一种电池漏电流检测系统及方法与流程

1.本发明电池漏电流检测领域，具体涉及一种电池漏电流检测系统及方法。


背景技术：

2.由于电池、电容工作的原理缺陷或者生成工艺差异或者原材料技术水平等客观现实问题，生产出来的各种电池、电容都或多或少的存在一定量的泄露电流；这个泄露电流将导致电池、电容在长期存放的过程中存储能量的损失；在电池出货前需要对漏电流进行检测，以此作为电池分类的部分参考依据，在电池使用终端，也需要分类电池的漏电流水平(比如电池并联使用时，那么就需要选择同漏电流等级的电池，否则某个漏电流大的电池，将会泄露掉整个电池包的存储容量)。
3.目前电池生产企业通用的电池漏电流检测的方法是将电池静置于室温下放置一段时间，一般一到两周，部分到一个月甚至更长时间后，测试这段时间电池的电压变化，并依据此推算电池的漏电流；该方案有两个明显缺点，1，测试时间长；2，测试的漏电流精度很低；
4.另外，发明公布-201911108946.9-一种锂电池漏电流的检测方法，这是一种漏电流检测方法，依据一个给定的试探充电电流，观察一段时间的时间-电压曲线斜率情况，来反馈调节充电电流；并在斜率为0的时候，取此时的充电电流为电池的漏电流；此方法存在速度慢(获取到时间-电压曲线斜率后才能反馈调节)，并未给出如何排除温度影响(温度会直接影响电池的电压，进而干扰时间-电压曲线的斜率，故此方法实现依赖良好的恒温环境)，也未给出漏电流测试的本质原理。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电池漏电流检测系统及方法，具体方案如下：
6.作为本发明的第一方面，提供一种电池漏电流检测系统，所述系统包括pmw_dac、恒压控制单元、电流检测单元、差异检测单元、电池和处理器，所述pmw_dac的输入端与参考电压源电连接，输出端分别与恒压控制单元以及差异检测单元的输入端电连接，所述恒压控制单元的输出端分别与电池以及电流检测单元电连接，所述处理器分别与核心pmw_dac、电流检测单元以及差异检测单元电连接；
7.所述pmw_dac用于接入参考电压源，并将处理后的信号作为恒压给定信号输出给恒压控制单元；
8.所述恒压控制单元用于基于所述恒压给定信号确定需要输出给电池的充电电压，为电池充电；例如加法电流输出的恒压给定信号为0.05v，这个时候恒压控制单元就以0.05v的电压为电池充电，所述恒压控制单元是一个负反馈控制环路：由加法电路输出作为给定信号，由电池电压作为反馈控制信号；
9.所述差异检测单元用于监测pmw_dac输出的恒压给定信号与电池电压的差异；
10.所述电流检测单元用于监测恒压控制单元输出的电流大小；
11.所述处理器用于控制pmw_dac的输出量，并通过差异检测单元监测pmw_dac输出的恒压给定信号与电池电压的差异，通过电流检测单元监测恒压控制单元输出的电流大小。
12.进一步地，所述系统还包括基准信号单元以及低噪声处理单元，所述基准信号单元用于为pmw_dac提供参考电压源，所述低噪声处理单元用于对输出给pmw_dac的所述供参考电压源进行降噪处理，其中，所述基准信号单元为高精度低温漂基准信号单元，所述恒压控制单元为多电流量程恒压控制单元。
13.进一步，所述处理器还用于计算pmw_dac需要的输出满度比例n，使得pmw_dac的输出满度比例为n时，恒压给定信号无限接近且小于电池电压，并锁住pmw_dac的输出满度比例n。
14.进一步地，计算pmw_dac需要的输出满度比例n具体为：
15.断开恒压控制单元与电池的连接；
16.控制pmw_dac输出1/2满度，并通过二分查找算法找到pmw_dac输出满度比例n，使得pmw_dac的输出满度比例为n时，恒压给定信号最接近且小于电池电压，并锁定pmw_dac的输出满度比例n。
17.进一步地，所述恒压控制单元在处理器计算并控制核心dac单元输出满度比例n和辅助dac单元输出满度比例m时才与电池建立连接，为电池充电，所述处理器具体用于通过电流检测单元监测恒压控制单元的输出电流，并基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程，当输出电流稳定在某一个电流量程的某一个值上时，这个值即为电池的漏电流。
