带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台及方法技术

本发明专利技术提出一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台及方法，属于新能源汽车安全技术领域，该试验台包括上位机、短路触发控制器、温度测量电路、电压测量电路、电流测量电路、控温箱、电池防护箱、电磁继电器、电流传感器、温度传感器、电池组和电子负载；该试验台具有多点测温和远程控制功能，上位机监测系统通过CAN总线与短路触发控制器远程连接，并控制电磁继电器触发电池短路故障，该试验台可以在保障实验安全的前提下，实现了在不同工作环境温度下动力电池组短路测试，记录各项电特性、温度特性的变化，红外测温仪实时监测热分布，为研究动力电池在短路过程中的电热特性提供良好的基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源汽车安全
，具体涉及一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台及方法。
技术介绍
电动汽车是指以动力电池为车载能源、以电动机驱动系统为动力部件的车辆形式，具有节能、环保的优点；随着能源危机与环境污染问题的日益严重，以电动汽车为代表的新能源汽车已成为全世界汽车领域的研发重点；然而电动汽车的进一步推广也存在许多困难，近年来电动汽车的起火爆炸事故频频发生，电动汽车的安全性和可靠性已成为制约电动汽车进一步发展的瓶颈性问题；资料表明，很大一部分电动汽车起火事件是由于动力电池发生故障而引发的，作为电动汽车的核心部件，动力电池的安全性对于提高电动汽车的安全与可靠性，具有十分重要的作用。电池外部短路故障是电池安全问题中最为严重的一类故障，短路过程中电池内部化学机理迅速破坏，短时间内电流急剧增大，大量的热在电池内部堆积，电池温度迅速上升，极易引发热失控、起火、爆炸等危险事故。为了建立相应的短路故障模型、管理策略和防护机制，对电池外部短路时的故障特性进行研究是十分必要的，然而，电池外部短路是一种非常危险的故障，在实验过程中伴随着极高的安全隐患，因此普通的电池测试系统和实验设备无法保证实验的顺利、安全进行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台及方法，该试验台在保障实验安全的前提下，实现在不同工作环境温度下动力电池组短路测试，记录各项电特性、温度特性的变化，同时依靠红外测温仪实时监测电池组本身及周边的热分布，为研究动力电池在短路过程中的电热特性提供良好的基础。一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台，包括上位机、短路触发控制器、温度测量电路、电压测量电路、电流测量电路、控温箱、电池防护箱、电磁继电器、电流传感器、温度传感器、电池组和电子负载，其中，所述的温控箱内部设置有电池防护箱，电池防护箱内部设置有电磁继电器、电流传感器、温度传感器和电池组，其中，电磁继电器的输出端连接电池组中被测电池的两端，且电流传感器设置于电磁继电器的输出端，温度传感器设置于被测电池表面，电池组的两端依次通过电池防护箱的通孔和控温箱的通孔连接电子负载的两端；所述的上位机与短路触发控制器相连接，短路触发控制器的控制信号输出端依次通过控
温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接电磁继电器的输入端；短路触发控制器的第一输入端连接温度测量电路的一端，温度测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接温度传感器的输出端；短路触发控制器的第二输入端连接电压测量电路的一端，电压测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接被测电池的正负极；短路触发控制器的第三输入端连接电流测量电路的一端，电流测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接温度传感器的输出端。该试验台还包括摄像头和红外测温仪，且均设置于电池防护箱的上端。所述的电池组包括串联结构、并联结构和混合结构。所述的温度传感器设置于被测电池表面，具体为：设置于被测电池表面的正极、中间部位、负极和被测电池的周围，形成点阵分布。采用带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台进行的试验方法，包括以下步骤：步骤1、进行实验前的初始化，对所测试的锂离子电池进行容量测试、开路电压测试、内阻测试与循环工况测试，得到电池在健康状态下的工作特性实验数据，选择多组电池组进行短路测试，每组电池组对应不同的实验环境温度；步骤2、选择第一组中的第一电池组进行实验；步骤3、将电池组安装至安全防护箱中，连接直流电子负载，同时安放温度传感器与电流传感器；步骤4、确定电压量程、电流量程和温度量程，启动温控箱并设置温度值，当温控箱温度达到稳定启动电子负载，设置电池组工作状态，启动红外测温仪与摄像机，检查确保各传感器读数状态无异常；步骤5、启动上位机，设置采样频率、重置电磁继电器和设置短路持续时间；步骤6、通过上位机发送控制指令通过短路触发控制器至电磁继电器，触发被测电池短路故障；步骤7、采集短路过程中电池的电压值、电流值和测量点的温度值；步骤8、更换该组中下一电池组，返回执行步骤3，直至该组中所有电池组均完成测试，则执行步骤9；步骤9、修改控温箱的温度设置，更换下一组电池组，执行步骤3，直至所有组电池组均完成测试，执行步骤10；步骤10、实验结束，整理实验数据，根据电压与电流变化关系拟合电池的等效电路模型，根据温度变化关系拟合电池的热模型；步骤11、将实验中已经发生了短路故障的电池组，重新进行容量测试，并与短路之前的
