一种便携式电池测试系统和设备的制作方法

1.本技术涉及电池测试领域，尤其涉及一种便携式电池测试系统和设备。


背景技术：

2.民航局机场地面专用设备“油改电”项目进展顺利，其地面设备大多数改为采用传统铅酸电池和锂电池驱动，相关机场用户对电池系统容量和续航能力持续关注，虽然民航局制定了明确的评估方法，但行业内无专业的电池容量检测、电池性能评估和日常电池维护的便携式放电设备。
3.尽管现有的电池厂家和新能源汽车行业有专用的充放电设备和检测仪，但设备体积大，重量大，价值昂贵，不适合便携移动检测，不适合机场用户对电池日常维护和电池健康评估。
4.为此，我们提出一种便携式电池放电测试系统和设备，解决用户对电动式航空地面设备电池的日常检测维护没有适用设备的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提出一种便携式电池测试系统，通过轻量化模块化和便携式设计，方便机场用户携带和使用；通过控制模块搭配监测模块，满足电池容量检测、电池日常维护和电池性能评估等技术问题。本发明提供的技术方案如下：
6.一方面，一种便携式电池测试系统，包括：
7.与被测试电池电连接，用于监测电池放电状态，测试电池性能的监测模块；
8.与监测模块电连接，控制监测模块工作模式，记录并展示监测模块工作状态和所得测试数据的控制模块；
9.与控制模块连接并通讯，用于输入指令对所述系统进行控制的上位机。
10.可选的，所述的监测模块包括：用于监测被测试电池放电电压和电流的电压电流监测子模块和用于检测电池性能的放电负载子模块。
11.可选的，所述的放电负载子模块包括：负载变值电阻和控制负载变值电阻工作状态的绝缘栅双极型晶体管控制器。
12.可选的，所述的绝缘删双极型晶体管控制器控制负载变值电阻使被测试电池按预设模式放电；所述的预设模式包括：恒功率放电模式和恒电流放电模式。
13.可选的，所述的控制模块包括：用于显示所得数据和操作界面的显示子模块；控制监测模块工作模式、收集各模块所得数据并与上位机通讯连接的控制器；储存和导出所得数据的存储器。
14.可选的，所述的上位机包括：与控制模块直接连接的指令输入器、与控制模块通过接口通信的电脑和安装有专用应用软件并允许客户对设备进行远程控制的手机。
15.另一方面，一种便携式电池测试设备，包含上述技术方案任一项所述的便携式电池放电测试系统和箱体模块，所述的箱体模块包括：用于容纳上述设备所有硬件的箱体、分
布于箱体表面的开孔和使箱体便于携带和移动的便携部件；所述的便携部件包括：万向轮和吊环。
16.可选的，还包括接口模块，所述的接口模块安装于所述箱体表面的开孔，包括:
17.检测接口：用于使用导线将所述设备与被测试电池及负载电连接；
18.扩展接口：用于将控制模块存储数据导出并与其它设备进行通讯；
19.市电接口：用于为设备自身供电。
20.可选的，还包括开关模块，所述的开关模块安装于所述箱体表面的开孔，包括：
21.急停开关：用于在紧急状态下断开设备与外界所有连接；
22.主控开关：用于控制设备开关机状态。
23.可选的，还包括一散热模块，用于散发设备硬件工作产生的热量，降低箱体内温度。所述的散热模块包括：分布于所述箱体表面使箱体内外空气流通的网孔、冷却风机和控制散热模块工作状态的散热控制器。
24.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：采用模块化设计，全系统轻量简洁，可靠性高；监测模块功能全面，能够满足用户对电池性能检测评估的日常需求；通过上位机搭配控制模块的操作设计，使系统操作简洁使用方便。
25.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
27.图1为本具体实施例提供的一种便携式电池测试系统结构示意图；
28.图2为本具体实施例提供的一种便携式电池测试系统电路结构图；
29.图3为本具体实施例提供的一种便携式电池测试设备的外观示意图。
30.【附图说明】：1-箱体；2-吊环；3-万向轮；4-检测接口；7-控制器；8-显示子模块；9-指令输入器；10-急停开关；11-散热控制器；12-市电接口；13-急停开关；14-主控开关；15-扩展接口；20-存储器；30-igbt控制器；40-负载变值电阻；50-电流检测模块；60-电压检测模块；70冷却风机。
具体实施方式
31.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