18.进一步地，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程具体包括：在为电池充电前先切换到最小电流量程，在充电过程中，当输出电流超过当前电流量程的满度一定比例时，逐渐增大电流量程，直至电流小于当前电流量程满度的一定比例时，逐渐减少电流量程，直至输出电流最大限度接近当前电流量程的满度。
19.作为本发明的第二方面，提供一种电池漏电流检测方法，所述方法包括：
20.步骤1，断开恒压控制单元与电池的连接，并将恒压控制单元的切换到最小电流量程；
21.步骤2，计算pmw_dac需要的输出满度比例n，使得pmw_dac输出满度比例为n时，恒压给定信号无限接近且小于电池电压，并锁住pmw_dac的输出满度比例n；
22.步骤3，将恒压控制单元与电池电连接，使恒压控制单元开始工作，为电池充电；
23.步骤4，通过电流检测单元监测恒压控制单元的输出电流，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程，当输出电流稳定在某一个电流量程的某一个值上时，这个值即为电池的漏电流。
24.进一步地，步骤2中，计算pmw_dac需要的输出满度比例n具体包括：
25.控制pmw_dac输出1/2满度，并通过二分查找算法找到pmw_dac输出满度比例n，使得pmw_dac的输出满度比例为n时，恒压给定信号最接近且小于电池电压，并锁定pmw_dac的输出满度比例n。
26.进一步地，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程具体包括：在为电池充电前先切换到最小电流量程，在充电过程中，当输出电流超过当前电流量程
的满度一定比例时，逐渐增大电流量程，直至电流小于当前电流量程满度的一定比例时，逐渐减少电流量程，直至输出电流最大限度接近当前电流量程的满度。
27.本发明具有以下有益效果：
28.本发明通过高精度低温漂基准降低电路对温度的敏感性；使其不受温度影响，通过计算pmw_dac需要的输出满度比例n，使得pmw_dac的输出满度比例为n时，恒压给定信号无限接近且小于电池电压，并锁住pmw_dac的输出满度比例n，然后将恒压控制单元与电池电连接，使恒压控制单元开始工作，通过电流检测单元监测恒压控制单元的输出电流，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程，当输出电流稳定在某一个电流量程的某一个值上时，这个值即为电池的漏电流，从而实现快速准确的测试出电池或者电容的漏电流大小。
附图说明
29.图1为本发明实施例提供的电池漏电流检测系统；
30.图2为本发明实施例提供的电池漏电流检测方法。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示，作为本发明的第一实施例，提供一种电池漏电流检测系统，所述系统包括基准信号单元、pmw_dac、低噪声处理单元、恒压控制单元、电流检测单元、差异检测单元、电池和处理器，所述基准信号单元通过低噪声处理单元与所述pmw_dac的输入端电连接，所述pmw_dac的输出端分别与恒压控制单元以及差异检测单元的输入端电连接，所述恒压控制单元的输出端分别与电池以及电流检测单元电连接，所述处理器分别与核心pmw_dac、电流检测单元以及差异检测单元电连接。
33.所述基准信号单元用于为pmw_dac提供参考电压源，所述低噪声处理单元用于对输出给pmw_dac的所述供参考电压源进行降噪处理；
34.所述pmw_dac用于接入参考电压源，并将处理后的信号作为恒压给定信号输出给恒压控制单元；
35.所述恒压控制单元用于基于所述恒压给定信号确定需要输出给电池的充电电压，为电池充电；例如加法电流输出的恒压给定信号为0.05v，这个时候恒压控制单元就以0.05v的电压为电池充电，所述恒压控制单元是一个负反馈控制环路，由电池电压作为反馈控制信号。
36.所述差异检测单元用于监测pmw_dac输出的恒压给定信号与电池电压的差异；
37.所述电流检测单元用于监测恒压控制单元输出的电流大小；
38.所述处理器用于控制pmw_dac的输出量，并通过差异检测单元监测pmw_dac输出的恒压给定信号与电池电压的差异，通过电流检测单元监测恒压控制单元输出的电流大小。
39.其中，所述恒压控制单元为多电流量程恒压控制单元，所述基准信号单元为高精
度低温漂基准信号单元，通过高精度低温漂基准等降低电路对温度的敏感性，使其不受温度影响。
