电池芯绝缘损伤漏电流检测电路制造技术

技术编号:41691134 阅读:2 留言:0更新日期:2024-06-14 15:40
本技术属于绝缘损伤检测技术领域,涉及一种电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,包括运算放大器IC1、IC2和IC3,以及比较器IC4和IC5。取样电感L1和保护压敏电阻RV1并联后以电阻R3、电容C1等电性连接IC3,IC1电性连接IC2,IC2和IC3的输出端分别电性连接IC4、IC5。IC4的输出端电性连接单片机数据采集系统的输入口GPIO1,IC5的输出端电性连接单片机数据采集系统的输入口GPIO2。本技术使用运算放大器和比较器,电路结构简单合理,低成本实现了电池芯绝缘损伤漏电流的快速检测,测试速度更快,判定更可靠,更能适应电池产线快速测试的要求,提高检测效率,节约产线检测时间。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于绝缘损伤检测,具体涉及一种电池芯绝缘损伤漏电流检测电路


技术介绍

1、电池芯的英文名是cell,是指单个含有正、负极的电化学电芯,电池芯一般不直接使用。电池芯由正极、隔膜、负极和外壳组成,电池芯+保护电路板就组成了二次充电电池。

2、随着新能源汽车的迅速发展,动力电池的需求量激增,消费者除了关注电动汽车的续航里程之外,也非常重视其中电池系统的安全问题。及时有效的发现动力电池的安全隐患,是保障消费者生命安全和电池企业持续发展的重要要求。

3、电池在生产过程中,尤其是注液前的电池芯,绝缘性能的状态是企业关注的重点测试项目,具体测试手段普遍采用绝缘电阻测试方法。目前,绝缘电阻测试方法可以有效识别存在绝缘缺陷的电池产品,但是主要针对已经发生明显绝缘失效或隔膜明显破损的条件下检测有效,而对于绝缘失效前期的异常放电诊断效果较差,几乎做不到提前发现绝缘损伤的早期状态。测试工序越靠后,造成的成本损失越高,尤其是注液后再发现电池芯绝缘性能不良,其回收成本和环保成本大大增加。

4、注液前的电池芯相当于一个电容结构,既有兆欧级绝缘电阻,也有电容器件的储能作用。绝缘电阻测试需要先将高压能量充入电池芯,当电压升到需求测试电压后维持输出不变,然后检测高压条件下的漏电流,测试软件采集大量电压、电流,并且计算得到电流平均值,一般100ms作为一个计算周期,按照欧姆定律r=u/i得到被测电芯的当前测试周期内的绝缘电阻值,该绝缘电阻值就可以反映被测电池芯的绝缘性能水平。绝缘电阻测试方法需要的时间比较长,它需要获得高压条件下的电流稳定的平均值,一般测试时间>1s,如果电芯容量较大,必须加长测试时间,对于较小的电流或电压波动不敏感,而较小的电流或电压波动预示着电池芯内部绝缘缺陷导致的异常放电。在测试时间结束前,会有多个绝缘电阻值计算并显示,到测试时间结束后以最终值作为是否合格的判定依据。这样的测试效率越来越不满足产线量产节拍的需求,各个工程商只能增加绝缘电阻测试仪的数量,来弥补单台测试仪测试时间过长带来的影响。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本技术设计了一套新的快速检测电池芯绝缘损伤漏电流的电路结构,本技术所采用的技术方案如下:

2、电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,包括运算放大器ic1、ic2和ic3,以及比较器ic4和ic5。取样电感l1和保护压敏电阻rv1并联后一端接参考地、另一端电性连接电阻r3的一端,r3的另一端电性连接电容c1的一端,c1的另一端分别电性连接电阻r4和电阻r5的一端,r4的另一端接参考地,r5的另一端电性连接电容c2的一端,c2的另一端分别电性连接电容c3和电阻r7的一端,c3的另一端分别电性连接电阻r6的一端和ic3的正向输入端,r6的另一端接参考地,r7的另一端电性连接ic3的反向输入端,ic3的反向输入端电性连接ic3的输出端,ic3的输出端分别电性连接ic4的反向输入端和ic5的正向输入端。ic1的反向输入端电性连接ic1的输出端,ic1的输出端电性连接ic4的正向输入端,ic1的输出端电性连接电阻r1的一端,r1的另一端分别电性连接电阻r2的一端和ic2的反向输入端,ic2的正向输入端接参考地,r2的另一端电性连接ic2的输出端,ic2的输出端电性连接ic5的反向输入端。

