一种电池温度自动调整的容量测试装置、系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及电池容量测试技术，尤其涉及一种电池温度自动调整的容量测试装置、系统及方法。

背景技术

随着新能源技术的发展，电池技术逐渐应用到各个领域作为储能工具。如何更准确的对电池的容量进行测试，也是得到很多科研人员的关注。

现有技术中通过将电池放置在恒温箱中，调节恒温箱温度，对电池进行充放电来获取电池在不同温度下的容量。但是在充放电过程中，电池的实际温度还是存在差异，因此造成电池容量与实际容量存在差异。

发明内容

本发明提供一种电池温度自动调整的容量测试装置、系统及方法，以解决待测电池充放电时，温度变化造成的容量计算误差问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池温度自动调整的容量测试装置，包括：采集模块和电池充放电模块，

所述采集模块包括温度采集端口；所述温度采集端口与待测电池连接，所述采集模块用于采集待测电池的工作温度；

所述电池充放电模块包括正极端口和负极端口；所述正极端口与所述待测电池的正极连接，所述负极端口与所述待测电池的负极连接；所述电池充放电模块用于根据所述待测电池的工作温度，控制所述待测电池的工作状态；以及当所述待测电池的工作温度在设定的温度区间内时，计算所述待测电池的电池容量。

可选的，所述采集模块还包括电压采集正极端口和电压采集负极端口；所述电压采集正极端口与所述待测电池的正极连接，所述电压采集负极端口与所述待测电池的负极连接，所述采集模块还用于采集所述待测电池的充放电电压，并将所述待测电池的充放电电压发送至所述电池充放电模块；所述电池充放电模块用于根据所述待测电池的充放电电压调整当前运行状态的充放电电流。

可选的，所述采集模块包括：温度采集单元和电压采集单元

温度采集单元包括第一端口和通信端口；所述温度采集端口作为所述温度采集单元的第一端口；

电压采集单元包括电压采集第一端口、电压采集第二端口和通信端口；所述电压采集正极端口作为所述电压采集单元的电压采集第一端口；所述电压采集负极端口作为所述电压采集单元的电压采集第二端口；

第一通信单元，包括第一端口、第二端口和第三端口；所述第一通信单元的第一端口连接所述温度采集单元的通信端口；所述第一通信单元的第二端口连接所述电压采集单元的通信端口；所述第一通信单元的第三端口作为所述第一通信端口。

可选的，所述采集模块采用AD采样方式采集数据。

可选的，电池充放电模块包括：

充放电电路，所述充放电电路的输入与所述正极端口连接；所述充放电电路的输出与所述负极端口连接；所述充放电电路用于连接外部电源，向所述电池进行充电；

第二通信单元，包括第一端口和第二端口；所述第二通信单元的第一端口作为所述第二通信端口；

控制单元，包括通信端口和控制端口；所述控制单元的通信端口与所述第二通信单元的第二端口连接；所述控制单元的控制端口与所述充放电电路连接，所述控制单元用于根据接收到的信号控制所述充放电电路工作状态。

第二方面，本发明实施例提供了一种电池温度自动调整的容量测试系统，包括：待测电池和采用本发明实施例任一项所述的电池温度自动调整的容量测试装置。

第三方面，本发明实施例提供了一种电池温度自动调整的容量测试方法，其特征在于，采用本发明实施例任一项所述的电池温度自动调整的容量测试装置；所述容量测试方法包括：

所述采集模块采集待测电池的工作温度；

所述电池充放电模块接收所述待测电池的工作温度，控制所述待测电池的工作状态；以及当所述待测电池的工作温度在设定的温度区间内时，计算所述待测电池的电池容量。

可选的，所述的电池温度自动调整的容量测试方法，还包括：

所述采集模块采集所述待测电池的充放电电压；

所述电池充放电模块控制所述待测电池的工作状态，包括：

所述电池充放电模块根据所述待测电池的充放电电压获取当前状态运行充放电的电流；若所述当前状态运行充放电的电流超过所述待测电池的允许最大的充放电电流，所述电池充放电模块则下调所述当前状态运行充放电的电流。

