一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，包括多组锂电池模块，多组锂电池模块中的每组锂电池模块均各自通过测试单元电路与同一CAN总线连接，多组锂电池模块中的一组锂电池模块的正极依次经过充放电设备和上位机后与CAN总线CAN通信连接，多组锂电池模块中的一组锂电池模块的负极经分流器后接地，测试单元电路中包括分别与每组锂电池模块相连接的风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块，风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块均与主控制器相连接，主控制器经CAN通信电路模块与CAN总线连接。与现有技术相比，本发明专利技术具有精度高，测试时间短等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置
本专利技术涉及电动汽车退役锂电池处理
，尤其是涉及一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置。
技术介绍
随着世界汽车产业的发展，一方面石油能源的消耗日益增加，加快了能源短缺的步伐，发展新能源汽车、开发新型动力汽车，成为世界汽车产业面临的紧迫任务。电动汽车以其污染小、噪声低、能源效率高、能源来源多元化等优势备受青睐，当汽车锂电池组的荷电能力降低到原有容量的80％左右时，不再适合继续在电动汽车中使用，若将这些锂电池组报废进行回收处理，未能实现物尽其用，将造成极大的资源浪费。在锂电池外观完好、没有破损、各功能元件有效的情况下，可探讨进行锂电池的梯次回收再利用。在大规模动力电池梯次利用技术方面，我国起步较晚，与发达国家相比还有较大差距，在第二梯度的储能装置应用中我国和国外研究水平差距也很大，我国电池储能应用规模仍然较小。针对梯次利用锂电池工作特性衰退不一致的问题，分析了锂电池有效容量、内阻、开路电压和不同电流倍率等特性，指出锂电池经多次循环使用后容量和内阻参数符合正态分布，退役锂电池大倍率充放电相比新电池极化现象严重，适合投入到小倍率充放电的储能系统中应用。现在技术中存在以下问题：(1)从电动汽车退役下来的锂电池处于离线状态。换句话说，此时锂电池组缺少了历史数据的支持，甚至出现重要数据丢失的情况，因此，在这种情况下较难估计锂电池健康状态。(2)外部多变的测试环境。若发生历史数据和重要数据丢失的情况，如锂电池荷电特性、循环次数等数据，再加上外部环境温度波动，增大了梯次利用锂电池健康状态估计的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，从退役锂电池性能验证和品质分级方面入手，研究锂电池寿命特性，选用和设计适合退役锂电池的测试方法、测试模式和测试条件，在实际工程条件允许的范围内(有限的测试时间和环境条件下)完成锂电池组的测试，准确地决策出合适的梯度范围。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，包括多组锂电池模块，所述多组锂电池模块中的每组锂电池模块均各自通过测试单元电路与同一CAN总线连接，所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的正极依次经过充放电设备和上位机后与所述CAN总线CAN通信连接，所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的负极经分流器后接地，所述测试单元电路中包括分别与每组所述锂电池模块相连接的风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块，所述风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块均与主控制器相连接，所述主控制器经CAN通信电路模块与所述CAN总线连接。进一步地，所述主控制器还与用于控制与所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的正极连接的开关关断的继电器相连接。进一步地，所述电压检测电路模块包括运算放大器和与所述运算放大器输入正负极各自相连接的模拟开关，所述电压检测电路模块通过所述模拟开关与所述锂电池模块相连接，所述运算放大器采用的芯片型号为OPA454，所述模拟开关采用的芯片型号为MAX14752。进一步地，所述温度检测电路模块包括差分放大器和与所述差分放大器输入正负极经分压电阻并联的热敏电阻，所述差分放大器采用的芯片型号为TL084。进一步地，所述均衡控制电路模块包括均衡电路以及与所述均衡电路相拓扑连接的均衡电路电流检测电路和均衡电路电压检测电路，所述均衡电路中包括多个彼此并联连接的单刀继电器和多个与所述单刀继电器输出端相串联连接的双刀继电器，每个所述单刀继电器的输入端与所述锂电池模块中的单节锂电池对应连接，所述双刀继电器的输出端正负极与电容组的正负极并联连接。进一步地，所述均衡电路电压检测电路包括运算比较器，所述运算比较器的输入正负极分别经电阻后与所述电容组的正负极并联连接，其输出端与所述主控制器的PB7引脚相连接，所述运算比较器采用的芯片型号为TL084。进一步地，所述均衡电路电流检测电路包括差动放大器、第一运算放大器和第二运算放大器，所述差动放大器的输出端与所述第一运算放大器的输入端负极连接，所述第一运算放大器的输出端与基准电压源相并联连接后与所述第二运算放大器的输入端正极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述主控制器的PB8引脚相连接，所述第一运算放大器的输入端正极和所述第二运算放大器的输入端负极均接地，所述差动放大器采用的芯片型号为INA149，所述第一运算放大器采用的芯片型号为TLC2652。进一步地，所述风扇控制电路模块包括比较器和与所述比较器输出端连接的开关管，所述比较器采用的芯片型号为LM324，所述开关管采用的型号为IRFIZ24N。