专利名称：电池性能参数测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及电池检测领域，具体涉及一种电池性能参数测量装置及其测量方法。
背景技术：
随着不可再生能源的日益短缺，能源问题越来越引起人们的重视，绿色新能源产品将成为社会发展的必然趋势。电动汽车作为一种新能源交通工具，正逐步发展起来。而众所周知的是，电动汽车的主要能量来源是车载电池。目前，由于整个电池组(电池系统)是由一定数目的电池小包构成，每个电池小包由一定数目的单体电池组成。而每组电池小包之间，单体的电池之间又存在一定差异性，特性不完全一致。因此，在整个电池包装车使用之前必须对其进行全面的性能参数(主要包括容量、电压、内阻、不同温度及不同电流下的充放电情况)测试，归纳出这些参数之间的对应关系，以完成与对应电池管理器的匹配。其中，为了测得电池的性能参数需要用不同倍率的电流给电池包不断地进行充电一放电一充电过程，如此反复循环。目前一次充放电循环的实验过程及方法为(1)手动将电池包连接至充电设备，充电至满电态；(2)将电池包两端从充电设备移接至放电负载(灯箱或者电阻)，以负载发热的形式对电池包进行放电。此实验方法的过程中存在以下两个缺点(1)充电时需要人工手动将电池包连接至充电设备，充完电后又需要人工手动地从充电设备将电池的接线端拆下来转接到放电负载。人工手动工序比较多，比较浪费时间；(2)充放电实验过程中电池包的能量以散热的形式被白白消耗掉，没有得到充分利用。

发明内容
本发明为解决现有电池性能参数测量实验需手工重复操作充放电工序，且现有测量实验中放电时能量白白浪费的技术问题，提供了一种不需手工繁琐操作且放电的能量能够回馈到储能设备的电池性能参数测量装置。为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池性能参数测量装置，包括终端设备、 双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连。本发明还提供了一种电池性能参数测量方法，电池性能参数测量装置包括终端设备、双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连，其中，测量方法包括以下步骤
步骤一终端设备接收充电命令或放电命令，当为充电命令时，执行步骤二，当为放电命令时，则执行步骤五；
步骤二 控制电源模块通过双向逆变器给待测电池充电，并控制数据采集模块实时采集待测电池在充电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备中，所述性能参数包括温度、电压和电流；
步骤三当采集到待测电池的电压达到待测电池的高压保护值时，执行步骤四，否则继续执行步骤二；
步骤四终端设备控制电源模块停止通过双向逆变器给待测电池充电，返回执行步骤

步骤五控制待测电池通过双向逆变器放电，将该电能回馈给储能设备，并控制数据采集模块实时采集待测电池在放电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备中， 所述性能参数包括温度、电压和电流；
步骤六当采集到待测电池的电压达到待测电池的低压保护值时，执行步骤七，否则继续执行步骤五；
步骤七终端设备控制待测电池停止通过双向逆变器放电，返回执行步骤一。从本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过包括终端设备、双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连，使得本发明的的电池性能参数测量装置可以大大节省人工操作，而且待测电池的放电能量也被回收到储能设备，节省了能源，从而避免了现有的电池性能参数测量带来的人工繁琐操作，且放电过程能源白白浪费了的弊端。


