[实用新型]一种动力电池组均衡的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种动力电池的测试装置。 

背景技术

在能源危机与环境污染的双重压力下，新能源产业蓬勃发展。新能源汽车和储能电站等领域，对于动力电池技术提出了更高的要求。一般而言，动力单体电池电压与容量不足，必须通过串并联的形式将动力电池组成电池组，才能满足相应动力装置或储能装置的功率需求。一个动力电池组可能包括上百个大容量动力单体电池，或者包括成千上万个小容量动力单体电池。 

通常动力电池组内电池存在不一致的问题，制造环节的不一致性是主要原因之一。这种不一致性体现在电池的各项基本指标上，如电压不一致，容量不一致，内阻不一致，功率密度不一致等。通过严格控制制造环节中的工艺参数，能够减小制造环节的不一致性。然而，造成动力电池组内不一致性问题的原因还不仅如此，动力电池成组后，单体电池所处的空间位置对应着不同的热场、电场和机械使用条件，这些使用条件会使得成组之前一致性较好的电池组内的一致性变差。 

总而言之，动力电池成组之后，总要面临不一致性的问题。尤其对于长时间使用的电池组而言，不一致性的问题更加突出。目前为止，不一致性造成的主要表现是电池组释放能量的能力减弱。由于通常只使用电池电压作为电池充放电的截止标准，容量小，内阻大的单体电池将会首先达到其截止电压，从而导致电池组的充放电能力被容量小、内阻大的单体电池所限制。不一致性的危害不仅包括电池组充放电容量的减小，还包括电池组总体寿命的缩短和电池安全性的隐患。有实验数据证明，某款磷酸铁锂电池组在出现不一致性问题后，车辆的续驶里程从100km降低到70km；另外，某款磷酸铁锂单体电池循环寿命可以达到1000次，而电池成组后的循环寿命仅300次。更重要的是，电池组内的不一致使得部分电池承受过大的电流，导致局部过热，甚至导致热失控的发生。 

对于电池组内的不一致性问题，一种目前主流的解决方案即是电池均衡。电池均衡是指当电池组内各节单体电池由于不一致的问题无法完全充入/放出电量时，通过额外的充放电装置，根据某种电池均衡算法，对于部分电池进行合理的充放电，以使得整个电池组充入/放出的电能达到最多。 

错误的均衡算法可能导致不良的后果，如电池不一致性变化加剧，系统能量损耗加大等。不同的均衡方法对应着相应的硬件执行机构和软件控制算法，在实际应用之前需要进行均衡效果测试。 

具有不同材料体系的电池对应的均衡算法也不同，对应不同的使用工况而言对应的均衡算法也不同。在实际电池管理系统的开发过程中，对于均衡算法部分而言，需要能够针对不同的开发需求，进行快速的开发，并且节约开发成本。然而，传统的电池测试设备一般不包括硬件在环仿真的部分，并且也不具有对于单体电池进行均衡的执行机构，从而造成开发时间长，成本高。 

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种动力电池组均衡的测试装置，可以快速地进行包括均衡算法在内的电池管理系统算法开发，从而可以帮助相关企业和研究机构在进行动力电池管理系统算法开发时，提高效率，节约成本。 

一种动力电池组均衡的测试装置，其包括一充电机、一放电机、多个单体均衡控制器，该充电机用于给被测电池组充电，该放电机用于给被测电池组放电，所述单体均衡控制器的数量与被测电池组的单体电池的数量一致，并且一个单体均衡控制器用于检测一个单体电池的温度和电压。 

本实用新型提供的动力电池组均衡的测试装置，可以通过其建立基于硬件在环仿真的电池测试平台，对于包括均衡算法在内的电池管理系统算法进行快速的开发与测试，而不需要耗费时间在管理系统的硬件开发上。并且基于硬件在环仿真的测试平台不需要完整的电池组或电池管理系统，就可以对于电池管理系统的均衡算法进行快速的开发。 

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的动力电池组均衡的测试装置与待测 动力电池组的结构关系示意图。 

图2为本实用新型第一实施例及第二实施例提供的动力电池组均衡的测试装置的充放电转换控制电路示意图。 

图3为本实用新型第一实施例及第二实施例提供的动力电池组均衡的测试装置的电池状态监测电路示意图。 

图4为本实用新型第一实施例及第二实施例提供的动力电池组均衡的测试装置的CAN总线各节点的布置示意图。 

图5为本实用新型第一实施例及第二实施例提供的动力电池组均衡的测试装置工作时的供电电源系统设计示意图。 

图6为本实用新型第二实施例提供的动力电池组均衡的测试装置与待测动力电池组的结构关系示意图。