專利名稱：電池保護板性能測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池測試技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種電池保護板過流短路測試儀。
背景技術(shù)：
為了保證電池組使用的安全、穩(wěn)定，保護電池電芯及負(fù)載，每個電池組均配有保護 板，保護板能夠?qū)﹄姵仉娦镜倪^充、過放等情況進行保護，當(dāng)出現(xiàn)這些情況時保護板能及時 切斷供電回路實現(xiàn)保護。因此電池組保護板本身的工作性能及穩(wěn)定性是能否實現(xiàn)其保護功 能的基礎(chǔ)，電池組生產(chǎn)廠家必須對電池組的保護板做嚴(yán)格的測試?，F(xiàn)有的對電池保護板進 行測試的方法比較分散，通常是通過多個環(huán)節(jié)分別測量過充、過放等性能，這種檢測方法準(zhǔn) 確度低，且自動化程度低，不能滿足生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度高，滿足現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)高效率 生產(chǎn)要求的保護板過流短路測試儀。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是提供一種電池保護板性能測試 儀，包括
主控模塊，采用單片機用于協(xié)調(diào)控制下述各模塊工作；
AD/DA轉(zhuǎn)換模塊，與主控模塊連接，受主控模塊控制輸出設(shè)定電壓給待測保護板進行測
試；
繼電器驅(qū)動模塊及繼電器模塊，其中繼電器驅(qū)動模塊受主控模塊控制驅(qū)動繼電器實現(xiàn) 各節(jié)保護板的連接切換；
顯示模塊，與主控模塊連接，作為必要的人機交互界面，實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置及結(jié)果顯示； 電源模塊，采用可控充電電源，為與待測保護板連接的電池電芯提供充電電壓。所述測試儀進一步包括自耗電測試模塊，該模塊與主控模塊連接。所述自耗電測試模塊包括信號采集電路、信號放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機電 路，所述信號采集電路采集保護板耗電電壓信號經(jīng)信號放大電路放大后傳輸給A/D轉(zhuǎn)換電 路轉(zhuǎn)換后傳輸給單片機電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于所述測試儀自動化程度高，能夠快速完 成電池保護板的過充、過放、自耗電等參數(shù)檢測，測量結(jié)果準(zhǔn)確度高。


圖1為所述測試儀組成結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖2為所述測試儀主控模塊電路原理示意圖； 圖3為所述測試儀繼電器模塊電路原理示意圖4為所述測試儀自耗電檢測模塊電路原理示意圖； 圖5為所述測試儀級聯(lián)使用示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明
本發(fā)明所揭示的測試儀可以對10節(jié)以內(nèi)任意鋰電池保護板進行性能測試，測試項目 有過充電壓測試、過充延時測試、過放測試、過放延時測試、保護板自耗電測試。如果用2臺 此測試儀級連，可以測試1 一 20節(jié)范圍內(nèi)任意節(jié)數(shù)的鋰電池保護板。如圖1，該實施例中電池保護板性能測試儀包括主控模塊及與主控模塊連接的 AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、繼電器驅(qū)動模塊及繼電器模塊、顯示模塊、電源模塊、自耗電測試模塊。其中，主控模塊采用單片機用于協(xié)調(diào)控制下述各模塊工作；AD/DA轉(zhuǎn)換模塊，受主 控模塊控制輸出設(shè)定電壓給待測保護板進行測試；繼電器驅(qū)動模塊及繼電器模塊，其中繼 電器驅(qū)動模塊受主控模塊控制驅(qū)動繼電器實現(xiàn)各節(jié)保護板的連接切換；顯示模塊作為必要 的人機交互界面實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置結(jié)果顯示；電源模塊，采用可控充電電源，為與待測保護板連 接的電池電芯提供充電電壓。所述自耗電測試模塊包括信號采集電路、信號放大電路、A/ D轉(zhuǎn)換電路、單片機電路，所述信號采集電路采集保護板耗電電壓信號經(jīng)信號放大電路放大 后傳輸給A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后傳輸給單片機電路。如圖2，實施例中，主控模塊采用單片機SST89E564RD。AD/DA轉(zhuǎn)換模塊包括D/A轉(zhuǎn) 換芯片U9，其受主控模塊控制輸出端通過三極管Q8、Qll輸出測量電壓V+、V+_F ；AD/DA轉(zhuǎn) 換模塊與主控模塊之間采用光耦進行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳遞。所述繼電器驅(qū)動模塊包括鎖存器芯片 U5.U6.U7, U8，其通過數(shù)據(jù)線與主控模塊連接，輸出端通過驅(qū)動器芯片U18、U19、U20、U21、 U22直接驅(qū)動繼電器。如圖3，實施例中繼電器模塊包括分別用于控制主控模塊輸出的充電電壓與各 節(jié)保護板連接或斷開的繼電器組K15-KM及K27-K36 ；