图1为本发明电池性能参数测量装置的实施例一结构框图。图2为本发明提供的电池性能参数测量方法的实施例一的流程图。图3为本发明提供的电池性能参数测量方法的实施例二的流程图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为解决现有电池性能参数测量实验，当待测电池在充电时，需人工将待测电池与充电设备连接，而在待测电池放电时，又需人工将待测电池与放电负载连接，这样重复几次充放电，必定给人们带来大量的繁琐操作，并且现有电池性能参数测量的放电过程能源白白浪费了的技术问题，本发明提供了一种电池性能参数测量装置，该装置包括终端设备、双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连。本发明的电池性能参数测量装置可以大大节省人工操作，而且待测电池在放电过程能量也能够回收到储能设备，从而避免了能量的白白浪费。为了使本领域技术人员更好地理解、实现本发明，以下通过具体实施例进行说明。图1为本发明电池性能参数测量装置的实施例一结构框图，参阅图1，电池性能参数测量装置包括终端设备1、双向逆变器4、电源模块5、数据采集模块2和储能设备6，所述终端设备1与双向逆变器4相连，所述终端设备1还通过数据采集模块2与待测电池3相连，所述待测电池3通过双向逆变器4分别与电源模块5和储能设备6相连。在具体实施中，终端设备1可为电脑，但不限于电脑，该终端设备1包括附有通信处理控制功能的通用计算机输入输出设备。在具体实施中，所述数据采集模块2包括用于采集待测电池3温度的温度采集器和用于采集待测电池3的电压和电流的电力计，当然还可以为其他器件，用来采集待测电池3的温度、电压和电流，例如，可以采用温度传感器采集待测电池3的温度，采用电压表采集待测电池3的电压等等。在具体实施中，所述电源模块5可为太阳能储能设备，当然，还可为其他能够为待测电池3供电的能源模块。在具体实施中，所述储能设备6可为电网，当然，还可以为其他能够储存电能的设备。本发明在上述实施例(包括电池性能参数测量装置实施例一以及在其基础上扩展的实施例)的基础上进行了进一步改进，增加了一恒温设备，所述待测电池3置于该恒温设备里。这样可将待测电池3置于恒温设备进行其性能参数的测量，上述恒温设备的温度可根据实验人员的需要任意设定，这样便可获取待测电池3在不同温度下的性能参数(待测电池3在不同温度下，其性能参数是不同的)，因此可以使我们对待测电池3性能参数测量的实验做的更准确、更全面，从而避免了现有电池性能参数测量，仅仅局限于测量待测电池 3在常温下或室温下的性能参数，即测量不够精确的弊端。图2为本发明提供的电池性能参数测量方法的实施例一的流程图，参阅图2，电池性能参数测量方法包括以下步骤
步骤21 终端设备1接收到充电命令或放电命令，当为充电命令时，执行步骤22，当为放电命令时，则执行步骤25;
在具体实施中，由于待测电池3的荷电状态(简称S0C，是指电池的剩余容量与其完全充电的总容量的比值)的不同，即电池可能已充满电(即完全充电)，也可能电池的剩余容量为0，针对这两种不同情况，可分别选择向终端设备1发送相应的命令，即当待测电池3已充满时，向终端设备1发送放电命令，而当待测电池3的剩余容量为0时，向终端设备1发送充电命令。另外，在此需说明的是，本发明为了准确测量电池的性能参数，可对同一待测电池 3做多次充放电，因此需向终端设备1发送多次充放电命令，其中，充放电的次数可由实验人员根据实验的要求以及实验的工作量综合考虑决定。步骤22 控制电源模块5通过双向逆变器4给待测电池3充电，并控制数据采集模块2实时采集待测电池3在充电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备1中， 所述性能参数包括温度、电压和电流；
步骤23 当采集到的待测电池3的电压达到待测电池3的高压保护值时，执行步骤M， 否则继续执行步骤22 ；
步骤M 终端设备1控制电源模块5停止通过双向逆变器4给待测电池3充电，返回执行步骤21 ；
步骤25 控制待测电池3通过双向逆变器4放电，将该电能回馈给储能设备6，并控制数据采集模块2实时采集待测电池3在放电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备1中，所述性能参数包括温度、电压和电流；
步骤沈当采集到的待测电池3的电压达到待测电池3的低压保护值时，执行步骤27， 否则继续执行步骤25 ；
