电池均衡评价系统及方法与流程

1.本发明涉及电池均衡技术领域，特别是涉及一种电池均衡评价系统及方法。


背景技术：

2.电池均衡的意义就是利用电力电子技术，使锂离子电池单体电压或电池组电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生。
3.然而，现阶段针对电池被动均衡方法、电池主动均衡方法或者电池主被动一体式均衡方法的评价是比较欠缺的，无法对电池均衡中的指标和参数进行量化，进而无法评价电池的均衡方式的均衡效率，从而无法评价电池对应的均衡方法的可行性及实用性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够针对电池被动均衡、电池主动均衡及电池主被动一体式均衡进行评价，以评估电池所应用的均衡方式的均衡效率的电池均衡评价系统及方法。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种电池均衡评价系统，包括：
7.待测模块；
8.电池模拟模块，所述电芯模拟模块与所述待测模块通讯连接，所述电池模拟模块用于模拟初始工作环境数据，并将所述初始工作环境数据输出至所述待测模块，以使所述待测模块生成实时环境模拟数据，所述电池模拟模块还用于采集实时均衡电流值；
9.存储模块，所述存储模块用于存储所述实时环境模拟数据；
10.监测模块，所述监测模块用于对所述待测模块的目标电芯进行测试操作，并生成实时电芯温度数据及实时均衡电路温升值；及
11.记录模块，所述记录模块用于记录所述实时电芯温度数据、所述实时均衡电路温升值及所述实时均衡电流值。
12.在其中一个实施例中，还包括供电模块，所述供电模块与所述待测模块连接，所述供电模块用于提供外部电源。
13.在其中一个实施例中，所述实时环境模拟数据包括电芯充电压差值、电芯容量及能量比较值、电芯放电压差值、温升比较值、放电后静置时的压差的比较值及异常事件信息。
14.在其中一个实施例中，所述初始工作环境数据包括工作电压数据及所述工作温度数据。
15.在其中一个实施例中，还包括上位机模块，所述上位机模块分别与所述待测模块、所述电池模拟模块、所述存储模块及所述记录模块通讯连接。
16.基于上述实施例中任一项所述的电池均衡评价系统的电池均衡评价方法，其特征
在于，包括如下步骤：
17.s101、电芯模拟模块生成模拟电压数据及模拟温度数据，并将其输出至待测模块中；
18.s102、所述待测模块采集目标电芯的均衡状态信息，并将所述均衡状态信息上传至存储模块，同时所述待测模块生成实时电芯数据；
19.s103、所述存储模块对所述实时电芯数据及所述均衡状态信息进行存储；
20.s104、所述电池模拟模块采集所述待测模块中的实时均衡电流值，并将所述实时均衡电流值发送至记录模块进行记录；
21.s105、监测模块对所述目标电芯的温度及电流进行采集，生成实时温度值及实时均衡电路温升值，并发送至所述记录模块进行记录；
22.s106、将所述实时温度值、所述实时均衡电路温升值及所述实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据。
23.在其中一个实施例中，所述预设阈值包括预设温度值、预设均衡电路温升值及预设均衡电流值。
24.在其中一个实施例中，在所述步骤将所述实时温度值、所述实时均衡电路温升值及所述实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据中，具体包括如下步骤：
25.将所述实时温度值与所述预设温度值进行比对，生成待评价温度数据。
26.在其中一个实施例中，在所述步骤将所述实时温度值、所述实时均衡电路温升值及所述实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据中，具体包括如下步骤：
27.将所述实时均衡电路温升值与所述预设均衡电路温升值进行比对，生成待评价温升数据。
28.在其中一个实施例中，在所述步骤将所述实时温度值、所述实时均衡电路温升值及所述实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据中，具体包括如下步骤：
29.将所述实时均衡电流值与所述预设均衡电流值进行比对，生成待评价电流均衡数据。
30.本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：
