自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

一种电池充放电测试仪

技术领域

[0001] 本发明属于电池检测技术领域。 具体地，本发明涉及一种电池充放电测试仪。背景技术

近年来，随着交通、通讯、计算机行业的高速发展，磷酸铁锂电池以其能量密度高、安全、循环寿命长、无记忆效应等诸多优点成为新型电池的研究热点。 自进入市场以来，广泛应用于电动汽车等领域，市场份额快速增长。

通常磷酸铁锂电池必须组合使用才能满足各个领域对电池的性能要求。 如何方便快捷地判断电池的性能成为一个值得关注的问题，而电池充放电特性曲线是反映电池性能的重要指标。

目前，国内使用的传统电池充放电测试方法都有其一定的缺陷：

1、测试的自动化水平低：现有技术中大多采用人工测试，通过人工记录电池的充放电数据变化，绘制曲线。 虽然简单方便，但测试过程需要测试人员长时间不间断工作才能完成测试。 容易因疲劳而出错，影响录音效果； 同时工作效率不高，自动化程度低。

2、缺乏专门针对磷酸铁锂电池的测试设备：虽然市场上锂电池测试仪很多，但是缺乏专门针对磷酸铁锂电池特性设计的测试仪，只能通过单一的简单仪器进行改造远远不能满足磷酸铁锂电池充放电测试的特殊需求。 同时，现有的测试仪大多以单机测试为主，无法提供数据的记录和存储，对日后的数据分析没有任何改变，导致测试精度较差。 高的。

发明内容

本发明提供的电池充放电测试仪，目的在于对磷酸铁锂电池进行充放电测试，提高其测试的自动化水平和测试的精度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明提供的电池充放电测试仪，用于测量待测电池的充放电性能，所述电池充放电测试仪设置有上位机、数据传输单元和下位机； 所述的上位机与下位机通过数据传输单元连接。

所述数据传输单元采用RS-485串行总线。

所述上位机采用基于Windows XP sp3操作系统，采用NI公司的LabVIEW作为编程开发工具，开发应用程序监控界面； 所述监控界面包括登录窗口、控制窗口、参数输入窗口、实时图形曲线显示窗口、数据查询窗口、声音报警窗口、使用帮助窗口。

所述的下位机包括充电单元、放电负载单元、主控单元，所述主控单元分别与充电单元、放电负载单元和被测电池连接； 所述的充电单元依次连接被测电池和放电负载单元。

所述充电装置采用开关电源技术设计的低压大电流快速充电器。

[0014] 放电负载单元采用以VMOSFET为核心的全数字可编程直流电子负载电路，具有恒流、恒压、恒阻、恒功率四种放电模式。 所述的主控单元包括MCU模块、电流电压采样模块、温度采样模块、按键显示模块、多路开关选择模块、DA模块和电源模块； 所述的MCU模块分别与电流电压采样模块、温度采样模块、按键显示模块、多路开关选择模块、DA模块连接。

所述MCU模块增强型8051系列单片机STC12C5A60S2作为微处理器采用低功耗宏晶技术生产；

所述的电流电压采样模块通过测量电池正负极电压变化和电池负极毫欧级精密电阻两端电压变化，分别进行电压和电流的信号采样，采用LM358完成以下操作采样信号放大和调理采用高精度16位双通道模数转换器AD7705完成信号从模拟到数字的转换。

