电池充放电测试仪的制作方法

1.本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种电池充放电测试仪。


背景技术：

2.随着新能源行业的高速发展，电池技术的不断突破，各种新型电池也不断发展进步。而电池在制造完成后，还需要对电池进行充放电测试。常规的电池在测试过程中，通过充放电设备对电池进行充放电测试。如中国专利公开号cn 109474048 a公开了一种含负压的动力电池充电及性能检测设备，该设备通过变压器输入电压经由ac/dc变换器后由dc/dc双向变换器来控制电池组充放电。由于充放电电路完全独立，为此，需要额外配置dc/dc双向变换器来进行充放电的换向控制，导致制造成本增加。如何设计一种无需配置dc/dc双向变换器便能够同时满足电池连续充放电测试要求以降低制造成本的技术是本实用新型所要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种电池充放电测试仪，实现电池充放电测试仪满足电池充放电的要求，以方便操作并降低制造成本。
4.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.本实用新型提供了一种电池充放电测试仪，包括：供电电源、充电变换器、放电变换器和测试工装；所述测试工装包括功率控制器、充电切换开关、充电二极管、放电切换开关和放电二极管；所述充电变换器和所述放电变换器分别与所述供电电源连接，所述测试工装具有第一连接头和第二连接头；
6.所述充电变换器的第一电极、所述充电切换开关、所述功率控制器、所述充电二极管和所述第一连接头依次连接，所述充电变换器的第二电极和所述第二连接头连接；
7.所述放电变换器的第一电极、所述放电切换开关、所述功率控制器、所述放电二极管和所述第一连接头依次连接，所述放电变换器的第二电极和所述第二连接头连接；
8.所述放电二极管并联在串联在一起的所述功率控制器和所述充电二极管上。
9.进一步的，所述供电电源为交流电源。
10.进一步的，所述供电电源与所述充电变换器之间设置有充电变压器。
11.进一步的，所述供电电源与所述放电变换器之间设置有放电变压器。
12.进一步的，所述充电变换器和所述放电变换器为ac/dc转换器。
13.进一步的，所述电池充放电测试仪包括多个所述测试工装，多个所述测试工装并联设置。
14.本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过设置测试工装将电池连接在充电变换器和放电变换器上，在进行充放电测试过程中，仅需要控制对应的切换开关通断，便可以实现对电池进行充放电测试，从而无误单独配置充电设备和放电设备，以降低制造成本；另外，在测试过程中，仅需要将电池连接在第一连接头和第二连接头上，而
无需在充放电过程中，拆装电池，进而简化了操作过程，方便操作人员使用。
15.另外，通过配置充电二极管和放电二极管来满足充放电过程中电流的通断要求，进而无需额外配置dc/dc双向变换器来控制电池组充放电，实现降低制造成本。
附图说明
16.图1为本实用新型电池充放电测试仪的电路原理图。
17.附图标记：
18.供电电源1、充电变换器2、放电变换器3、测试工装4、功率控制器41、充电切换开关42、充电二极管43、放电切换开关44、放电二极管45、第一连接头401、第二连接头402、充电变压器5、放电变压器6、电池100；
具体实施方式
19.如图1所示，本实用新型提供一种电池充放电测试仪，包括：供电电源1、充电变换器2、放电变换器3和测试工装4；测试工装4包括功率控制器41、充电切换开关42、充电二极管43、放电切换开关44和放电二极管45；充电变换器2和放电变换器3分别与供电电源1连接，测试工装4具有第一连接头401和第二连接头402；
20.充电变换器2的第一电极、充电切换开关42、功率控制器41、充电二极管43和第一连接头401依次连接，充电变换器2的第二电极和第二连接头402连接；
21.放电变换器3的第一电极、放电切换开关44、功率控制器41、放电二极管45和第一连接头401依次连接，放电变换器3的第二电极和第二连接头402连接；
22.放电二极管45并联在串联在一起的功率控制器41和充电二极管43上。
23.具体的，在实际测试过程中，将待测试的电池100连接在所述第一接头和所述第二接头上，例如：所述电池的正极与所述第一接头电连接，所述电池的负极与第二连接头402电连接。
24.在对所述电池进行充电测试时，充电切换开关42闭合，放电切换开关44断开，充电变换器2、充电切换开关42、功率控制器41、充电二极管43和所述电池100形成闭环回路。充电变换器2为恒流源输出，充放电测试仪根据控制信号反馈电池电流电压的变化，自动调节功率控制器41的电流电压来实现对所述电池进行充电测试。
25.而当需要对所述电池进行放电测试时，充电切换开关42断开，放电切换开关44闭合，放电变换器3、所述电池100、放电二极管45、功率控制器41和放电切换开关44形成闭环回路。放电变换器3为恒流源输出，充放电测试仪根据控制信号反馈电池电流电压的变化，自动调节功率控制器41的电流电压来实现对所述电池进行放电测试。
26.通过设置测试工装将电池连接在充电变换器和放电变换器上，在进行充放电测试过程中，仅需要控制对应的切换开关通断，便可以实现对电池进行充放电测试，从而无需单独配置充电设备和放电设备，以降低制造成本；另外，在测试过程中，仅需要将电池连接在第一连接头401和第二连接头402上，而无需在充放电过程中，拆装电池，进而简化了操作过程，方便操作人员使用。
27.其中，对于供电电源1则采用交流电源进行供电，相对应的，在供电电源1与充电变换器2之间设置有充电变压器5。同样的，供电电源1与放电变换器3之间设置有放电变压器
6。