31.本发明为一种电池均衡评价系统及方法，通过电池模拟模块模拟待测模块的真实使用环境，并将待测模块产生的实时环境模拟数据进行全方位的记录至存储模块上，同时，利用监测模块对待测模块的目标电芯进行测试操作，并生成实时电芯温度数据及实时均衡电路温升值，通过电池模拟模块的通道回读功能读取目标电芯在均衡过程中的实时均衡电流值，并将实时电芯温度数据、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值发送至记录模块进行记录，最后将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据。如此，通过上述过程，能够将电池在均衡过程中的各项参数进行量化，以方便工作人员进行直观地观测对比，进而对电池均衡方式进行评价，从而能够评价电池均衡方式的均衡效率以及均衡方式的可行性和实用性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1为本发明一实施方式的电池均衡评价系统及方法的结构示意图；
34.图2为本发明另一实施方式的电池均衡评价系统及方法的结构示意图。
具体实施方式
35.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.请参阅图1，一种电池均衡评价系统10，包括：待测模块100、电池模拟模块200、存储模块300、监测模块400及记录模块500，待测模块100为测试设备，其与电芯模拟模块200通讯连接，存储模块300与待测模块100通讯连接，记录模块500与待测模块100通讯连接。
39.请参阅图1，电芯模拟模块200与待测模块100通讯连接，电池模拟模块200用于模拟初始工作环境数据，并将初始工作环境数据输出至待测模块100，以使待测模块100生成实时环境模拟数据，电池模拟模块200还用于采集实时均衡电流值；存储模块300用于存储实时环境模拟数据；监测模块400用于对待测模块100的目标电芯进行测试操作，并生成实时电芯温度数据及实时均衡电路温升值；记录模块500用于记录实时电芯温度数据、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值。
40.请参阅图1，进一步地，在一实施方式中，实时环境模拟数据包括电芯充电压差值、电芯容量及能量比较值、电芯放电压差值、温升比较值、放电后静置时的压差的比较值及异常事件信息。
41.请参阅图1，进一步地，在一实施方式中，初始工作环境数据包括工作电压数据及工作温度数据。
42.需要说明的是，待测模块100可以为测试设备，测试设备中设置有多组电池单体，且测试设备中设置有模拟前端，模拟前端用于检测电芯情况，存储模块300可以为板卡，具体可采用ni的can总线板卡：pxi
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8512，记录模块500可以为数据记录仪，数据记录仪用于对监控均衡电阻的温升和实时电芯温度数据，监测模块400可以为热成像仪，以对温度变化进
行记录，异常事件信息包括均衡是否正常开启或关闭以及均衡的功能是否正常。具体地，模拟前端用于识别目标电芯的位置以及目标电芯目前所处的均衡状态；进一步地，电池模拟模块200可以为电池模拟器，在本实施例中电池模拟器将测试设备真实的使用环境进行模拟，对测试设备输出对应的初始工作环境数据，即工作电压数据及工作温度数据，之后，测试设备进行上电操作，其模拟前端对目标电芯的压差进行采集，采集完成后，测试设备对目标电芯的所处均衡状态、均衡目标电压以及实时环境模拟数据上报至存储模块300。再进一步地，监测模块400对目标电芯的温度即均衡电路的温度进行检测，并将检测到的数据发送至记录模块500进行记录。如此，通过上述过程，能够将电池在均衡过程中的各项参数进行量化，以方便工作人员进行直观地观测对比，进而对电池均衡方式进行评价，从而能够评价电池均衡方式的均衡效率以及均衡方式的可行性和实用性。
43.还需要说明的是，本申请的评价过程时长周期的评价过程，即本申请会不断对实时环境模拟数据进行记录，以更全面的评价电池所采用的均衡方式是否有效。
44.请参阅图1，进一步地，在一实施方式中，一种电池均衡评价系统10还包括供电模块，供电模块与待测模块连接，供电模块用于提供外部电源。
45.需要说明的是，供电模块为电源，其主要用于为测试设备提供电力。
46.请参阅图1，进一步地，在一实施方式中，一种电池均衡评价系统10还包括上位机模块，上位机模块分别与待测模块100、电池模拟模块200、存储模块300及记录模块500通讯连接。
47.需要说明的是，上位机模块为自动化测试软件，其可对上述的评价流程进行自动化配置，以在后续的评价过程中自动运行，从而提高了评价的效率。
48.请参阅图2，基于上述实施例中任一项的电池均衡评价系统的电池均衡评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
49.s101、电芯模拟模块200生成模拟电压数据及模拟温度数据，并将其输出至待测模块100中；
50.s102、待测模块100采集目标电芯的均衡状态信息，并将均衡状态信息上传至存储模块300，同时待测模块100生成实时电芯数据；