实验数据进行对比，确定短路过程对电池所带来的损坏结果。步骤1所述的工作特性实验数据，包括：容量、开路电压和内阻。本专利技术优点：本专利技术提出一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台及方法，该试验台具有安全防护与远程控制功能，试验台主要包含上位机、短路触发控制器、温度测量电路、电压测量电路、电流测量电路、控温箱、电池防护箱、电磁继电器、电流传感器、温度传感器、电池组和电子负载；该试验台具有多点测温和远程控制功能，其中的上位机监测系统通过CAN总线与短路触发控制器远程连接，并控制电磁继电器触发电池短路故障，电磁继电器连接被测的动力电池，并与动力电池、传感器、红外测温仪等一起置于安全防护箱中，安全防护箱用于保障实验人员的安全，同时采用一个温控箱对实验过程中的环境温度进行控制；基于上述试验台，进一步提出了一种适用于电动汽车动力电池外部短路故障特性测试的实验方法，对电池短路故障时的电特性、热扩散机理等进行完备实验研究；该试验台可以在保障实验安全的前提下，实现了在不同工作环境温度下动力电池组短路测试，记录各项电特性、温度特性的变化，同时依靠红外测温仪实时监测电池组本身及周边的热分布，为研究动力电池在短路过程中的电热特性提供良好的基础。附图说明图1为本专利技术一种实施例的带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台结构示意图；图2为本专利技术一种实施例的安全防护箱侧视图；图3为本专利技术一种实施例的电池组为三节电池串联结构示意图；图4为本专利技术一种实施例的两节电池先串联再并联的混合结构示意图；图5为本专利技术一种实施例的电压测量电路电路原理图；图6为本专利技术一种实施例的电流测量电路电路原理图；图7为本专利技术一种实施例的温度测量电路电路原理图；图8为本专利技术一种实施例的短路触发控制电路电路原理图；图9为本专利技术一种实施例的带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术一种实施例做进一步说明。本专利技术实施例中，如图1所示，带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台包括上位机、短路触发控制器、温度测量电路、电压测量电路、电流测量电路、控温箱、电池防护箱、电磁继电器、电流传感器、温度传感器、电池组和电子负载；如图2所示，该试验台还包括设置于电池防护箱上端的摄像头和红外测温仪。本专利技术实施例中，短路触发控制器采用ECU555-80(DEV)型号，电磁继电器采用EV200AAANA型号，电流传感器采用HA2020型号，温度传感器(热电偶)采用K型感温线，温控箱采用101-3BS型号，电子负载采用JT6113型号，红外测温仪采用FLK-VT02型号；安全防护箱厚度：3mm；本专利技术实施例中，温控箱内部设置有电池防护箱，电池防护箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台，其特征在于，包括上位机、短路触发控制器、温度测量电路、电压测量电路、电流测量电路、控温箱、电池防护箱、电磁继电器、电流传感器、温度传感器、电池组和电子负载，其中，所述的温控箱内部设置有电池防护箱，电池防护箱内部设置有电磁继电器、电流传感器、温度传感器和电池组，其中，电磁继电器的输出端连接电池组中被测电池的两端，且电流传感器设置于电磁继电器的输出端，温度传感器设置于被测电池表面，电池组的两端依次通过电池防护箱的通孔和控温箱的通孔连接电子负载的两端；所述的上位机与短路触发控制器相连接，短路触发控制器的控制信号输出端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接电磁继电器的输入端；短路触发控制器的第一输入端连接温度测量电路的一端，温度测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接温度传感器的输出端；短路触发控制器的第二输入端连接电压测量电路的一端，电压测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接被测电池的正负极；短路触发控制器的第三输入端连接电流测量电路的一端，电流测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接温度传感器的输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台，其特征在于，包括上位机、短路触发控制器、温度测量电路、电压测量电路、电流测量电路、控温箱、电池防护箱、电磁继电器、电流传感器、温度传感器、电池组和电子负载，其中，所述的温控箱内部设置有电池防护箱，电池防护箱内部设置有电磁继电器、电流传感器、温度传感器和电池组，其中，电磁继电器的输出端连接电池组中被测电池的两端，且电流传感器设置于电磁继电器的输出端，温度传感器设置于被测电池表面，电池组的两端依次通过电池防护箱的通孔和控温箱的通孔连接电子负载的两端；所述的上位机与短路触发控制器相连接，短路触发控制器的控制信号输出端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接电磁继电器的输入端；短路触发控制器的第一输入端连接温度测量电路的一端，温度测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接温度传感器的输出端；短路触发控制器的第二输入端连接电压测量电路的一端，电压测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接被测电池的正负极；短路触发控制器的第三输入端连接电流测量电路的一端，电流测量电路的另一端依次通过控温箱的通孔和电池防护箱的通孔连接温度传感器的输出端。2.根据权利要求1所述的带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台，其特征在于，该试验台还包括摄像头和红外测温仪，且均设置于电池防护箱的上端。3.根据权利要求1所述的带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台，其特征在于，所述的电池组包括串联结构、并联结构和混合结构。4.根据权利要求1所述的带有远程控制功能的电动汽车电池短路试验台，其特征在于，所述的温度传感器设置于被测电池表面，具体为：设置于被测电池表面的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽宇，杨英，商雄，卢家欢，梁红，吕明，梁丽杰，陆瑶，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21