步骤27 终端设备1控制待测电池3停止通过双向逆变器4放电，返回执行步骤21。在具体实施中，温度保护值是指电池的温度保护值，当电池的温度超过这一温度保护值，则导致电池损坏；高压保护值是指电池充电时的电压保护值，当电压超过这一电压保护值时，导致电池充爆损坏；低压保护值是指电池放电时的电压保护值，当电压超过这一电压保护值时，导致电池损坏。在具体实施中，所述性能参数除了包括温度、电压和电流外，还可包括容量、内阻等等，由于性能参数的定义是本领域技术人员已知的技术名词，因此在此不做详细描述。从本实施例可以看出，当终端设备1接收到充电命令时，控制电源模块5通过双向逆变器4给待测电池3充电，并控制数据采集模块2实时采集待测电池3在充电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备1中，所述性能参数包括温度、电压和电流；当采集到待测电池3的电压达到待测电池3的高压保护值时，终端设备1控制电源模块5停止通过双向逆变器4给待测电池3充电；而当终端设备1接收到放电命令时，控制待测电池 3通过双向逆变器4放电，将该电能回馈给储能设备6，并控制数据采集模块2实时采集待测电池3在放电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备1中，所述性能参数包括温度、电压和电流，当采集到待测电池3的电压达到待测电池3的低压保护值时，终端设备1控制待测电池3停止通过双向逆变器4放电，这样待测电池3在充放电过程中，其位置以及与其连接的器件不需要重新更换，从而避免了人工的繁琐操作，而且，待测电池3放电的能量通过双向逆变器4回馈给储能设备6，从而很好地利用了能量，避免了能量的浪费。图3为本发明提供的电池性能参数测量方法的实施例二的流程图，参阅图3，该实施例的方法包括以下步骤
步骤31 终端设备1接收到充电命令或放电命令，当为充电命令时，执行步骤32，当为放电命令时，则执行步骤37;
步骤32 控制电源模块5通过双向逆变器4给待测电池3充电，并控制数据采集模块 2实时采集待测电池3在充电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备1中，所述性能参数包括温度、电压和电流；
步骤33 当采集到的温度超过第一预设值或采集到的电压超过第二预设值时，执行步骤34，否则继续执行步骤32 ；
步骤34 终端设备1控制电源模块5通过双向逆变器4给待测电池3充电的电流逐渐减小；
步骤35 当采集到的待测电池3的电压达到待测电池3的高压保护值时，执行步骤36， 否则继续执行步骤34 ；
步骤36 终端设备1控制电源模块5停止通过双向逆变器4给待测电池3充电，返回执行步骤31 ；
步骤37 控制待测电池3通过双向逆变器4放电，将该电能回馈给储能设备6，并控制数据采集模块2实时采集待测电池3在放电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备1中，所述性能参数包括温度、电压和电流；步骤38 当采集到待测电池3的温度超过第一预设值或采集到待测电池3的电压超过第三预设值时，执行步骤39，否则继续执行步骤37 ；
步骤39 终端设备1控制待测电池3通过双向逆变器4放电的电流逐渐减小； 步骤40 当采集到的待测电池3的电压达到待测电池3的低压保护值时，执行步骤41， 否则继续执行步骤39 ；
步骤41 终端设备1控制待测电池3停止通过双向逆变器4放电，返回执行步骤31。在本实施例中，第一预设值优选为待测电池3温度保护值的75% 85%，所述第二预设值优选为待测电池3高压保护值的90% 95%，所述第三预设值为待测电池3低压保护值的110% 120%。本实施例与电池性能参数测量方法实施例一大部分相同，不同点在于在待测电池3充电过程中，当采集到待测电池3的温度超过第一预设值或采集到待测电池3的电压超过第二预设值时，终端设备1控制电源模块5通过双向逆变器4给待测电池3充电的电流逐渐减小；在待测电池3放电过程中，当采集到待测电池3的温度超过第一预设值或采集到待测电池3的电压超过第三预设值时，终端设备1控制待测电池3通过双向逆变器4放电的电流逐渐减小。这样的目的是，避免待测电池3在接近充满电以及放完电时，电流过大， 给待测电池3带来很大冲击的弊端，因此本实施例可以更好地延长了待测电池3的使用寿命。作为本发明的进一步优选方案，可在电池性能参数测量方法实施例一和电池性能参数测量方法实施例二的基础上作进一步改进，即在待测电池3充电过程中，增加一个步骤，当采集到待测电池3的电压达到待测电池3的温度保护值时，终端设备1控制电源模块 5停止通过双向逆变器4给待测电池3充电，并结束流程；在待测电池3放电过程中，也增加一个步骤，当采集到待测电池3的电压达到待测电池3的温度保护值时，终端设备1控制待测电池3停止通过双向逆变器4放电，并结束流程。该优选方案的目的是，当待测电池3 异常时，终端设备1可主动停止待测电池3充放电，结束该待测电池3的测量，从而避免异常电池温度猛增，发生故障。在此需说明的是，当待测电池3在充电或放电过程中，没有出现上述情况(如待测电池3的电压达到待测电池3的温度保护值)时，本优选方案则仍然按照本优选方案改进前的电池性能参数测量方法实施例一和电池性能参数测量方法实施例二方案执行。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电池性能参数测量装置，其特征在于，包括终端设备、双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连。
