动力电池检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池领域，尤其涉及一种动力电池检测装置。


背景技术：

2.随着节能环保的要求逐步严苛，新能源汽车的发展趋势进一步增强。动力电池作为新能源汽车中重要的组成部分，很大程度的决定着汽车的动力性、安全性。因此，动力电池在组装完成后，必须对其功能进行严格的检测，以保证动力电池能正常运作。
3.动力电池的功能检测一般包括动力电池管理系统功能检测、电气安全功能检测等。目前，汽车主机厂及动力电池生产厂家大多采用大型专用检测设备对动力电池进行检测，此种设备大多集成于机柜内，占地面积大且不可移动。若需要对动力电池进行检测，则需要将待检测的动力电池搬运到大型专业检测设备所在的地点才能进行检测。
4.另外，行业中也存在着小批量生产的试制作阶段的动力电池，该阶段动力电池的放置场所存在不确定因素，因此对检查设备的便携性要求较高，然而大型专用检测设备因不可移动，对于试制阶段的动力电池来说检测便利性较差。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种动力电池检测装置，旨在提供一种用于动力电池检测的便携装置，提高动力电池检测的便利性。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种动力电池检测装置，包括：
7.电源；
8.第一开关装置，所述第一开关装置具有电源接口和供电接口；所述电源接口用于与所述电源连接，所述供电接口用于与动力电池连接；
9.故障诊断器件，用于与动力电池连接，以在所述第一开关装置被触发闭合时检测动力电池的电源参数；
10.电压检测器件，具有正极输入端和负极输入端；
11.第二开关装置，所述第二开关装置具有外壳接口、正极输入接口、负极输入接口、绝缘输出接口、正极输出接口和负极输出接口；
12.所述正极输入接口和所述负极输入接口，用于一对一的连接动力电池的正极和负极；所述外壳接口，用于连接动力电池的外壳；所述正极输出接口、所述负极输出接口和所述绝缘输出接口，分别用于连接所述电压检测器件的正极输入端和负极输入端；
13.所述电压检测器件，用于在所述第一开关装置被触发闭合时，通过所述第二开关装置检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压、所述绝缘输出接口与所述正极输入接口之间的第一电压、所述绝缘输出接口与负极输入接口之间的第二电压。
14.可选地，所述第一开关装置包括第一开关和第二开关，所述供电接口包括第一供电接口和第二供电接口；
15.所述第一开关的第一端和所述第二开关的第一端连接，所述第一开关的第一端和
所述第二开关的第一端连接的公共端连接所述电源接口；所述第一开关的第二端连接第一供电接口，所述第二开关的第二端连接第二供电接口；
16.所述第一供电接口，用于与动力电池的管理系统接口连接；
17.所述第二供电接口，用于与动力电池的继电器接口连接。
18.可选地，所述第二开关装置包括第一电阻、正极切换开关、第二电阻和负极切换开关；
19.所述正极切换开关具有第一正极输入端、第二正极输入端和第一正极输出端、第二正极输出端；所述第一正极输入端与所述第一电阻的一端连接，所述第二正极输入端和所述第一电阻的另一端分别与所述正极输入接口连接；所述第一正极输出端分别与所述外壳接口和所述绝缘输出接口连接；所述第二正极输出端连接所述正极输出接口；
20.所述负极切换开关具有第一负极输入端、第二负极输入端和第一负极输出端、第二负极输出端；所述第一负极输入端与所述第二电阻的一端连接，所述第二负极输入端和所述第二电阻的另一端分别与所述负极输入接口连接；所述第一负极输出端与所述外壳接口连接，所述第二负极输出端连接所述负极输出接口。
21.可选地所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值均大于100kω。
22.可选地，所述正极切换开关包括第三开关和第四开关；所述第三开关的输入端为所述正极切换开关的第一输入端，所述第四开关的输入端为所述正极切换开关的第二输入端；所述第三开关的输出端为所述正极切换开关的第一输出端，所述第四开关的输出端为所述正极切换开关的第二输出端；
23.所述负极切换开关包括第五开关和第六开关；所述第五开关的输入端为所述负极切换开关的第一输入端，所述第六开关的输入端为所述负极切换开关的第二输入端；所述第五开关的输出端为所述负极切换开关的第一输出端，所述第六开关的输出端为所述负极切换开关的第二输出端；
24.当所述第四开关和所述第六开关闭合时，所述电压检测器件用于检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压；当所述第三开关和所述第四开关闭合时，所述电压检测器件用于检测所述第一电压；当所述第五开关和所述第六开关闭合时，所述电压检测器件用于检测所述第二电压。
