一种锂电池测试设备自动校准工装及方法
阅读说明：本技术 一种锂电池测试设备自动校准工装及方法 (Automatic calibration tool and method for lithium battery testing equipment ) 是由 刘作斌 任行斌 方梓良 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了锂电池测试设备技术领域的一种锂电池测试设备自动校准工装及方法,工装包括电动转换开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、电流表A、电压表V、MCU以及上位机；所述电动转换开关K1的引脚5与开关K2以及开关K3连接,引脚6与电压表V的负极、开关K6以及引脚8连接,引脚7与开关K4以及开关K5连接；所述电流表A的一端与开关K3以及开关K5连接,另一端与开关K2、开关K4、开关K6以及电压表V的正极连接；所述MCU的一端与上位机连接,另一端与所述电动转换开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、电流表A以及电压表V连接。本发明的优点在于：极大的提升了锂电池测试设备的校准效率以及质量。(The invention provides an automatic calibration tool and an automatic calibration method for lithium battery testing equipment, which belong to the technical field of lithium battery testing equipment, wherein the tool comprises an electric change-over switch K1, a switch K2, a switch K3, a switch K4, a switch K5, a switch K6, an ammeter A, a voltmeter V, MCU and an upper computer; pin 5 of the electric change-over switch K1 is connected with a switch K2 and a switch K3, pin 6 is connected with the negative electrode of a voltmeter V, a switch K6 and a pin 8, and pin 7 is connected with a switch K4 and a switch K5; one end of the ammeter A is connected with the switch K3 and the switch K5, and the other end of the ammeter A is connected with the switch K2, the switch K4, the switch K6 and the anode of the voltmeter V; one end of the MCU is connected with an upper computer, and the other end of the MCU is connected with the electric change-over switch K1, the switch K2, the switch K3, the switch K4, the switch K5, the switch K6, the ammeter A and the voltmeter V. The invention has the advantages that: calibration efficiency and quality of lithium battery test equipment have greatly been promoted.)
技术领域
本发明涉及锂电池测试设备技术领域，特别指一种锂电池测试设备自动校准工装及方法。
背景技术
随着新能源技术的飞速发展，新能源汽车以及相关产品的性能不断完善，人们对新能源汽车的需求也快速增长。锂电池作为新能源汽车的核心部件，其产能也在迅速扩张，继而对锂电池的生产和测试设备的需求迅速增大。锂电池测试设备在出货前、装机后都要进行校准，在锂电池的生产中也要对锂电池测试设备进行定期校准，以确保电压、电流都在精度要求的范围内，否则将影响锂电池的性能。
针对锂电池测试设备的校准，传统上需要针对充电电压值校准、充电电流值校准、放电电流值校准分别手动接入对应的电压表、电流表、放电电源等设备，不断接线来更换负载类型，并需要人眼识读电压表和电流表上的读数并进行计算，导致存在如下缺点：
当面对大量的锂电池测试设备需要进行校准，且各锂电池测试设备包含多个待校准的通道，通过人工接线并读数计算，不仅效率低下，在装机后的压床上操作难度大，且容易产生疲劳进而导致校准失误，进而制约了锂电池测试设备的出货和锂电池的产能。
因此，如何提供一种锂电池测试设备自动校准工装及方法，实现提升锂电池测试设备的校准效率以及质量，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种锂电池测试设备自动校准工装及方法，实现提升锂电池测试设备的校准效率以及质量。
第一方面，本发明提供了一种锂电池测试设备自动校准工装，包括一电动转换开关K1、一开关K2、一开关K3、一开关K4、一开关K5、一开关K6、一电流表A、一电压表V、一MCU以及一上位机；
所述电动转换开关K1的引脚5与开关K2以及开关K3连接，引脚6与电压表V的负极、开关K6以及引脚8连接，引脚7与开关K4以及开关K5连接；所述电流表A的一端与开关K3以及开关K5连接，另一端与开关K2、开关K4、开关K6以及电压表V的正极连接；
所述MCU的一端与上位机连接，另一端与所述电动转换开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、电流表A以及电压表V连接。
