向主控发送查询静态功耗指令；
81.主控模块将pc端下达的指令，通过总线下发给相对应id的模拟电芯片；
82.在需要设置的模拟电芯片上mcu组件根据指令查询电源组件上对应的器件的寄存器参数，并将参数值回传给主控以确认操作完成；
83.主控获取参数后,进行相应的数据转换，将转换后的数值再传送给pc端上的软件，以完成操作。