25.可选地，所述故障诊断器件通过检测线束与动力电池的管理系统接口连接；
26.所述检测线束包括obd端子和通信线；
27.所述obd端子，设置于所述通信线的一端，用于与所述故障诊断器件对应连接。
28.可选地，所述通信线为can通信总线。
29.可选地，所述检测线束还包括终端电阻；所述终端电阻设置于所述obd端子与所述can通信总线之间。
30.可选地，所述电压检测器件为万用表；所述万用表的红表笔连接端为所述电压检测器件的正极输入端，所述万用表的黑表笔连接端为所述电压检测器件的负极输入端。
31.可选地，所述电源为12v稳压电源。
32.本实用新型提供了一种动力电池检测装置，包括可通过连接线拆分连接的电源、第一开关装置、第二开关装置、故障诊断器件和电压检测器件；当检测动力电池的管理系统功能时，第一开关装置被触发闭合，动力电池的管理系统上电，故障诊断器件通过管理系统
检测动力电池的电源参数；从而将检测到的电源参数与已知的标准电源参数进行比较，判断动力电池的管理系统功能是否合格；当检测动力电池的电气安全功能时，第一开关装置被触发闭合，继而动力电池的继电器闭合，从而通过控制第二开关装置，使得电压检测器件可以分别检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压、所述绝缘输出接口与所述正极输入接口之间的第一电压、所述绝缘输出接口与所述负极输入接口之间的第二电压，继而将总电压、第一电压、第二电压与标准值进行比较，判断动力电池的电气安全功能是否合格。从而实现了使用可拆分连接的设备对动力电池进行检测，克服了现有技术中只能在大型专用检测设备所在的固定地点对动力电池进行检测的不便，提高了动力电池检测的便利性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本实用新型动力电池检测装置一实施例的模块示意图；
35.图2为本实用新型动力电池检测装置另一实施例的模块示意图；
36.图3为动力电池的电气安全功能检测原理示意图；
37.图4为图2实施例的结构示意图。
38.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
39.附图标号说明：
[0040][0041]
具体实施方式
[0042]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0043]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0044]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)
仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0045]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0046]
需要说明的是，在动力电池试制作阶段，在电池总成下线之前就需要做电池管理系统功能检测，检测合格后再进行装壳盖等操作，若此时从制作场所搬运到大型专用检测设备所在的检测场所，在搬运的过程中存在着运输风险等，因此，对于小批量的试制作阶段的动力电池来说，更需要一种可便携移动的检测装置。
[0047]
基于此，本实用新型提供一种动力电池检测装置，参照图1，在一实施例中，该动力电池检测装置包括：
[0048]
电源10；
[0049]
第一开关装置20，所述第一开关装置20具有电源接口和供电接口；所述电源接口用于与所述电源连接，所述供电接口用于与动力电池连接；
[0050]
故障诊断器件30，用于与动力电池连接，以在所述第一开关装置20被触发闭合时检测动力电池的电源参数；
[0051]
电压检测器件40，具有正极输入端和负极输入端；
[0052]
第二开关装置50，所述第二开关装置50具有外壳接口、正极输入接口、负极输入接口、绝缘输出接口j1、正极输出接口j2和负极输出接口j3；
[0053]
所述正极输入接口和所述负极输入接口，用于一对一的连接动力电池的正极和负极；所述外壳接口，用于连接动力电池的外壳；所述正极输出接口j2、所述负极输出接口j3和所述绝缘输出接口j1，分别用于连接所述电压检测器件40的正极输入端和负极输入端；
[0054]
所述电压检测器件40，用于在所述第一开关装置20被触发闭合时，通过所述第二开关装置50检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压、所述绝缘输出接口j1与正极输入接口之间的第一电压、所述绝缘输出接口j1与负极输入接口之间的第二电压。