所述的温度采样模块采用单线数字温度传感器DS18B20固定在电池本体表面进行温度的大米采样。

所述按键显示模块采用独立式按键电路和LCD12864液晶显示电路； 所述的多路选择开关模块采用74串联选择开关进行电池工作状态的切换。

所述的DA模块采用12位微功耗数模转换芯片AD5320完成数模转换。

所述电源模块采用三端稳压集成电路7805和7812。

本发明采用上述技术方案，克服了现有技术在磷酸铁锂电池充放电测试中，测量精度不高，测量数据不能存储，缺乏专用测量装置等方面的不足自动化水平低； 结构简单，操作方便，维修方便，自动化程度高； 质量可靠、运行稳定、测量精度高、设计合理、性能优越、使用成本低。 与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用统一的集成界面，可以对电池的充放电过程进行实时在线图形监控，建立了友好的人机界面； 上位机设计采用基于LabVIEW技术的图形化编程环境，不仅大大缩短了软件开发周期，而且具有可靠性高、观察空间大等优点； 充电单元设计的低压大电流锂电池快速充电器适用于开关电源技术的应用。 开发具有一定的促进意义； 放电负载单元集成度好，控制精度高，可模拟多种可编程放电模式，使电池充放电测试环境更加丰富，数据信息更加可靠。 设计思路科学合理，可以方便快捷有效地测试电池的充放电特性，对科学评价电池的性能起到不可或缺的作用，同时填补了充放电方面的空白磷酸铁锂电池测试装置。

图纸说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为图1中放电式负载传感器电路图；

图3是图1中主控单元的结构示意图；

图4为本发明单片机的最小系统框图；

图5是本发明模数转换部分的典型电路图。

详细方法

下面对照附图，通过实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深刻的理解。 . 本发明的结构如图1至图5所示，是一种电池充放电测试仪，用于测量待测电池的充放电性能。

为了解决现有技术中存在的问题，克服其缺陷，实现本发明的目的，提高其测试的自动化水平和测试的精度，本发明采取的技术方案是：

如图1所示，本发明提供的电池充放电测试仪具有上位机、数据传输单元和下位机； 所述上位机与下位机通过所述数据传输单元连接，完成通讯。

本发明克服了现有技术磷酸铁锂电池充放电测试存在的测量精度低、测量数据无法存储、缺乏专用测量装置、自动化程度低等方面的不足，因此，本发明是一种简单方便、质量可靠、工作稳定、测量精度高、设计合理的新型电池充放电测试仪。

所述数据传输单元采用RS-485串行总线，是一种具有抑制共模干扰能力的高传输速率的串行通信方式。

所述的上位机采用基于Windows XP sp3的操作系统，采用NI公司的LabVIEW作为编程开发工具，开发应用监控界面； 所述监控界面包括登录窗口、控制窗口、参数输入窗口、实时图形曲线显示窗口、数据查询窗口、声音报警窗口、使用帮助窗口。

所述的下位机包括充电单元、放电负载单元、主控单元，所述主控单元分别与充电单元、放电负载单元和被测电池连接； 所述的充电单元依次连接被测电池和放电负载单元。

所述的充电装置采用开关电源技术设计的低压大电流快速充电器，能够满足单节磷酸铁锂电池快速充电的需求。

所述的放电负载单元采用以VMOSFET为核心的全数字可编程直流电子负载电路，具有恒流、恒压、恒阻、恒功率四种放电模式，能够更科学合理地模拟电池的放电工作。 .

所述主控单元包括MCU模块、电流电压采样模块、温度采样模块、按键显示模块、多路开关选择模块、DA模块和电源模块。 MCU模块分别与电流电压采样模块、温度采样模块、按键显示模块、多路开关选择模块、DA模块相连，实现电池充放电的切换和充电的采集和放电数据参数。

所述MCU模块增强型8051系列单片机STC12C5A60S2作为微处理器采用低功耗宏晶振技术生产；

所述的电流电压采样模块通过测量电池正负极两极电压变化和串接在电池负极的毫欧级精密电阻两端电压变化分别进行电压和电流的信号采样，采用LM358完成采样信号的后续放大和调理，采用高精度16位双通道模数转换器AD7705完成信号从模拟到数字的转换。

[0042] 温度采样模块采用单线数字温度传感器DS18B20固定在电池本体表面进行温度采样。

[0043] 电源模块采用三端稳压集成电路7805和7812。

所述按键显示模块采用独立式按键电路和LCD12864液晶显示电路。

[0045] 多路选择开关模块采用74串联选择开关切换电池的工作状态。

所述的DA模块采用12位微功耗数模转换芯片AD5320完成数模转换。

[0047] 电源模块采用三端稳压集成电路7805和7812。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、系统结构简单，操作维护方便，自动化程度高，使用成本低，测量精度高，性能优越；