可选的，所述电池充放电模块根据所述待测电池的工作温度计算所述待测电池的目标充放电电流；

根据所述待测电池的目标充放电电流调节所述当前运行状态的充放电电流。

本发明实施例提供的技术方案，通过所述采集模块采集待测电池的工作温度；电池充放电模块根据所述待测电池的工作温度，控制所述待测电池的工作状态，从而控制待测电池的工作温度。本发明实施例提供的电池充放电模块能够对待测电池的工作温度进行自动调整，以及，通过控制待测电池的工作温度，使得在稳定的工作温度范围计算所述待测电池的电池容量。因此，本发明实施例解决了待测电池充放电时，温度变化造成的容量计算误差，提升了对待测电池容量的计算精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电池温度自动调整的容量测试装置结构示意图。

图2为本发明实施例提供的又一种电池温度自动调整的容量测试装置结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种采集模块结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种电池充放电模块结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种电池温度自动调整的容量测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种电池温度自动调整的容量测试装置结构示意图。参见图1，电池温度自动调整的容量测试装置包括：采集模块110和电池充放电模块130。

其中，采集模块110包括温度采集端口112；温度采集端口112与待测电池140连接；采集模块110用于采集待测电池的工作温度。

电池充放电模块130包括正极端口131和负极端口132正极端口131与待测电池140的正极120连接，负极端口132与待测电池140的负极121连接；电池充放电模块130用于根据待测电池的工作温度，控制待测电池的工作状态；以及当待测电池的工作温度在设定的温度区间内时，计算待测电池的电池容量。

示例性的，电池温度自动调整的容量测试装置的工作原理为：采集模块110通过温度采集端口112对待测电池140的温度进行采集，并将采集的待测电池的工作温度数据通过第一通信端口111发送给电池充放电模块130的第二通信端口133。电池充放电模块130根据待测电池的性能规格设定电池温度区间，温度误差通常保持在±2℃，采集的待测电池的工作时温度超过设定的温度区间时，电池充放电模块130控制待测电池的工作状态的充放电电流变为0，即电池停止工作。直到电池的工作温度降低至设定温度区间，即待测电池的工作温度恢复到设定的温度区间时，电池充放电模块130控制待测电池再次开启电池充放电。因此，本发明实施例能够控制电池充放电过程，将电池的工作温度控制在设定的温度区间，然后由充放电模块130通过按时积分等算法计算待测电池的电池容量，电池容量的计算方法同现有技术，故在此不再赘述。

本发明实施例提供的技术方案，通过所述采集模块采集待测电池的工作温度；电池充放电模块根据所述待测电池的工作温度，控制所述待测电池的工作状态，从而控制待测电池的工作温度。本发明实施例提供的电池充放电模块能够对待测电池的工作温度进行自动调整，以及，通过控制待测电池的工作温度，使得在稳定的工作温度范围计算所述待测电池的电池容量。因此，本发明实施例解决了待测电池充放电时，温度变化造成的容量计算误差，提升了对待测电池容量的计算精度。

需要说明的是，图1中示例性地示出了采集模块包括至少一个温度采集端口，并且示例性地示出温度采集端口与待测电池140的正极120、负极121分别连接。但不作为对本发明的限定，在其他实施例中，还可以设置，温度采集端口112可以与待测电池表面壳体连接，实现采集待测电池的工作温度。

图2为本发明实施例提供的又一种电池温度自动调整的容量测试装置结构示意图，参见图2，可选的，采集模块110还包括电压采集正极端口114和电压采集负极端口115；电压采集正极端口114与待测电池140的正极120连接，电压采集负极端口115与待测电池140的负极121连接，采集模块110还用于采集待测电池的充放电电压，并将待测电池的充放电电压发送至电池充放电模块130；电池充放电模块130用于根据待测电池的充放电电压调整当前运行状态的充放电电流。

