电池管理系统测试装置的制作方法

1.本发明涉及电池管理领域，具体涉及一种电池管理系统测试装置。


背景技术：

2.锂电池、钠电池等电池作为新能源的载体，被广泛使用在家电、储能、汽车、航空等领域内，电池的使用离不开电池管理系统(battery management system，bms)。在生产过程中，电池管理系统使用前需要对其进行相应的性能测试，测试合格后方可出厂使用。
3.目前电池管理系统测试通常采用测试设备，测试时间长、需要特定的测试环境，与实际生产应用不符合，从而增加成本。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决对电池管理系统的测试成本高的技术问题，从而提供一种电池管理系统测试装置，包括：
5.电池单元，包括电源电路、电压输出电路和电流检测电路，所述电压输出电路的输出端用于与电池管理系统连接，所述电压输出电路的输入端与所述电源电路的输出端连接，所述电流检测电路与电压输出电路连接，用于检测流经所述电压输出电路的电流；
6.控制单元，与所述电压输出电路连接，用于控制所述电压输出电路输出电压；所述控制单元与所述电流检测电路连接，用于接收所述电流检测电路检测到的电流。
7.可选地，所述电源电路包括电压转换模块和降压模块，所述电压转换模块与降压模块连接，所述电压转换模块的输入端用于与外部电源连接，所述降压模块的输出端与所述电压输出电路的输入端连接。
8.可选地，所述电压输出电路包括：数模转换模块，输入端与所述控制单元、降压模块的输出端分别连接；
9.功率放大模块，输入端与所述数模转换模块的输出端连接，输出端用于与电池管理系统连接，用于输出电压至电池管理系统。
10.可选地，还包括：电压反馈模块，所述电压反馈模块包括：
11.电压采样模块，连接在所述功率放大模块的输出端，用于采集所述功率放大模块输出的电压；
12.第一模数转换模块，与所述电压采样模块、控制单元分别连接。
13.可选地，所述功率放大模块包括：反向运放模块，输入端与所述数模转换模块的输出端连接；
14.电源芯片，包括电源输入端、电源接地端和电源输出端，所述电源接地端与所述反向运放模块的输出端连接，所述电源输入端连接供电电压，所述电源输出端用于与电池管理系统连接；其中，所述电源芯片集成有过流保护模块、过压保护模块和过温保护模块。
15.可选地，所述电流检测电路包括：电流采样模块，与所述电压输出电路连接，用于采集流经所述电压输出电路的电流；
16.信号调理模块，输入端与所述电流采样模块连接，用于处理所述电流采样模块采集到的电流；
17.第二模数转换模块，与所述信号调理模块、控制单元分别连接。
18.可选地，所述控制单元包括：显示模块；
19.编码器模块，用于控制所述电压输出端输出电压。
20.可选地，还包括：上位机，与所述控制单元连接，用于对所述控制单元进行调整。
21.可选地，还包括：数字隔离器，与所述电池单元、控制单元分别连接，用于电气隔离。
22.可选地，还包括：电源模块，用于对所述控制单元进行供电。
23.本发明技术方案，具有如下优点：
24.本发明提供的电池管理系统测试装置，利用控制单元控制电压输出电路输出电压，电池管理系统检测电压输出电路的输出电压，利用控制单元所控制输出的电压和电池管理系统检测到的电压，判断电池管理系统是否存在故障。电流检测电路检测电压输出电路中的电流，可与预设电流范围进行比较，以判断电池管理系统是否存在故障。该电池管理系统测试装置结构简单，所需的制造成本低，可降低生产成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
26.图1为本发明实施例1电池管理系统测试装置的结构示意图；
27.图2为本发明实施例1中电源芯片的结构示意图；
28.图3为本发明实施例1电池管理系统测试装置的又一结构示意图；
29.图4为本发明实施例1电池管理系统测试装置的使用场景图。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.实施例1
33.本实施例提供了一种电池管理系统测试装置，如图1所示，包括电池单元10和控制单元201，电池单元10包括电源电路101、电压输出电路102和电流检测电路104，电源电路101的输出端与电压输出电路102的输入端连接，电压输出电路102的输出端与电池管理系统(未示出)连接，电源电路101输出电压至电压输出电路102，经过电压输出电路102输出至电池管理系统，从而形成闭环回路。电流检测电路104与电压输出电路102连接，例如可以连