[0055]
上述动力电池检测装置可以用于对动力电池的管理系统功能及电气安全功能进行检测，所述动力电池为新能源汽车的动力电池，可选地，动力电池可以是锂动力电池组。
[0056]
所述电源参数包括动力电池的故障码、单体电压、总电压、出厂soc(state of charge，剩余电量百分比)、电池温度等。动力电池的管理系统包括动力电池的ecu(electronic control unit，电子控制单元)和bms(battery management system，电池管理系统)。第一开关装置20闭合后，动力电池的ecu和bms上电，故障诊断器件30通过ecu和bms可以检测动力电池的电源参数，再将检测结果与动力电池的标准电源参数进行比较，从而判定动力电池的管理系统功能是否合格。
[0057]
可以理解的，根据安全及相应标准要求，新能源汽车的动力电池与电气系统之间必须通过高压直流继电器隔离，该继电器能够根据要求可靠地进行接通与分断，以安全地断开电池主回路。也就是说，该继电器断开时，动力电池的正极和负极之间的电压为0v；继
电器闭合时，动力电池的正极和负极之间的电压等于电池总电压。因此在对动力电池的电气安全功能检测时，需要先通过第一开关装置20给动力电池总成外加电源10来控制继电器闭合，并检测动力电池的正极、负极之间的电压来判定继电器是否正确响应。
[0058]
本实施例中，在对动力电池的电气安全功能检测时，第一开关装置20闭合后，动力电池的继电器闭合，第二开关装置50的正极输入接口和负极输入接口对应连接动力电池的正极和负极，第二开关装置50的正极输出接口j2和负极输出接口j3对应连接电压检测器件40的正极输入端和负极输入端；控制第二开关装置50，使正极输出接口j2和正极输入接口导通，负极输出接口j3和负极输入接口导通，从而电压检测器件40可以检测出动力电池正极与负极之间的总电压；
[0059]
将第二开关装置50的正极输入接口和外壳接口对应连接动力电池的正极和外壳，第二开关装置50的正极输出接口j2和绝缘输出接口j1对应连接电压检测器件40的正极输入端和负极输入端；控制第二开关装置50，使正极输出接口j2和正极输入接口导通，从而电压检测器件40可以检测出绝缘输出接口j1与正极输出接口j2之间的第一电压；
[0060]
将第二开关装置50的负极输入接口和外壳接口对应连接动力电池的负极和外壳，第二开关装置50的绝缘输出接口j1和负极输出接口j3对应连接电压检测器件40的正极输入端和负极输入端；控制第二开关装置50，使负极输出接口j3和负极输入接口导通，从而电压检测器件40可以检测出绝缘输出接口j1与负极输出接口j3之间的第二电压。再将检测结果与动力电池的总电压、第一电压、第二电压的标准参数范围进行比较，从而判定动力电池的电气安全功能是否合格。
[0061]
所述电压检测器件40可以为万用表、示波器、电压表等可以用于检测电压的器件。
[0062]
可以理解的，由于动力电池检测装置中的电源10、第一开关装置20、第二开关装置50、故障诊断器件30和电压检测器件40均可以通过连接线拆分连接；当检测动力电池的管理系统功能时，第一开关装置20被触发闭合，动力电池的管理系统上电，故障诊断器件30通过管理系统检测动力电池的电源参数；从而将检测到的电源参数与已知的标准电源参数进行比较，判断动力电池的管理系统功能是否合格；当检测动力电池的电气安全功能时，第一开关装置20被触发闭合，继而动力电池的继电器闭合，从而通过控制第二开关装置50，使得电压检测器件40可以分别检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压、所述绝缘输出接口j1与所述正极输入接口之间的第一电压、所述绝缘输出接口j1与所述负极输入接口之间的第二电压，继而将总电压、第一电压、第二电压与标准值进行比较，判断动力电池的电气安全功能是否合格。从而实现了使用可拆分连接的设备对动力电池进行检测，克服了现有技术中只能在大型专用检测设备所在的固定地点对动力电池进行检测的不便，提高了动力电池检测的便利性。
[0063]
进一步地，参见图2，所述第二开关50装置包括第一电阻r1、正极切换开关51、第二电阻r2和负极切换开关52；
[0064]
所述正极切换开关51具有第一正极输入端、第二正极输入端和第一正极输出端、第二正极输出端；所述第一正极输入端与所述第一电阻r1的一端连接，所述第二正极输入端和所述第一电阻r1的另一端分别与所述正极输入接口连接；所述第一正极输出端分别与所述外壳接口和所述绝缘输出接口j1连接；所述第二正极输出端连接所述正极输出接口j1；
[0065]