40.优选地，本发明通过二分查找算法计算pmw_dac需要的输出满度比例n，具体包括：
41.断开恒压控制单元与电池的连接；
42.控制pmw_dac输出1/2满度，并通过二分查找算法找到pmw_dac输出满度比例n，使得pmw_dac的输出满度比例为n时，恒压给定信号最接近且小于电池电压，并锁定pmw_dac的输出满度比例n不变。
43.二分查找算法为现有的算法，该算法的基本思想是将所要査找的序列的中间位置的数据与所要査找的元素进行比较，如果相等，则表示査找成功，否则将以该位置为基准将所要査找的序列分为左右两部分。.接下来根据所要査找序列的升降序规律及中间元素与所查找元素的大小关系，来选择所要査找元素可能存在的那部分序列，对其采用同样的方法进行査找，直至能够确定所要查找的元素是否存在。
44.本发明将0至1之间的满度分成若干份，例如分成1/8满度、1/4满度、1/2满度、3/4满度、7/8满度等等，并将不同的满度进行排序，以1/2满度为中间元素，将序列分为左右两部分，首先控制pmw_dac输出1/2满度，并通过异常检测单元检测恒压给定信号与电池的差异，若恒压给定信号与电池的存在一定差异，则基于二分查找算法从中间元素即1/2满度的左右序列中找对应元素，例如，恒压给定信号小于电池电压，修正pmw_dac的输出满度为中间元素右边的一个元素，如修正pmw_dac输出满度为3/4满度，恒压给定信号大于电池电压，修正pmw_dac的输出满度为中间元素左边的一个元素，如修正核心dac输出满度为1/4满度，基于基于二分查找算法进行查找，直至査找到恒压给定信号最接近且小于电池电压时，此时对应的pmw_dac的满度即为所求的满度比例n。
45.优选地，所述恒压控制单元在处理器计算并控制核心dac单元输出满度比例n和辅助dac单元输出满度比例m时才与电池建立连接，为电池充电，所述处理器具体用于通过电流检测单元监测恒压控制单元的输出电流，并基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程，当输出电流稳定在某一个电流量程的某一个值上时，这个值即为电池的漏电流
46.优选地，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程具体包括：在为电池充电前先切换到最小电流量程，在充电过程中，当输出电流超过当前电流量程的满度一定比例时，逐渐增大电流量程，直至电流小于当前电流量程满度的一定比例时，逐渐减少电流量程，直至输出电流最大限度接近当前电流量程的满度。
47.作为本发明的第二实施例，提供一种电池漏电流检测方法，所述方法包括：
48.步骤1，断开恒压控制单元与电池的连接，并将恒压控制单元的切换到最小电流量程；
49.步骤2，通过高精度低温漂基准信号单元为pmw_dac提供参考电压源，计算pmw_dac需要的输出满度比例n，使得pmw_dac输出满度比例为n时，恒压给定信号无限接近且小于电池电压，并锁住pmw_dac的输出满度比例n；
50.步骤3，将恒压控制单元与电池电连接，使恒压控制单元开始工作，为电池充电；
51.步骤4，通过电流检测单元监测恒压控制单元的输出电流，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程，当输出电流稳定在某一个电流量程的某一个值上
时，这个值即为电池的漏电流。
52.其中，步骤2中，计算pmw_dac需要的输出满度比例n具体包括：
53.控制pmw_dac输出1/2满度，并通过二分查找算法找到pmw_dac输出满度比例n，使得pmw_dac的输出满度比例为n时，恒压给定信号最接近且小于电池电压，并锁定pmw_dac的输出满度比例n。
54.其中，基于监测的输出电流大小实时调整恒压控制单元的电流量程具体包括：在为电池充电前先切换到最小电流量程，在充电过程中，当输出电流超过当前电流量程的满度一定比例时，逐渐增大电流量程，直至电流小于当前电流量程满度的一定比例时，逐渐减少电流量程，直至输出电流最大限度接近当前电流量程的满度。
55.需要说明的是，本发明的电池包括但不限于扣式电池、软包电池、柱状电池和铝壳电池等，且不限于一次电池、二次电池以及储能电容等。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。