接在电压输出电路102的输入端，也可以连接在电压输出电路102的输出端，用于检测闭环回路中的电流。
34.控制单元201与电压输出电路102、电流检测电路104分别连接，控制单元201可控制电压输出电路102输出的电压，例如，可通过控制单元201控制电压输出电路102输出的电压为(0—4.5)v。电流检测电路104检测到闭环回路中的电流后，将所检测到的电流传送给控制单元201。
35.电池管理系统与电压输出电路102的输出端连接后，电池管理系统可启动工作，实时检测电压输出电路102输出的电压，可将电池管理系统所检测到的电压值与控制单元201所控制输出的电压值进行比较，如果二者相等或者虽然存在误差，但在误差允许范围内，则表示电池管理系统正常；如果二者不相等或者存在误差，且不在误差允许范围内，则表示电池管理系统存在故障。
36.在电池管理系统工作或者静态(不工作)下，电流检测电路104检测闭环回路中的电流，将所检测到的电流传递给控制单元201，控制单元201可根据检测到的电流与预设电流范围进行比较，以判断电池管理系统是否存在故障。例如，在静态(即电池管理系统不工作)下，电流检测电路104检测到闭环回路中的电流为20微安，但按照要求静态下电流值不超过10微安，则表示该电池管理系统存在故障。
37.综上所述，利用控制单元201控制电压输出电路102输出电压，电池管理系统检测电压输出电路102的输出电压，利用控制单元201所控制输出的电压和电池管理系统检测到的电压，判断电池管理系统是否存在故障。电流检测电路104检测电压输出电路中的电流，可与预设电流范围进行比较，以判断电池管理系统是否存在故障。该电池管理系统测试装置结构简单，所需的制造成本低，可降低生产成本。
38.在一个或多个实施例中，如图1所示，电源电路101包括电压转换模块1011和降压模块1012，电压转换模块1011与降压模块1012连接，电压转换模块1011的输入端与外部电源连接，降压模块1012的输出端与电压输出电路102的输入端连接。外部电源可提供高压交流电，例如220v交流电、380v交流电等。电压转换模块1011将交流电转换为直流电传输给降压模块1012，降压模块1012将直流电压进行降压处理，产生电压输出电路102所能输入的低电压。
39.在一个或多个实施例中，电压输出电路102包括数模转换模块1021和功率放大模块1022，数模转换模块1021与功率放大模块1022连接，数模转换模块1021的输入端与控制单元210、降压模块1012的输出端连接，数模转换模块1021的输出端与功率放大模块1022的输入端连接，功率放大模块1022的输出端与电池管理系统连接。控制单元201控制数模转换模块1021将数字信号转换为模拟信号，并通过功率放大模块1022将模拟信号放大，以使功率放大模块1022的输出端输出控制单元201所控制的电压大小。举例来说，控制单元201控制电压输出电路102输出5v的电压，电压输出电路102通过功率放大模块1022输出电压为5v的电压给电池管理系统。
40.在一个或多个实施例中，如图1所示，还包括电压反馈模块103。电压反馈模块103包括电压采样模块1032和第一模数转换模块1031，第一模数转换模块1031与电压采样模块1032连接，电压采样模块1032连接在功率放大模块1022的输出端，以采集功率放大模块1022输出的电压，该电压为模数信号。电压采样模块1032采集到功率放大模块1022输出的
电压后，将所采集的电压输送给第一模数转换模块1031，第一模数转换模块1031将模数信号转换为数字信号，以将功率放大模块1022输出的电压传输给控制单元201。控制单元201根据所反馈的电压，可对电压输出电路102进行调整，从而使功率放大模块1022输出的电压达到目标值(即控制单元201所控制的电压值)。
41.在一个或多个实施例中，如图2所示，功率放大模块1022包括反向运放模块10221和电源芯片10222，电源芯片10222包括电源输入端vin、电源接地端gnd和电源输出端vout，反向运放模块10221的输入端与数模转换模块1021的输出端连接，反向运放模块10221的输出端与电源芯片10222的电源接地端gnd连接，电源芯片10222的电源输入端vin连接有供电电压v1，电源芯片10222的电源输出端vout与电池管理系统连接，向电池管理系统输出电压v2。