分別用于控制3. 3V基本工作電壓與各節(jié)保護板連接或斷開的繼電器組K5-K14;用于 檢測各節(jié)保護板開關(guān)管狀態(tài)的繼電器K25、K26 ；包括三極管Ql-QlO及穩(wěn)壓芯片U2的模擬 電芯電路。如圖4，實施例中自耗電測試模塊包括信號采集電路、信號放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電 路、單片機電路，所述信號采集電路采集保護板耗電電壓信號經(jīng)信號放大電路放大30倍后 傳輸給A/D轉(zhuǎn)換電路芯片U6轉(zhuǎn)換后傳輸給單片機Ul。此測試儀結(jié)構(gòu)上可分為三塊電路板控制板、電源繼電器板和自耗電板，見圖1。本測試儀的測試方法如下 1、過充保護測試方法
將鋰電池保護板(下簡稱PCM)的B+、Bi、B2···.... B-端，P+、P-、C+、C-等端口依次對 應(yīng)接到儀器的輸出端口。測試儀先給PCM各節(jié)先供3. 3V標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，讓PCM先得電正常工作。測試儀先 檢測PCM工作是否正常，如果工作正常，就繼續(xù)測試，否則就給出錯誤提示，并中止測試。如果PCM上電正常，則單片機先驅(qū)動AD/DA轉(zhuǎn)換模塊，輸出PCM的過充下限電壓加 至保護板的第一節(jié)上(B+、Bi)，維持一段時間(時間為過充保護延時的下限值)。如果在這 段時間內(nèi)單片機檢測到PCM已經(jīng)保護，說明PCM的過充保護值低于下限，即提前保護，屬于 不良品，然后給出NG提示，中止測試。如果在這段時間內(nèi)PCM —直未保護，說明過充下限正
4常，可以繼續(xù)測試過充上限。單片機控制AD/DA轉(zhuǎn)換模塊輸出過充上限電壓，通過繼電器切換，將電壓加到B+、 Bl端，并根據(jù)PCM總體節(jié)數(shù)計算出充電電壓值，將充電電壓加到C+、C 一端，開始對PCM充 電。同時啟動定時器開始計時，并連續(xù)檢測充電電流值。如果在過充延時上限的時間內(nèi)，單 片機檢測到充電電流被截至，說明PCM已經(jīng)過充保護，此節(jié)PCM過充保護合格。在液晶屏的 相應(yīng)位置輸出第一節(jié)過充OK信息。測完第一節(jié)后，單片機將第一節(jié)的供電電壓切換到3. 3V初始電壓，開始檢測第二 節(jié)、第三節(jié)..........直到最后一節(jié)。檢測的過程與第一節(jié)的過充基本相同。2、過放保護測試方法
當(dāng)某一節(jié)的過充保護測試完畢后，緊接著就測試過放保護。測試儀恢復(fù)PCM各節(jié)3. 3V 標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，讓PCM先正常工作。測試儀先檢測PCM放電MOS管是否正常，如果工作正常， 就繼續(xù)測試，否則就給出錯誤提示，并中止測試。如果PCM放電MOS管工作正常，則單片機先驅(qū)動AD/DA轉(zhuǎn)換模塊，輸出PCM的過放 上限電壓加至保護板的第一節(jié)上(B+、Bi)，維持一段時間(時間為過放保護延時的下限值)。 如果在這段時間內(nèi)單片機檢測到PCM放電MOS管已經(jīng)關(guān)閉，說明PCM的過放保護值高于上 限，即提前保護，屬于不良品，然后給出NG提示，中止測試。如果在這段時間內(nèi)PCM放電MOS 管一直開通，說明過放上限正常，可以繼續(xù)測試過放下限。單片機控制AD/DA轉(zhuǎn)換模塊輸出過放下限電壓，通過繼電器切換，將電壓加到B+、 Bl端，并在P+、P —兩端帶上負(fù)載放電。同時啟動定時器開始計時，并連續(xù)監(jiān)測放電MOS管。 如果在過放延時上限的時間內(nèi)，單片機檢測到放電MOS管截至，說明PCM已經(jīng)過放保護，此 節(jié)PCM過放保護合格。在液晶屏的相應(yīng)位置輸出第一節(jié)過放OK信息。測完第一節(jié)后，單片機將電芯電壓恢復(fù)到3. 3V，再按照上述測試方法依次對剩下 的各節(jié)進行測試，直至最后一節(jié)過放測試完畢。3、PCM自耗電測試方法
當(dāng)儀器開始測試PCM自耗電時，單片機通過判斷量程，在測試儀的B+接口串入IK或1 歐姆的電阻(如液晶屏上量程選擇為mA，則串入1歐姆電阻，否則串入IK電阻)。然后給PCM 上各節(jié)加上3. 3V正常工作電壓，此時PCM的靜態(tài)電流會在串入的電阻上產(chǎn)生一個壓降，將 此壓降通過自耗電板的放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳回給單片機處理、計算， 得到PCM的自耗電測試值，并將測試值在液晶屏上顯示出來。如將兩臺測試儀級連，可以測試1 一 20節(jié)以內(nèi)任意節(jié)數(shù)的鋰電池保護板。以一個 16節(jié)鋰電池保護板的測試方法為例，具體說明如下