28.另外，充电变换器2和放电变换器3为ac/dc转换器。
29.进一步的，所述电池充放电测试仪包括多个测试工装4，多个测试工装4并联设置。
30.具体的，为了提高测试效率，针对多个所述电池，可以配置多个并联设置的测试工装4，每个测试工装4与对应的所述电池进行连接，进而可以实现一次对多个所述电池进行充放电测试。
31.基于上述技术方案，可选的，常规的电池在充放电测试过程中，只能对电池进行正电充电和正电放电，无法通过同一个设备实现正负电充放电，本实施例电池充放电测试仪在使用时，包括充电测试模式和放电测试模式；
32.充电模式下，通过充放电测试仪对电池进行充电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池充电，电池进行充电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充电；
33.放电模式下，通过充放电测试仪对电池进行放电，并且，充放电测试仪根据不同的电池自动调节适应电池放电，电池进行放电时，测试仪自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续放电。
34.具体的，在进行充电和放电过程中，通过充放电测试仪的自动调节除了满足对电池进行正常的正电压充放电测试外，还可以进一步的自动检测电池正负极极性，并自动调整参数使电池电位在过零时能继续充放电，进而实现负电压充放电。
35.既能实行正常情况下对各种电池、电池组充放电或检测等功能，又具有在电池、电池组不显电或显负压时对该电池、电池组充放电或检测等功能。
36.基于上述充放电测试仪，其中，功率控制器41的实时电压为ur，所述充电切换开关与充电二极管电压之和以及放电切换开关与放电二极管电压之和均为us，充电变换器2和放电变换器3的电压均为ud，待测试电池的实时电压为ub，功率控制器41的最低工作电压为u1，待测试电池的额定正电压为u2，待测试电池的额定负电压为u3。
37.要实现正负电压无缝连续充电，要保障功率控制器41的电压ur≧u1，即需要使得充电变换器2的电压ud减去所述电池的电压ub减去充电切换开关42与充电二极管电压43之和us的值大于等于u1。因所述充电切换开关42与充电二极管电压43之和us为器件压降、电池的电压ub是已知固定值，所以确保充电变换器2的电压值ud≧ur+ub+us，即可实现测试仪功能的正常工作，从而实现正负电压无缝连续充电。
38.具体的，所述充电模式下ub+ur+us-ud =0，根据公式ur=ud-ub-us，此时功率控制器41的工作电压ur≧u1，即ud-ub-us≧u1。随着电池电压ub的变化（u2≧0或u3＜0），充电切换开关42与充电二极管43电压之和us为器件压降，此时功率控制器41的工作电压取ur= ud
‑ꢀ
u2-us时电压值最低，即调整充电变换器2的电压值ud满足ud-u2-us≧u1即可实现电池负电压充电。
39.例如：电池额定电压u2=12v, u3=-12v, 充电切换开关42与充电二极管43电压之和us=5v，功率控制器2的最低工作电压为u1=10v；ur+ub+us-ud=0
40.ub 大于0，ub = u2，ur=u1；ud
ꢀ‑
u2-us≧u1，ud≧10v+12v+5v=27v，即ud取27v满足工作需求；
41.ub等于0，ub = u2，ur=u1；ud
ꢀ‑
u2-us≧u1，ud≧10v+0v+5v=15v，即ud取15v满足工
作需求
42.ub小于0，ub = u3，ur=u1；ud
ꢀ‑
u3-us≧u1，ud≧10v-12v+5v=3v，即ud取3v满足工作需求，
43.通过以上实例可以看出当ub大于0时，充电变换器的电压值ud最大，所以此时测试仪的充电变换器的电压ud值应取27v，即可实现电池负压充电。
44.同样的，要实现正负电压无缝连续放电，要保障功率控制器41的电压ur≧u1，即需要使得放电变换器3的电压ud、所述电池的电压ub之和减去放电切换开关44与放电二极管45之和us大于u1。因所述放电切换开关44与放电二极管45之和us为器件压降、电池的电压ub是已知固定值，所以确保放电变换器3的电压值ud≧ur-ub+us，即可实现测试仪功能的正常工作，从而实现正负电压无缝连续放电。
45.具体的，ub-ur+ud-us =0，根据公式ur=ud+ub-us，此时功率控制器的工作电压ur≧u1，即ud+ub-us≧u1。随着电池电压ub的变化（u2≧0或u3＜0），放电切换开关44与放电二极管45电压之和us为器件压降，此时功率控制器的工作电压取ur= ud+ u3-us时电压值最低，即调整放电变换器3的电压值ud满足ud+u3-us≧u1即可实现电池负电压放电。
46.例如：电池额定电压u2=12v, u3=-12v, 充电切换开关与充电二极管电压之和us=5v，功率控制器的最低工作电压为u1=10v；ub-ur+ud-us=0
47.ub 大于0，ub = u2，ur=u1；u2 +ud-us≧u1，ud≧10v-12v+5v=3v，即ud取3v满足工作需求；
48.ub等于0，ub = u2，ur=u1；u2 +ud-us≧u1，ud≧10v-0v+5v=15v，即ud取15v满足工作需求
49.ub小于0，ub = u3，ur=u1；u3 +ud-us≧u1，ud≧10v+12v+5v=27v，即ud取27v满足工作需求，
50.通过以上实例可以看出当ub小于0时，放电变换器的电压值ud最大，所以此时测试仪的放电变换器的电压ud值应取27v，即可实现电池负电压放电。
51.所以，测试仪在负电压充放电时，保障功率控制器41的电压ur≧u1，即可实现正负电压无缝连续充放电。
52.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。