32.本技术提供一种一种便携式电池测试系统和设备，解决用户对电动式航空地面设备电池的日常检测维护没有适用设备的问题。
33.请参照图1，一方面，一种便携式电池测试系统，包括：
34.与被测试电池电连接，用于监测电池放电状态，测试电池性能的监测模块；
35.与监测模块电连接，控制监测模块工作模式，记录并展示监测模块工作状态和所
得测试数据的控制模块；
36.与控制模块连接并通讯，用于输入指令对所述系统进行控制的上位机。
37.该具体实施例在工作时，首先将被检测电池与监测模块电连接，通过上位机输入指令，控制模块根据指令内容控制监测模块工作，监测模块监测电池放电状态，测试电池性能。控制模块采集并记录监测模块所得数据，并将所得数据和监测模块工作状态数据展示，得到结果数据后，上位机输入指令结束系统工作。
38.该具体实施例可以包括以下有益效果：采用模块化设计，全系统轻量简洁，可靠性高；监测模块功能全面，能够满足用户对电池性能检测评估的日常需求；通过上位机搭配控制模块的操作设计，使系统操作简洁使用方便。
39.在一些实施例中，所述的监测模块包括：用于监测被测试电池放电电压和电流的电压电流监测子模块和用于检测电池性能的放电负载子模块。
40.请参考图2，监测模块分为电压电流监测子模块和放电负载子模块，所述的电压电流监测子模块接入电池和负载供电电路中，如图所示，电压检测模块60并联在电池-负载电路中，监测电池工作状态的输出电压；电流检测模块50串联在电池-负载电路中，监测电池工作状态输出输出电流；两模块与控制模块连接，控制模块控制电压电流监测子模块工作状态，实时采集两模块所得数据并即时记录和展示。放电负载子模块用于测试电池放电性能，该模块与被测电池电连接，并与控制模块连接，被测电池开始放电并由该模块实时监测放电数据，同样的，控制模块控制该模块工作状态并实时采集放电负载子模块所得数据并即时记录和展示。如此设置，多种功能的子模块组合满足电池日常检测维护需要，同时得到的数据可以实时存储并直观展示，使系统功能全面，使用方便。
41.参考图2，优选实施例中，所述的放电负载子模块包括：负载变值电阻40和控制负载变值电阻工作状态的绝缘栅双极型晶体管控制器30。igbt绝缘栅双极型晶体管，是由bjt(双极型三极管)和mos(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有mosfet的高输入阻抗和gtr的低导通压降两方面的优点，利用igbt的导通、关断、阻断和栓锁特性，通过控制模块驱动igbt控制器30搭配变值电阻负载40可实现对电路的多模式控制。所述的预设模式包括：恒功率放电模式和恒电流放电模式。如此设置，使被测电池恒功率或恒电流放电，通过放电负载子模块监测整个放电过程，可以完成被检测电池性能、寿命和健康程度一系列指数的检测工作。
42.请参考图2，在一些实施例中，所述的控制模块包括：用于显示所得数据和操作界面的显示子模块8；控制其他模块工作模式、收集其他模块所得数据并与上位机通讯连接的控制器7；储存和导出所得数据的存储器20。控制模块工作时，由操作人员通过上位机输入指令，控制模块收到上位机命令后，根据命令内容驱动被指令模块开始工作，控制器7开始实时收集被指令模块所得数据并通过显示子模块8展示，同时，存储器20将所得数据即时存储，存储的数据可由操作人员通过上位机或存储设备导出。如此设置，通过集成式的控制模块设计，使系统整体更简洁，使用更智能。
43.请参考图2，在一些实施例中，所述的上位机包括：与控制模块直接连接的指令输入器9、与控制模块通过接口通信的电脑和安装有专用应用软件并允许客户对设备进行远程控制的手机。操作人员可通过上位机向控制模块输入开始或停止检测、选择监测模式、选择查看数据等指令，包括系统中与控制模块直接连接的按键、人体学输入设备或者与控制
模块通讯的电脑，或与控制模块无线连接的手机。如此设置，多种上位机控制方式使系统使用更简单，提升检测工作效率，满足多种使用环境需要。
44.请参考图3，一种便携式电池测试设备，包含上述任一项技术方案所述的便携式电池放电测试系统。在一些实施例中，还包含一箱体模块，所述的箱体模块包括：用于容纳上述设备所有硬件的箱体1、分布于箱体表面用于安装接口模块以及开关模块的开孔和使箱体便于携带和移动的便携部件；所述的便携部件包括：万向轮3和吊环2。整机设备使用箱体容纳，对系统硬件有良好的保护效果，为了使设备移动方便，添加万向轮使箱体可以被操作人员轻松移动，加装吊环可使设备有更好的可容纳性。如此设置，通过箱体对系统硬件形成良好的保护，通过便携部件可以改善设备使用体验，方便操作人员移动和放置设备。