示例性的，采集模块110通过电压采集正极端口114和电压采集负极端口115分别连接待测电池140的正极120和负极121，从而采集待测电池的充放电电压。电池充放电模块130可以根据待测电池140的充放电电压获取待测电池140当前运行状态的充放电电流；若当前运行状态的充放电电流超过待测电池140规定的允许最大的充放电电流，电池充放电模块130下调当前运行状态的待测电池140的充放电电流。本发明实施例通过采集电池的充放电电压计算当前充放电电流，实现充放电电流的监控以及根据待测电池的性能规格调试电流值，避免电流超过待测电池的允许最大的充放电电流，影响电池使用寿命。

电流控制模块根据采集的电池的工作温度和电池本身的允许充放电电流来设置参数，根据温度和电压进行查表计算得到待测电池的目标充放电电流。电池充放电模块根据待测电池的目标充放电电流调节当前运行状态的充放电电流，使当前运行状态的充放电电流接近目标电流，降低按时积分等算法计算电池实际容量时的计算误差。

图3为本发明实施例提供的一种采集模块结构示意图，结合图2和图3，可选的，采集模块包括：温度采集单元310和电压采集单元320。

温度采集单元310包括第一端口311和通信端口313。温度采集端口112作为温度采集单元的第一端口311。

电压采集单元320，包括电压采集第一端口321、电压采集第二端口322和通信端口323。电压采集正极端口114作为电压采集单元的电压采集第一端口321。电压采集负极端口115作为电压采集单元的电压采集第二端口322。

第一通信单元330，包括第一端口331、第二端口332和第三端口333。第一通信单元330的第一端口331连接温度采集单元的通信端口313。第一通信单元330的第二端口332连接电压采集单元320的通信端口323。第一通信单元330的第三端口333作为第一通信端口111。

其中，温度采集单元310包括温度传感器，温度传感器设置于所述待测电池的正、负极或表面上，用于对待测电池的温度进行测量，将温度信号转换为电信号。温度传感器通过数据线缆连接第一端口311。温度数据信息通过温度采集单元310的通信端口313发送至第一通信单元330的第一端口331。第一通信单元330的第三端口333作为第一通信端口111，可以将温度数据信息通过第一通信单元330的第三端口333发送至电池充放电模块130。实现采集模块110与电池充放电模块130的温度数据传输。

电压采集单元320可以通过电压采集器进行电压测量采集，电压采集单元320的电压采集第一端口321和电压采集第二端口322可以通过线缆分别连接待测电池正极和负极，从而获取待测电池充放电过程的电压数据信息。电压数据信息通过电压采集单元320的通信端口323发送至第一通信单元330的第二端口332。可以将电压数据信息通过第一通信单元330的第三端口333发送至电池充放电模块130。实现采集模块110与电池充放电模块130的电压数据传输。

可选的，采集模块110采用AD采样方式采集数据。

具体的，采集模块110的电压采集单元和温度采样单元均可以采用AD采样。采用AD采样能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰，提高了电压采样和温度采样的稳定性。

图4为本发明实施例提供的一种电池充放电模块结构示意图，结合图2参见图4，可选的，电池充放电模块包括充放电电路410、第二通信单元420和控制单元430：

充放电电路的输入411与正极端口131连接。充放电电路的输出412与负极端口132连接。充放电电路410用于连接外部电源，向电池进行充电。

第二通信单元420包括第一端口421和第二端口422；第二通信单元的第一端口421作为第二通信端口133。

控制单元430包括通信端口431和控制端口432；控制单元430的通信端口431与第二通信单元420的第二端口422连接；控制单元430的控制端口432与充放电电路410连接，控制单元430用于根据接收到的信号控制充放电电路工作状态。

具体的，充放电电路410可以为LC震荡充放电电路或RC充放电电路等电路，充放电电路410连接外部电源时对电池进行充电，外部电源可以为220V的交流电，记为AC220V电压信号。第二通信单元420的第一端口421作为第二通信端口133；第二通信端口133与第一通信端口111连接，采集模块110采集的温度数据信息和电压数据信息可以通过第二通信单元420发送至电池充放电模块的控制单元430。