見圖5，將保護板、接線盒、和測試儀按照接線圖所示連接好。由于是十六節(jié)保護板， 而測試儀只能接十節(jié)，所以，后六節(jié)用電芯暫時供電。將測試儀的測試節(jié)數(shù)設(shè)為十節(jié)，按“測 試”鍵開始測試。開始測試后，測試儀先檢測PCM的初始狀態(tài)。由于前十節(jié)由測試儀供電，后六節(jié)由 電芯供電，因此PCM能正常工作。測試儀開始從第一節(jié)開始測試，直至十節(jié)全部測試完畢。前十節(jié)測完后，將后六節(jié)電芯拆下移到前六節(jié)上，測試儀接線也改為接后十節(jié)。按 測試鍵再次測試一遍。這樣PCM的全部十六節(jié)就可以全部測完。實際生產(chǎn)中可以用一臺測 試儀分兩次測試，也可以用兩臺測試儀用兩個工位分開測試。后者效率更高。
上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，除此之外，本發(fā)明還可以有其他實現(xiàn)方 式。也就是說，在沒有脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的替換也應(yīng)落入本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池保護板性能測試儀，其特征在于，包括 主控模塊，采用單片機用于協(xié)調(diào)控制下述各模塊工作；AD/DA轉(zhuǎn)換模塊，與主控模塊連接，受主控模塊控制輸出設(shè)定電壓給待測保護板進行測試；繼電器驅(qū)動模塊及繼電器模塊，其中繼電器驅(qū)動模塊受主控模塊控制驅(qū)動繼電器實現(xiàn) 各節(jié)保護板的連接切換；顯示模塊，與主控模塊連接，作為必要的人機交互界面，實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置及結(jié)果顯示； 電源模塊，采用可控充電電源，為與待測保護板連接的電池電芯提供充電電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于進一步包括自耗電測 試模塊，該模塊與主控模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于所述自耗電測試模塊 包括信號采集電路、信號放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機電路，所述信號采集電路采集保護 板耗電電壓信號經(jīng)信號放大電路放大后傳輸給A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后傳輸給單片機電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于所述繼電器模塊包括分別用于控制主控模塊輸出的充電電壓與各節(jié)保護板連接或斷開的繼電器組K15-KM 及 K27-K36 ；分別用于控制3. 3V基本工作電壓與各節(jié)保護板連接或斷開的繼電器組K5-K14 ； 用于檢測各節(jié)保護板開關(guān)管狀態(tài)的繼電器K25、K26 ； 包括三極管Ql-QlO及穩(wěn)壓芯片U2的模擬電芯電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于所述繼電器驅(qū)動模 塊包括鎖存器芯片U5、U6、U7、U8，其通過數(shù)據(jù)線與主控模塊連接，輸出端通過驅(qū)動器芯片 U18、U19、U20、U21、U22直接驅(qū)動繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于所述主控模塊采用單 片機 SST89E564RD。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于所述AD/DA轉(zhuǎn)換模塊 包括D/A轉(zhuǎn)換芯片U9，其受主控模塊控制輸出端通過三極管Q8、Qll輸出測量電壓V+、V+_F。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護板性能測試儀，其特征在于所述AD/DA轉(zhuǎn)換模塊 與主控模塊之間采用光耦進行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳遞。
全文摘要
一種電池保護板性能測試儀，包括主控模塊、AD/DA轉(zhuǎn)換模塊、繼電器驅(qū)動模塊及繼電器模塊、顯示模塊、電源模塊、自耗電測試模塊。主控模塊采用單片機用于協(xié)調(diào)控制下述各模塊工作；AD/DA轉(zhuǎn)換模塊，受主控模塊控制輸出設(shè)定電壓給待測保護板進行測試；繼電器驅(qū)動模塊及繼電器模塊，其中繼電器驅(qū)動模塊受主控模塊控制驅(qū)動繼電器實現(xiàn)各節(jié)保護板的連接切換；顯示模塊作為必要的人機交互界面實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置結(jié)果顯示；電源模塊，采用可控充電電源，為與待測保護板連接的電池電芯提供充電電壓。所述測試儀自動化程度高，能夠快速完成電池保護板的過充、過放、自耗電等參數(shù)檢測，測量結(jié)果準(zhǔn)確度高。
文檔編號G01R31/36GK102073018SQ20101059657
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者鄭慶芳 申請人:惠州市藍(lán)微電子有限公司