2.根据权利要求1所述的电池性能参数测量装置，其特征在于，还包括恒温设备，所述待测电池置于恒温设备里。
3.根据权利要求1或2所述的电池性能参数测量装置，其特征在于，所述数据采集模块包括用于采集待测电池温度的温度采集器和用于采集待测电池的电压和电流的电力计。
4.一种电池性能参数测量方法，电池性能参数测量装置包括终端设备、双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连，其中，测量方法包括以下步骤步骤一终端设备接收充电命令或放电命令，当为充电命令时，执行步骤二，当为放电命令时，则执行步骤五；步骤二 控制电源模块通过双向逆变器给待测电池充电，并控制数据采集模块实时采集待测电池在充电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备中，所述性能参数包括温度、电压和电流；步骤三当采集到待测电池的电压达到待测电池的高压保护值时，执行步骤四，否则继续执行步骤二；步骤四终端设备控制电源模块停止通过双向逆变器给待测电池充电，返回执行步骤 步骤五控制待测电池通过双向逆变器放电，将该电能回馈给储能设备，并控制数据采集模块实时采集待测电池在放电过程中的性能参数，并将该性能参数存储到终端设备中， 所述性能参数包括温度、电压和电流；步骤六当采集到待测电池的电压达到待测电池的低压保护值时，执行步骤七，否则继续执行步骤五；步骤七终端设备控制待测电池停止通过双向逆变器放电，返回执行步骤一。
5.根据权利要求4所述的电池性能参数测量方法，其特征在于，步骤二之后进一步包括，当采集到待测电池的温度超过第一预设值或采集到待测电池的电压超过第二预设值时，终端设备控制电源模块通过双向逆变器给待测电池充电的电流逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的电池性能参数测量方法，其特征在于，所述第一预设值为待测电池温度保护值的75% 85%，所述第二预设值为待测电池高压保护值的90% 95%。
7.根据权利要求4所述的电池性能参数测量方法，其特征在于，步骤五之后进一步包括，当采集到待测电池的温度超过第一预设值或采集到待测电池的电压超过第三预设值时，终端设备控制电待测电池通过双向逆变器放电的电流逐渐减小。
8.根据权利要求7所述的电池性能参数测量方法，其特征在于，所述第三预设值为待测电池低压保护值的110% 120%。
9.根据权利要求4至7任一项所述的电池性能参数测量方法，其特征在于还包括，在待测电池在充电过程中，当采集到待测电池的电压达到待测电池的温度保护值时，终端设备控制电源模块停止通过双向逆变器给待测电池充电，并结束流程，和/或在待测电池放电过程中，当采集到待测电池的电压达到待测电池的温度保护值时，终端设备控制待测电池停止通过双向逆变器放电，并结束流程。
10.根据权利要求4至7任一项所述的电池性能参数测量方法，其特征在于，所述数据采集模块包括温度采集器和电力计，所述温度采集器用于采集待测电池在充电或放电过程中的温度，所述电力计用于采集待测电池在充电或放电过程中的电压和电流。
全文摘要
一种电池性能参数测量装置包括终端设备、双向逆变器、电源模块、数据采集模块和储能设备，所述终端设备与双向逆变器相连，所述终端设备还通过数据采集模块与待测电池相连，所述待测电池通过双向逆变器分别与电源模块和储能设备相连。克服了现有电池性能参数测量，在多次充放电工序，需要人工多次在充电时将待测电池与充电设备连接，而在放电时，又需人工将待测电池与放电负载连接，并且待测电池在放电过程能源白白浪费了的弊端。本发明的的电池性能参数测量装置大大节省人工操作，而且待测电池的放电能量也能够回收到储能设备，节省了能源。
文档编号G01R31/36GK102478631SQ201010560588
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者张俊, 张建华, 李淑萍, 武振杰, 沈晓峰 申请人:比亚迪股份有限公司