控制单元430的控制端口432与充放电电路410连接，控制单元430根据接收温度数据信息，自动调节电池充放电电路410停止或开启充放电状态；若采集的待测电池的工作时温度超过设定的温度区间时，控制单元430则通过充放电电路410控制待测电池的工作状态的充放电电流变为0，即电池停止工作。直到电池的工作温度降低至设定温度区间，即待测电池的工作温度恢复到设定的温度区间时，控制单元430则控制待测电池再次开启电池充放电。从而控制电池充放电过程电池工作温度处于设定的温度区间。

控制单元430还根据接收的电压数据信息，获取待测电池当前运行状态的充放电电流；若当前运行状态的充放电电流超过待测电池规定的允许最大的充放电电流，控制单元430则下调当前运行状态的充放电电流。其中控制单元430接收到的信号包括温度数据信息、电压数据信息和外部电源充电信息。

本发明实施例提供了一种电池温度自动调整的容量测试系统，包括：待测电池和采用本发明实施例任一项的电池温度自动调整的容量测试装置。

具体的，该电池温度自动调整的容量测试系统可以测试不同型号待测电池，根据电池规格型号设定电池温度区间。通过自动控制电池充放电过程，使电池工作温度处于设定的温度区间，即可通过按时积分等算法来计算电池在设定温度区间的电池实际容量。

图5为本发明实施例提供的一种电池温度自动调整的容量测试方法的流程示意图，参见图5，采用本发明实施例任一项的电池温度自动调整的容量测试装置；容量测试方法包括以下步骤：

S110、采集模块采集待测电池的工作温度。

其中，采集模块可以通过温度传感器采集待测电池的正负极温度或待测电池的壳体工作温度，并发送给电池充放电模块。

S120、电池充放电模块接收待测电池的工作温度，控制待测电池的工作状态。

具体的，电池充放电模块根据待测电池性能规格设定电池温度区间，当采集的待测电池的工作时温度超过设定的温度区间时，则控制待测电池的工作状态的充放电电流变为0，即电池停止工作。直到电池的工作温度降低至设定温度区间，即待测电池的工作温度恢复到设定的温度区间时，电池充放电模块则控制待测电池再次开启电池充放电。

可选的，电池温度自动调整的容量测试方法，还包括：

采集模块采集待测电池的充放电电压；

电池充放电模块控制待测电池的工作状态，包括：

电池充放电模块根据待测电池的充放电电压获取当前状态运行充放电的电流；若当前状态运行充放电的电流超过待测电池的允许最大的充放电电流，电池充放电模块则下调当前状态运行充放电的电流。

具体的，采集模块通过采集待测电池的正极和负极电压，从而得到待测电池的充放电电压。电池充放电模块可以根据待测电池的充放电电压获取待测电池当前运行状态的充放电电流；若当前运行状态的充放电电流超过待测电池规定的允许最大的充放电电流，电池充放电模块则下调当前运行状态的充放电电流。通过采集电池的充放电电压计算充放电电流，实现充放电电流的监控以及根据待测电池的性能规格调试电流值，避免电流超过待测电池的允许最大的充放电电流，影响电池使用寿命。

可选的，电池充放电模块根据待测电池的工作温度计算待测电池的目标充放电电流；

根据待测电池的目标充放电电流调节当前运行状态的充放电电流。

具体的，电流控制模块根据采集的电池的工作温度和电池本身的允许充放电电流来设置参数，根据温度和电压进行查表计算得到待测电池的目标充放电电流。电池充放电模块根据待测电池的目标充放电电流调节当前运行状态的充放电电流，使当前运行状态的充放电电流接近目标电流，降低按时积分等算法计算电池实际容量时的计算误差。

S130、当待测电池的工作温度在设定的温度区间内时，计算待测电池的电池容量。

具体的，电池充放电模块根据采集待测电池的工作温度自动调整控制电池充放电过程，使电池工作温度处于设定的温度区间，由充放电模块通过按时积分等算法来计算电池实际容量。

本发明实施例提供的电池温度自动调整的容量测试方法，电池充放电模块根据所述待测电池的工作温度，自动调整待测电池的工作状态，从而控制待测电池的工作温度。使得在稳定的工作温度范围内时计算所述待测电池的电池容量。因此，本发明实施例解决了待测电池充放电时，温度变化造成的容量计算误差，提升了对待测电池容量的计算精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。