42.电源芯片10222的电源输出端vout输出的电压为最终输出电压，电源芯片10222可输出固定大小的电压，例如5v、7v或10v等。因电源芯片10222输出参考电压为电源接地端gnd的电压，若电源接地端gnd接地，则电源输出端vout输出的电压即为固定大小的电压。但电源芯片10222的电源接地端gnd与反向运放模块10221的输出端连接，电源输出端vout输出的电压会变动。
43.如图2所示，数模转换模块1021输出电压v0，电压v0经过反向运放模块10221后输出电压-v0，则电源输出端vout的电压v2＝(v
固-v0)，其中，v
固
是指电源芯片的电源接地端gnd接地时输出的电压。例如，v
固
的大小为5v，数模转换模块1021输出电压v0范围为0.5v～5v，则电源输出端vout的电压v2为0v～4.5v，从而实现输出电压在一定范围内连续可调。
44.电源芯片10222集成有过流保护模块(未示出)、过压保护模块(未示出)、过温保护模块(未示出)和短路保护模块(未示出)，不仅可保证测试装置的安全，还能够简化电路结构，缩小测试装置的体积。
45.在一个或多个实施例中，如图1所示，电流检测电路104包括电流采样模块1041、信号调理模块1042和第二模数转换模块1043。电流采样模块1041与电压输出电路102连接，例如连接在功率放大模块1022的输出端。电流采样模块1041与信号调理模块1042的输入端连接，第二模数转换模块1043分别与信号调理模块1042的输出端、控制单元201连接。电流采样模块1041采集到流经电压输出电路102的电流后，将所采集的电流传递给信号调理模块1042，信号调理模块1042对电流进行滤波、放大等处理，其中，所采集的电流为模拟信号。第二模数转换模块1043将模拟信号转换为数字信号，以便控制单元201接收所采集的电流。
46.在一个或多个实施例中，如图1所示，控制单元201包括显示模块202和编码器模块203，编码器模块203可选择需要调整的参数和对参数进行调整。例如，可选择调整电压输出电路102所要输出的电压。显示模块202可显示电流采样模块1041所采集到的电流、电压采样模块1032所采集到的电压，也可显示编码器模块203所调整的参数等。
47.在一个或多个实施例中，如图3和图4所示，还包括上位机205。上位机205与控制单元201连接，例如可通过通信接口模块206与控制单元201连接。通信接口模块206可包括can通信接口、rs485通信接口和rs232通信接口等，以便于与不同的设备进行通信。上位机205可显示电流采样模块1041所采集到的电流、电压采样模块1032所采集到的电压，也可显示编码器模块203所调整的参数等；上位机205也可选择需要调整的参数和对参数进行调整。例如，通过上位机205选择调整电压输出电路102所要输出的电压。其中，控制单元201可以
为单片机(mcu)。
48.在一个或多个实施例中，如图1和图3所示，还包括数字隔离器301和电源模块204。数字隔离器301分别与电池单元10、控制单元201连接，用于电气隔离。如图4所示，电池单元10可多个串联在一起，此时电池单元10的电压远大于控制单元201的电压，数字隔离器301可对控制单元201进行安全保护，提高可靠性。其中，电源模块204可用于对控制单元201进行供电。数模转换模块1021、第一模数转换模块1031和第二模数转换模块1043可通过spi通信接口或iic通信接口连接到数字隔离器301。采用spi通信或iic通信方式的优点是信号线少，占用控制单元的io口少，这样一个控制单元可以同时控制多个电池单元。
49.如图4所示，可在上位机205进行参数的设置，根据电池管理系统401设定相关参数。例如，电池单元10输出的电压、电池单元10串联的数量。多个电池单元10串联在一起与电池管理系统401连接。通过上位机205操作依次进行电池管理系统401的静态耗电、电压采集功能的测试。测试结束后，上位机205显示测试合格或不合格的测试结果，并自动保存所测试的数据，方便后期追溯，然后进行下一个电池管理系统的测试。其中，电池管理系统401可对锂电池进行管理。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。