2、使用统一的集成界面，可以对电池的充放电工作过程进行实时在线图形化监控，建立友好的人机界面；

3、在上位机设计中采用基于Lab VIEW技术的图形化编程环境，不仅大大缩短了软件的开发周期，同时具有可靠性高、观察空间大等优点；

4、充电单元设计的低压大电流锂电池快速充电器是针对开关电源技术的应用开发的

展会具有一定的推广意义；

5、放电负载单元设计，集成度好，控制精度高，可模拟多种可编程放电模式，使电池充放电测试环境更丰富，数据信息更可靠；

6、设计思路科学合理，可以方便快捷地测试电池的充放电特性，科学评价电池的性能。 空白的。

下面对本发明的具体工作原理进行分析说明：

如图1所示，上位机与下位机通过RS-485串行总线连接，是一种具有抑制共模干扰能力的高传输速率的串行通信方式，完成上位机与下位机之间的数据通信。

上位机系统基于Windows XP sp3操作系统，采用NI公司的LabVIEW作为编程开发工具，开发应用程序监控界面。 它包括完成命令发送和实时检测的控制模块，对下位机传来的各种数据信息进行分析、分析、处理和存储的数据处理模块，以及可实现实时在线显示的图形显示模块。充电和放电特性曲线和防止过冲。 充放电声控报警模块。

所述充电单元采用大功率开关电源转换技术应用于充电单元设计，可实现100-240VAC50/60Hz输入，转换后可输出2.0-3.65V，输出功率可达50W-200W左右，以上-同时设计了电流和过功率保护电路，在主控单元的控制下，实现对单体磷酸铁锂电池短时间内的快速无损充电。

如图2所示，放电负载单元采用基于VMOSFET技术的全数字可编程直流电子负载电路为核心，在主控单元的控制下，通过检测MOS的漏极电流或漏源电压管与设定值进行比较，驱动MOS管相应调整负载电压或电流，可实现恒流、恒压、恒阻、恒功率四种放电模式的切换，模拟以多种方式检测电池的放电工作状态，并设计过压过流保护电路，从而为电池性能的测试提供有利的数据保障，更准确地科学评估电池的性能。

如图3所示，主控单元包括MCU模块、电流电压采样模块、温度采样模块、按键显示模块、多路开关选择模块、DA模块和电源模块，其特征在于：所述的MCU模块分别与电流电压采样模块、温度采样模块、按键显示模块、多路开关选择模块和DA模块相连，电源模块为各模块提供工作电源。

MCU模块主控芯片主要完成下位机各模块之间的协同工作命令控制，同时与上位机进行数据和指令的传输，其最小系统典型连接电路如图所示4.

所述的电流电压采样模块通过直接测量电池正负极电压值的变化和毫欧级精度两端电压值的变化，分别进行电压和电流的信号采样。电阻串接在电池负极，采用双运算放大器LM358跟随放大采集到的微弱信号，送入16位双通道模数转换器AD7705，将信号由模拟信号转换为数字，然后将其发送到单片机。 AD7705模数转换部分电路连接如图5所示。

[0063] 温度采样模块将传感器固定在电池本体表面电池电子负载充放电，对电池温度进行采样测量，采样数据直接发送给单片机。

所述的按键显示模块，其中液晶显示部分采用串口连接方式，以节省单片机的I/O引脚。 独立按键部分用于切换和控制各模块的工作，液晶显示部分用于实时显示测量的电流、电压和温度数据。

所述的多路选择切换模块采用8选1数据选择器74LS151电池电子负载充放电，通过MCU控制实现电池不同工作状态之间的切换。

所述的DA模块采用12颗微功耗数模转换芯片AD5320完成数模转换，将单片机的电压或电流预设值转换后发送给电子负载调整控制输入单元。

[0067] 电源模块采用三端稳压集成电路7805和7812，其中7805和7812为集成稳压器，可分别输出正5V和正12V直流稳压电压，充分满足工作电压系统各部分所需要的。

从以上分析可以看出，本发明系统结构简单，使用方便，性能优越，能够充分满足磷酸铁锂电池充放电测试的需要。 通过本发明的应用，有效地保证了磷酸铁锂电池的性能测试。

以上结合附图对本发明进行了示例性说明，显然本发明的具体实现不受上述方式的限制，只要采用本发明的方法设计和各种非实质性的对技术方案进行的改进，或者不经改进直接将本发明的思想和技术方案应用于其他场合，均属于本发明的保护范围。