45.请参考图2和图3，在一些实施例中，还包括接口模块，所述的接口模块安装于所述箱体表面的开孔，包括:
46.检测接口4：用于使用导线将所述设备与被测试电池及负载电连接；
47.扩展接口15：用于将控制模块存储数据导出并与其它设备进行通讯；
48.市电接口12：用于为设备自身供电。
49.操作人员通过检测接口4将设备接入被检测电池及负载的电路中，通过市电接口12接通市电，为设备自身供电，进一步的，还可以对设备自身加装电池和充电器，通过市电接口连接市电为电池充电；设置扩展接口15方便控制模块中存储器的数据导出和控制模块与上位机电脑通信。如此设置，通过设置多种接口，使系统使用更加方便，通过接口直接连线省去大部分电路连接工作，使设备操作体验更佳。
50.在一些实施例中，还包括开关模块，所述的开关模块安装于所述箱体表面的开孔，包括：
51.急停开关10：用于在紧急状态下断开设备与外界所有连接；
52.主控开关14：用于控制设备开关机状态。设备使用过程中，为防止意外状况造成损失，设置一急停开关用于紧急状态下断开设备与外界所有连接，保护人员和设备；使用主控开关作为设备正常开关机控制。如此设置，通过设置紧急开关，使系统使用更加安全。
53.请参考图3和图2，在一些实施例中，还包括一散热模块，用于散发设备硬件工作产生的热量，降低箱体内温度。设备工作过程中，一些模块和硬件会产生热量导致箱体温度升高，为保证设备安全性，降低环境温度使硬件正常工作，添加一散热模块。如此设置，使设备使用更加安全可靠，延长设备硬件寿命。
54.优选实施例中，所述的散热模块包括：分布于所述箱体表面使箱体内外空气流通的网孔、冷却风机和控制散热模块工作状态的散热控制器11。在不影响箱体容纳保护效果的条件下在箱体设置网状开孔，采用散热控制器控制风机70对箱体实施风冷散热，满足散热需求的同时成本更低。
55.综上，该具体实施例在工作时，操作人员将箱体放置在被检测电池旁，使用市电接口12接通市电电源，打开主控开关14，确认设备状态，通过检测接口4连接设备与被检测电池，通过上位机选择检测模式，确定对应检测模式下被检测电池的工作状态，设定检测参数，参数设定包括检测电池标称容量、放电小时率、电压下限、放电电流，放电容量、放电时间、放电功率、数据存储时间间隔等。控制模块收到指令开始开始检测，由电压电流监测子模块检测电池放点电压和电流，由放电负载负载子模块根据恒流放电模式或恒功放电模式
检测电池其他参数。控制器7会采集所有参数，将数据实时展示在显示子模块8并即使存储在存储器20中，操作人员可使用电脑和移动存储设备连接存储器并将数据调出查看，检测完毕，操作人员确认数据，断开设备与被检测电池及负载连接，断开上位机电脑和手机连接，通过主控开关关闭设备，完成检测任务。在检测进行中，若发生紧急情况，按下急停开关13，设备会通过控制模块断开设备电源和与被检测电池及负载电路、通讯连接的电脑和存储设备的所有连接，保护人员和相关设备。
56.本技术提供的具体实施例可以包括以下有益效果：采用模块化设计，全系统轻量简洁，可靠性高；监测模块功能全面，能够满足用户对电池性能检测评估的日常需求；通过上位机搭配控制模块的操作设计，使系统操作简洁使用方便。
57.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
58.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
59.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
60.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
61.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
62.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
63.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
65.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。