进一步地，所述开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6均为继电器。
进一步地，所述电流表A为智能电流表。
进一步地，所述电压表V为智能电压表。
进一步地，还包括一通信模块，所述MCU通过通信模块与上位机连接。
进一步地，所述通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块、NB-IOT通信模块、LORA通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee通信模块或者以太网通信模块。
进一步地，还包括一电源模块，与所述MCU连接。
第二方面，本发明提供了一种锂电池测试设备自动校准方法，包括如下步骤：
步骤S10、将电动转换开关K1与待校准的锂电池测试设备连接；
步骤S20、通过上位机编辑锂电池测试设备的校准工步，将所述校准工步发送给MCU；
步骤S30、MCU基于接收的所述校准工步自动控制电动转换开关K1的引脚1和2连通锂电池测试设备待校准的通道，自动控制电动转换开关K1的引脚3和4随机连通锂电池测试设备剩余的其中一个通道；
步骤S40、上位机基于所述校准工步控制锂电池测试设备的输出电压以及输出电流；MCU基于所述校准工步控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6的通断，进行充电电压值校准、充电电流值校准以及放电电流值校准；
步骤S50、MCU通过电压表以及电流表采集校准后的校准数据并发送给上位机；
步骤S60、上位机对接收的所述校准数据进行验证后，自动生成校准报告。
进一步地，所述步骤S20中，所述校准工步具体为：
设定电压加载值Ui1和Ui2，电流加载值Ii1和Ii2；
校准工步a：
导通开关K2，断开开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6，当锂电池测试设备的输出电压为Ui1时，通过电压表V测量实际电压为Uo1，当锂电池测试设备的输出电压为Ui2时，通过电压表V测量实际电压为Uo2，基于所述电压Ui1、Uo1、Ui2以及Uo2得到电压校准系数k1和b1：
利用所述电压校准系数k1和b1进行充电电压值校准；
校准工步b：
导通开关K3以及开关K6，断开开关K2、开关K4以及开关K5，当锂电池测试设备的输出电流为Ii1时，通过电流表A测量实际充电电流为Io1，当锂电池测试设备的输出电流为Ii2时，通过电流表A测量实际充电电流为Io2，基于所述电流Ii1、Io1、Ii2以及Io2得到充电电流校准系数k2和b2：
利用所述充电电流校准系数k2和b2进行充电电流值校准；
校准工步c：
导通开关K3以及开关K4，断开开关K2、开关K5以及开关K6，当锂电池测试设备的输入电流为Ii1时，通过电流表A测量实际充电电流为Io3，当锂电池测试设备的输入电流为Ii2时，通过电流表A测量实际充电电流为Io4，基于所述电流Ii1、Io3、Ii2以及Io4得到放电电流校准系数k3和b3：
利用所述放电电流校准系数k3和b3进行放电电流值校准。
进一步地，所述步骤S60具体为：
上位机从所述校准数据中随机选取若干个电压值以及电流值，判断所述电压值和电流值分别与设定的输出电压和输出电流的误差是否小于预设的阈值，若是，则生成校准成功的校准报告；若否，则生成校准失败的校准报告。
本发明的优点在于：
1、通过设置电动转换开关K1，实现自动切换锂电池测试设备待校准的通道，通过设置开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6均为继电器，MCU通过控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6的通断即可自动切换负载类型，选择接入电流表A、电压表V或者锂电池测试设备的电源，相对于传统上的人工接线，极大的提升了接线的效率，也避免人工接线所产生的失误；通过设置电流表A为智能电流表，电压表V为智能电压表，MCU能够直接获取电流表A和电压表V的测量数据并发送给上位机进行计算分析，相对于人工读数计算，不仅提升了测量数据获取的效率，也避免因疲劳而看走眼，最终极大的提升了锂电池测试设备的校准效率以及质量。
2、通过让电动转换开关K1的引脚3和4随机连通锂电池测试设备剩余的其中一个通道，即让锂电池测试设备的其中一个通道充当放电电源进行放电，不必额外接入一个放电电源，进而减小了校准工装的体积，并降低了校准成本。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种锂电池测试设备自动校准工装的电路图。
图2是本发明一种锂电池测试设备自动校准工装使用状态的电路图。
图3是本发明一种锂电池测试设备自动校准工装的电路原理框图。
图4是本发明一种锂电池测试设备自动校准方法的流程图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：设置电动转换开关K1自动切换锂电池测试设备待校准的通道，通过控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6的通断自动切换负载类型，无需手动接线，通过MCU直接获取电流表A和电压表V的测量数据并发送给上位机进行计算分析，不必人工读数计算，以提升锂电池测试设备的校准效率以及质量。
请参照图1至图4所示，本发明一种锂电池测试设备自动校准工装的较佳实施例，包括一电动转换开关K1、一开关K2、一开关K3、一开关K4、一开关K5、一开关K6、一电流表A(或分流器)、一电压表V、一MCU以及一上位机；
所述电动转换开关K1又称为组合开关，是一种切换多回路的低压开关，轴上迭焊多个动触头，轴转动时动触头依次与静触头接通或分断，切换电路，把电路从其中一个通道连接改换到另一个通道连接；所述开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6用于切换校准项目；所述电流表A用于测量电流，进而进行充电电流值校准以及放电电流值校准；所述电压表V用于测量电压，进而进行充电电压值校准；所述MCU用于控制电动转换开关K1连接的通道，控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6的通断，接收电流表A以及电压表V的测量数据并发送给上位机，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的MCU即可，并不限于何种型号，例如ST公司的STM32F103系列的MCU，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述上位机用于控制校准工装的工作；