3、优选的,被测电池芯接入高压与回路之间,回路分别电性并联的连接取样电感l1和保护压敏电阻rv1的另一端和电阻r3的一端。

4、优选的,比较器ic4和比较器ic5分别电性连接单片机数据采集系统。

5、优选的,电流允许限值输入ic1的正向输入端。

6、优选的,ic4的输出端电性连接单片机数据采集系统的输入口gpio1,ic5的输出端电性连接单片机数据采集系统的输入口gpio2。

7、本技术的有益效果:

8、本技术使用运算放大器和比较器设计出电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,电路结构简单合理,低成本实现了电池芯绝缘损伤漏电流的快速检测。本技术通过捕捉测试过程中绝缘漏电流的瞬时变化状态,并提前预设允许的变化电流上限,通过电池芯内部异常放电电流的瞬时状态判断被测电池芯内部绝缘状态,可在100ms左右完成电池芯绝缘性能检测,并提供失效信息。测试速度更快,判定更可靠,更能适应电池产线快速测试的要求,提高检测效率,节约产线检测时间。本技术可以应用到电池芯绝缘性能测试设备中,有效的解决电池芯绝缘性能测试中绝缘损伤引起的异常放电,在缺陷引发异常放电时快速捕捉电流变化状态,提供可靠的判定标准。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,其特征在于,包括运算放大器IC1、IC2和IC3,以及比较器IC4和IC5,取样电感L1和保护压敏电阻RV1并联后一端接参考地、另一端电性连接电阻R3的一端,R3的另一端电性连接电容C1的一端,C1的另一端分别电性连接电阻R4和电阻R5的一端,R4的另一端接参考地,R5的另一端电性连接电容C2的一端,C2的另一端分别电性连接电容C3和电阻R7的一端,C3的另一端分别电性连接电阻R6的一端和IC3的正向输入端,R6的另一端接参考地,R7的另一端电性连接IC3的反向输入端,IC3的反向输入端电性连接IC3的输出端,IC3的输出端分别电性连接IC4的反向输入端和IC5的正向输入端,IC1的反向输入端电性连接IC1的输出端,IC1的输出端电性连接IC4的正向输入端,IC1的输出端电性连接电阻R1的一端,R1的另一端分别电性连接电阻R2的一端和IC2的反向输入端,IC2的正向输入端接参考地,R2的另一端电性连接IC2的输出端,IC2的输出端电性连接IC5的反向输入端。

2.根据权利要求1所述的电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,其特征在于,被测电池芯接入高压与回路之间,回路分别电性并联的连接取样电感L1和保护压敏电阻RV1的另一端和电阻R3的一端。

3.根据权利要求1所述的电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,其特征在于,比较器IC4和比较器IC5分别电性连接单片机数据采集系统。

4.根据权利要求1所述的电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,其特征在于,电流允许限值输入IC1的正向输入端。

5.根据权利要求1所述的电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,其特征在于,IC4的输出端电性连接单片机数据采集系统的输入口GPIO1,IC5的输出端电性连接单片机数据采集系统的输入口GPIO2。

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【技术特征摘要】

1.电池芯绝缘损伤漏电流检测电路,其特征在于,包括运算放大器ic1、ic2和ic3,以及比较器ic4和ic5,取样电感l1和保护压敏电阻rv1并联后一端接参考地、另一端电性连接电阻r3的一端,r3的另一端电性连接电容c1的一端,c1的另一端分别电性连接电阻r4和电阻r5的一端,r4的另一端接参考地,r5的另一端电性连接电容c2的一端,c2的另一端分别电性连接电容c3和电阻r7的一端,c3的另一端分别电性连接电阻r6的一端和ic3的正向输入端,r6的另一端接参考地,r7的另一端电性连接ic3的反向输入端,ic3的反向输入端电性连接ic3的输出端,ic3的输出端分别电性连接ic4的反向输入端和ic5的正向输入端,ic1的反向输入端电性连接ic1的输出端,ic1的输出端电性连接ic4的正向输入端,ic1的输出端电性连接电阻r1的一端,r1的另一端分别电性连接电阻r2的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱文营白洪超李益
申请(专利权)人:青岛艾诺仪器有限公司
类型:新型
国别省市:

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