进一步地，所述CAN通信电路模块包括CAN收发器、数字隔离器和DB9接头，所述CAN收发器采用TJA1050芯片，所述数字隔离器采用ADUM1201芯片，所述TJA1050芯片的CANH端和CANL端分别与所述DB9接头的3号插口和2号插口对应连接，其RXD端和TXD端分别与所述ADUM1201芯片的Via端和Vcb端对应连接，所述ADUM1201芯片的Vcc端和Vih端分别与所述主控制器的PC11引脚和PC10引脚对应连接，所述DB9接头的9号接口和1号接口与CAN总线的5V电源端和接地端对应连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术中的测试单元电路主要完成锂电池模块中各单体电池电压检测、温度检测、风扇控制、继电器控制等功能，为使所设计测试单元电路具有通用性、实现锂电池管理系统相应功能，并设计了均衡控制电路。实现梯次锂电池健康参数检测，改进了健康寿命模型的在线参数辨识方法和锂电池健康特征提取方法，提高了对离线锂电池的健康参数的精度。(2)针对离线状态锂电池测试时间过长的问题，本专利技术提出了软硬件解决方案，实验验证锂电池性能测试工况整个测试时长缩短，使其在工程上应用成为可能。针对锂电池模块中各单体电池存在荷电特性差异的问题，通过设计均衡电路和程序控制启用锂电池模块均衡功能，解决锂电池平衡充放电过程中各锂电池差异大的问题。附图说明图1为本专利技术装置的整体架构示意图；图2为本专利技术中锂电池电压检测电路模块的原理图；图3为本专利技术中锂电池温度检测电路模块的原理图；图4为本专利技术中均衡控制电路模块的原理图，其中，图4-a为均衡电路电流检测电路的原理图，图4-b为均衡电路电压检测电路的原理图，图4-c为均衡电路的原理图；图5为本专利技术中风扇控制电路模块的原理图；图6为本专利技术中CAN通信电路模块的原理图，其中，图6-a为数字隔离器的连接示意图，图6-b为CAN收发器的连接示意图，图6-c为DB9接头的连接示意图；图7为本专利技术配套软件控制部分的总体逻辑控制框图；图8为本专利技术配套软件控制部分的DSP主控制逻辑框图；图9为本专利技术配套软件控制部分的锂电池均衡电路控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，其特征在于，包括多组锂电池模块，所述多组锂电池模块中的每组锂电池模块均各自通过测试单元电路与同一CAN总线连接，所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的正极依次经过充放电设备和上位机后与所述CAN总线CAN通信连接，所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的负极经分流器后接地，所述测试单元电路中包括分别与每组所述锂电池模块相连接的风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块，所述风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块均与主控制器相连接，所述主控制器经CAN通信电路模块与所述CAN总线连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，其特征在于，包括多组锂电池模块，所述多组锂电池模块中的每组锂电池模块均各自通过测试单元电路与同一CAN总线连接，所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的正极依次经过充放电设备和上位机后与所述CAN总线CAN通信连接，所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的负极经分流器后接地，所述测试单元电路中包括分别与每组所述锂电池模块相连接的风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块，所述风扇控制电路模块、电压检测电路模块、均衡控制电路模块和温度检测电路模块均与主控制器相连接，所述主控制器经CAN通信电路模块与所述CAN总线连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，其特征在于，所述主控制器还与用于控制与所述多组锂电池模块中的一组锂电池模块的正极连接的开关关断的继电器相连接。


3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，其特征在于，所述电压检测电路模块包括运算放大器和与所述运算放大器输入正负极各自相连接的模拟开关，所述电压检测电路模块通过所述模拟开关与所述锂电池模块相连接，所述运算放大器采用的芯片型号为OPA454，所述模拟开关采用的芯片型号为MAX14752。


4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，其特征在于，所述温度检测电路模块包括差分放大器和与所述差分放大器输入正负极经分压电阻并联的热敏电阻，所述差分放大器采用的芯片型号为TL084。


5.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车退役锂电池的梯次利用检测装置，其特征在于，所述均衡控制电路模块包括均衡电路以及与所述均衡电路相拓扑连接的均衡电路电流检测电路和均衡电路电压检测电路，所述均衡电路中包括多个彼此并联连接的单刀继电器和多个与所述单刀继电器输出端相串联连接的双刀继电器，每个所述单刀继电器的输入端与所述锂电池模块中的单节锂电池对应连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洋艳，王致杰，陶青威，王鸿，王宇鹏，王帅，王龙，付晓琳，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31