所述电动转换开关K1的引脚5与开关K2以及开关K3连接，引脚6与电压表V的负极、开关K6以及引脚8连接，引脚7与开关K4以及开关K5连接；所述电流表A的一端与开关K3以及开关K5连接，另一端与开关K2、开关K4、开关K6以及电压表V的正极连接；所述电动转换开关K1的引脚1、2、3、4分别与引脚5、6、7、8连接；
所述MCU的一端与上位机连接，另一端与所述电动转换开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、电流表A以及电压表V连接。
所述开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6均为继电器，通过所述MCU进行通断的控制。
所述电流表A为智能电流表，能够直接将测量的电流数据发送给所述MCU。
所述电压表V为智能电压表，能够直接将测量的电压数据发送给所述MCU。
还包括一通信模块，所述MCU通过通信模块与上位机连接，用于所述MCU与上位机之间的通信。
所述通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块、NB-IOT通信模块、LORA通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee通信模块或者以太网通信模块。
还包括一电源模块，与所述MCU连接，用于给所述校准工装供电。
本发明一种锂电池测试设备自动校准方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、将电动转换开关K1与待校准的锂电池测试设备连接；
步骤S20、通过上位机编辑锂电池测试设备的校准工步，将所述校准工步发送给MCU；
步骤S30、MCU基于接收的所述校准工步自动控制电动转换开关K1的引脚1和2连通锂电池测试设备待校准的通道，自动控制电动转换开关K1的引脚3和4随机连通锂电池测试设备剩余的其中一个通道，即让锂电池测试设备的其中一个通道充当放电电源进行放电，不必额外接入一个放电电源，进而减小了校准工装的体积，并降低了校准成本；
步骤S40、上位机基于所述校准工步控制锂电池测试设备的输出电压以及输出电流；MCU基于所述校准工步控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6的通断，进行充电电压值校准、充电电流值校准以及放电电流值校准；
步骤S50、MCU通过电压表以及电流表采集校准后的校准数据并发送给上位机；
步骤S60、上位机对接收的所述校准数据进行验证后，自动生成校准报告。
所述步骤S20中，所述校准工步具体为：
设定电压加载值Ui1和Ui2，电流加载值Ii1和Ii2；
校准工步a：
导通开关K2，断开开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6，当锂电池测试设备的输出电压为Ui1时，通过电压表V测量实际电压为Uo1，当锂电池测试设备的输出电压为Ui2时，通过电压表V测量实际电压为Uo2，基于所述电压Ui1、Uo1、Ui2以及Uo2得到电压校准系数k1和b1：
利用所述电压校准系数k1和b1进行充电电压值校准；
校准工步b：
导通开关K3以及开关K6，断开开关K2、开关K4以及开关K5，当锂电池测试设备的输出电流为Ii1时，通过电流表A测量实际充电电流为Io1，当锂电池测试设备的输出电流为Ii2时，通过电流表A测量实际充电电流为Io2，基于所述电流Ii1、Io1、Ii2以及Io2得到充电电流校准系数k2和b2：
利用所述充电电流校准系数k2和b2进行充电电流值校准；
校准工步c：
导通开关K3以及开关K4，断开开关K2、开关K5以及开关K6，当锂电池测试设备的输入电流为Ii1时，通过电流表A测量实际充电电流为Io3，当锂电池测试设备的输入电流为Ii2时，通过电流表A测量实际充电电流为Io4，基于所述电流Ii1、Io3、Ii2以及Io4得到放电电流校准系数k3和b3：
利用所述放电电流校准系数k3和b3进行放电电流值校准。
所述步骤S60具体为：
上位机从所述校准数据中随机选取若干个电压值以及电流值，判断所述电压值和电流值分别与设定的输出电压和输出电流的误差是否小于预设的阈值，若是，则生成校准成功的校准报告；若否，则生成校准失败的校准报告。例如预设的阈值为1％，从所述校准数据中随机选取5个电压值，判断这5个电压值与设定的输出电压的误差是否小于1％，小于则说明充电电压值校准成功。通过对所述校准数据进行验证，便于对验证不通过的锂电池测试设备进行进一步的检修，进一步提升了锂电池测试设备的校准质量。
综上所述，本发明的优点在于：
1、通过设置电动转换开关K1，实现自动切换锂电池测试设备待校准的通道，通过设置开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6均为继电器，MCU通过控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6的通断即可自动切换负载类型，选择接入电流表A、电压表V或者锂电池测试设备的电源，相对于传统上的人工接线，极大的提升了接线的效率，也避免人工接线所产生的失误；通过设置电流表A为智能电流表，电压表V为智能电压表，MCU能够直接获取电流表A和电压表V的测量数据并发送给上位机进行计算分析，相对于人工读数计算，不仅提升了测量数据获取的效率，也避免因疲劳而看走眼，最终极大的提升了锂电池测试设备的校准效率以及质量。
2、通过让电动转换开关K1的引脚3和4随机连通锂电池测试设备剩余的其中一个通道，即让锂电池测试设备的其中一个通道充当放电电源进行放电，不必额外接入一个放电电源，进而减小了校准工装的体积，并降低了校准成本。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。