所述负极切换开关52具有第一负极输入端、第二负极输入端和第一负极输出端、第二负极输出端；所述第一负极输入端与所述第二电阻r2的一端连接，所述第二负极输入端和所述第二电阻r2的另一端分别与所述负极输入接口连接；所述第一负极输出端与所述外壳接口连接，所述第二负极输出端连接所述负极输出接口j3。
[0066]
所述电压检测器件40，用于在所述第一开关装置20被触发闭合时，通过所述第二开关装置50检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压、所述绝缘输出接口j1与正极输入接口之间的第一电压、所述绝缘输出接口j1与负极输入接口之间的第二电压。
[0067]
具体可以为：控制正极切换开关51的第二正极输入端与第二正极输出端连接，从而正极输出接口j2和动力电池的正极连接；第二负极输入端与第二负极输出端连接，从而负极输出接口j3与动力电池的负极连接，所述电压检测器件40通过正极输出接口j2、负极输出接口j3即可以检测动力电池的正极与负极之间的总电压；
[0068]
控制正极切换开关51的第二正极输出端与第二正极输入端连接，从而正极输出接口j2和第一电阻r1的一端连接；控制正极切换开关51的第一正极输出端与第一正极输入端连接，从而绝缘输出接口j1与第一电阻r1的另一端连接；进而，所述电压检测器件40通过正极输出接口j2、绝缘输出接口j1即可以检测出第一电压，即第一电阻r1两端的电压；
[0069]
控制正极切换开关51的第二负极输出端与第二负极输入端连接，从而负极输出接口j3和第二电阻r2的一端连接；控制正极切换开关51的第一妒忌输出端与第一负极输入端连接，从而绝缘输出接口j1与第二电阻r2的另一端连接；进而，所述电压检测器件40通过负极输出接口j3、绝缘输出接口j1即可以检测出第二电压，即第二电阻r2两端的电压。
[0070]
需要说明的是，动力电池的电气安全功能检测原理为：参照图3，在动力电池的继电器闭合的状况下，动力电池正极(即总 )与负极(总-)之间的总电压值为vo，分别在动力电池的正极与外壳体之间、负极与外壳体之间各串接电阻r0和电阻rm，并分别检测两个电阻两端的电压值，假设分别为vp和vm。
[0071]
那么绝缘阻值正极值绝缘抵抗负极值那么动力电池的绝缘阻值应为r

和r-的并联值，可得出绝缘阻值为：
[0072]
根据国家标准，电动汽车绝缘阻值需满足：rf≥100ω/v，此时高压系统无绝缘故障；绝缘阻值达到500ω/v以上，表现为绝缘性能良好。那么，经过推论和实验可知，如果vm和vp均小于则可以说明动力电池的绝缘阻值大于10mω，绝缘性能良好。
[0073]
因此，根据总电压值可以先判断动力电池的继电器是否正确响应，进而将检测到的第一电压、第二电压与标准值进行比较，可以判断动力电池的电气安全功能是否合格。所述标准值具体可以结合待检测动力电池的品牌、型号等确定，例如可以是其中，vo为动力电池正极与负极之间的总电压。
[0074]
所述外壳接口和所述绝缘输出接口j1可以合并为一个接口，也可以设置为两个接口，以方便测试，可以根据实际需要进行设置。
[0075]
进一步地，所述第一电阻r1的阻值和所述第二电阻r2的阻值均大于100kω。需要注意的是，为了减小第一电压和第二电压的测量误测，第一电阻r1和第二电阻r2应尽量选择大阻值，优选的，第一电阻r1和第二电阻r2选用200kω的电阻。
[0076]
进一步地，参见图4，上述正极切换电路51和负极切换电路52的结构可以根据实际需要进行设置，例如上述正极切换开关51包括第三开关s3和第四开关s4；所述第三开关s3的输入端为所述正极切换开关51的第一输入端，所述第四开关s4的输入端为所述正极切换开关51的第二输入端；所述第三开关s3的输出端为所述正极切换开关51的第一输出端，所述第四开关s4的输出端为所述正极切换开关51的第二输出端；
[0077]
所述负极切换开关52包括第五开关s5和第六开关s6；所述第五开关s5的输入端为所述负极切换开关52的第一输入端，所述第六开关s6的输入端为所述负极切换开关52的第二输入端；所述第五开关s5的输出端为所述负极切换开关52的第一输出端，所述第六开关s6的输出端为所述负极切换开关52的第二输出端；
[0078]
当所述第四开关s4和所述第六开关s6闭合时，所述电压检测器件40用于检测动力电池的正极与负极之间的电池总电压；当所述第三开关s3和所述第四开关s4闭合时，所述电压检测器件40用于检测所述第一电压；当所述第五开关s5和所述第六开关闭合s6时，所述电压检测器件40用于检测所述第二电压。从而通过切换不同开关，使得电压检测器件40可以检测不同位置的电压。
[0079]
进一步地，所述第一开关装置20可以包括第一开关s1和第二开关s2，所述供电接口包括第一供电接口和第二供电接口；
[0080]
所述第一开关s1的第一端和所述第二开关s2的第一端连接，所述第一开关s1的第一端和所述第二开关s2的第一端连接的公共端连接所述电源接口；所述第一开关s1的第二端连接第一供电接口，所述第二开关s2的第二端连接第二供电接口；