51.s103、存储模块300对实时电芯数据及均衡状态信息进行存储；
52.s104、电池模拟模块200采集待测模块中的实时均衡电流值，并将实时均衡电流值发送至记录模块500进行记录；
53.s105、监测模块400对目标电芯的温度及电流进行采集，生成实时温度值及实时均衡电路温升值，并发送至记录模块500进行记录；
54.s106、将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据。
55.具体地，预设阈值包括预设温度值、预设均衡电路温升值及预设均衡电流值。
56.步骤s101、电芯模拟模块200生成模拟电压数据及模拟温度数据，并将其输出至待测模块100中。
57.需要说明的是，模拟电压数据及模拟温度数据用于模拟待测模块100的实际工作环境。
58.步骤s102、待测模块100采集目标电芯的均衡状态信息，并将均衡状态信息上传至
存储模块300，同时待测模块100生成实时电芯数据。
59.需要说明的是，均衡状态信息包括目标电芯的位置、目标电芯的均衡状态及目标均衡电压。
60.步骤s103、存储模块300对实时电芯数据及均衡状态信息进行存储；
61.步骤s104、电池模拟模块200采集待测模块中的实时均衡电流值，并将实时均衡电流值发送至记录模块500进行记录；
62.步骤s105、监测模块400对目标电芯的温度及电流进行采集，生成实时温度值及实时均衡电路温升值，并发送至记录模块500进行记录。
63.步骤s106、将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据。
64.具体地，在步骤将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据中，具体包括如下步骤：
65.将实时温度值与预设温度值进行比对，生成待评价温度数据。
66.再具体地，在步骤将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据中，具体包括如下步骤：
67.将实时均衡电路温升值与预设均衡电路温升值进行比对，生成待评价温升数据。
68.更具体地，在步骤将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据中，具体包括如下步骤：
69.将实时均衡电流值与预设均衡电流值进行比对，生成待评价电流均衡数据。
70.需要说明的是，工作人员可通过记录模块500上所记录的数据，对电池当前的均衡方式进行直观评价，以全面的评价电池均衡方式的效率和评价方式的可行性及实用性。进一步地，这里的预设阈值为工作人员根据电池的种类而适应性设置。
71.为了更好的解释上述评价方法，例如，从待测模块100中选取16节电池，并记录其中4节电池的均衡前的温度，电池模拟模块200模拟16节电芯电压+4节温度数据，并输入至待测模块100，待测模块100中的模拟前端开始采集电压压差，并开始均衡，通过can总线上报目标电芯位置、目标均衡电压上报至存储模块300，同时，接着，监测模块400将对电池的均衡过程中的电池温度及均衡电路的温度进行实时监测，而待测模块100根据实时的环境以及监测模块400实时监测的电池的温升情况，生成充放电时压差、容量及能量的比较值、放电时压差，容量及能量的比较值，放电后静置时的压差的比较值，温升比较值以及均衡过程事件记录，这些数据也将发送至存储模块300进行存储；接着，记录模块500将对实时电池温度及实时均衡电路的温度进行记录，同时电池模拟模块200通过通道回读功能采集电池的实时均衡电流值，最后将实时电池温度、实时均衡电路的温度以及实时均衡电流值与预设阈值进行比对，从而进行评价。
72.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
73.上述电池均衡评价系统及方法10，通过电池模拟模块200模拟待测模块的真实使用环境，并将待测模块100产生的实时环境模拟数据进行全方位的记录至存储模块300上，同时，利用监测模块400对待测模块100的目标电芯进行测试操作，并生成实时电芯温度数据及实时均衡电路温升值，通过电池模拟模块200的通道回读功能读取目标电芯在均衡过程中的实时均衡电流值，并将实时电芯温度数据、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值
发送至记录模块500进行记录，最后将实时温度值、实时均衡电路温升值及实时均衡电流值分别与预设阈值进行一一比对，生成评价数据。如此，通过上述过程，能够将电池在均衡过程中的各项参数进行量化，以方便工作人员进行直观地观测对比，进而对电池均衡方式进行评价，从而能够评价电池均衡方式的均衡效率以及均衡方式的可行性和实用性。
74.以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。