[0081]
所述第一供电接口，用于与动力电池的管理系统接口连接；
[0082]
所述第二供电接口，用于与动力电池的继电器接口连接。
[0083]
第一开关装置20和第二开关装置50还可以设置于盒体中，只需将相应的接口设置与盒体上或引出盒体外部，从而可以使第一开关装置20和第二开关装置50在移动时更便携，并且内部的开关电路也更不容易受到损坏，增强电路的稳定性。
[0084]
进一步地，所述故障诊断器件30通过检测线束与动力电池的管理系统接口连接；所述检测线束包括obd(on board diagnostics，车载自动诊断系统)端子和通信线；所述obd端子，设置于所述通信线的一端，用于与所述故障诊断器件30对应连接。所述通信线为can(controller area network，控制器局域网络)通信总线。
[0085]
can通信总线具有can2h和can2l两根信号线，两根信号线需要制作成双绞线；该双绞线的一端设置有obd端子，用于与故障诊断器件30连接，该双绞线的另一端设置有与待检测动力电池相匹配的端子(未示出)，用于与动力电池建立连接。从而通过一根两端带有端子的双绞线，实现故障诊断器件30与动力电池之间的通信，通信稳定，携带方便。
[0086]
所述故障诊断器件30需要结合实际需要进行选择，例如包括故障诊断仪31。所述故障诊断仪31可以根据待检测的动力电池的品牌、型号进行选取，对应地，还可能需要根据所选取的故障诊断仪适配诊断软件，诊断软件若需要上位机运行，则所述故障诊断器件30还包括上位机终端32，上位机终端32可以是笔记本电脑、计算机、平板电脑等。obd端子更便
于与故障诊断仪31适配和通信。
[0087]
进一步地，所述检测线束还包括终端电阻r3；所述终端电阻r3设置于所述obd端子与所述can通信总线之间。具体的，所述终端电阻r3连接在所述can通信总线的can2h和can2l两根信号线靠近obd端子侧的位置处，终端电阻r3的阻值为120ω，可以是单个电阻，也可以是由多个电阻串联而成。
[0088]
进一步地，所述电压检测器件40为万用表；所述万用表的红表笔连接端为所述电压检测器件的正极输入端，所述万用表的黑表笔连接端为所述电压检测器件的负极输入端。万用表小巧、易携带且不易损坏，大大增加了动力电池检测装置的便携性。
[0089]
进一步地，所述电源10为12v稳压电源，从而能够为动力电池提供稳定的直流电。
[0090]
基于上述硬件结构，使用动力电池检测装置对动力电池进行检测的过程可以为：
[0091]
电池管理系统功能检测：将第一开关装置20的各个接口分别与12v稳压电源和动力电池连接、动力电池与双绞线的端子连接、故障诊断仪31与双绞线的obd端子和上位机32连接；闭合第一开关20，其余开关处于断开状态，12v稳压电源给动力电池的ecu及bms供电；通过故障诊断仪31读取并记录动力电池的故障码、单体电压、电池总电压、出厂soc、电池温度；将检测结果与动力电池的标准参数进行比较，判定动力电池的管理系统功能是否合格。
[0092]
电气安全功能的检测：将第一开关装置20的各个接口分别与12v稳压电源和动力电池的继电器连接、将第二开关装置50的各个接口分别与动力电池和万用表连接；闭合第二开关s2、第四开关s4、第六开关s6，其余开关处于断开状态，万用表检测动力电池正极与负极之间的总电压；闭合第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4，断开其余开关，万用表检测第一电阻r1两端的第一电压；闭合第二开关s2、第五开关s5、第六开关s6，断开其余开关，获得第二电阻r2两端的第二电压；将测定的三个电压值与检测标准进行比较，从而判定动力电池的电气安全功能是否合格。
[0093]
综上所述，基于上述硬件结构，动力电池检测装置包括第一开关装置、第二开关装置、万用表、12v稳压电源、带两个端子的双绞线、故障诊断仪和上位机均可以通过可拆分的连接线连接；所有设备在使用时均不受地点限制，因此可以实现在任何地点对需要检测的动力电池进行检测，极大地提高了动力电池检测的便利性。该动力电池检测装置具有易操作、成本低、机动性高等特点，应用场景包括但不限于量产制造不良解析、实验用电池不良解析、市场不良解析，从而可以提升整车制造企业对动力电池系统的品质管控能力和水平。并且当用户在使用车辆过程中出现了动力电池故障，故障排查人员只需携带该装置到达现场即可进行故障检测及排查，而不再需要到大型专用检测设备所在的检测场所进行检测，从而提高了检修工作的便利性和效率。
[0094]
以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。