一种锂电池芯片测试用模拟充电系统的制作方法

allin2026-05-07  11


本发明属于模拟充电,具体地说是一种锂电池芯片测试用模拟充电系统。


背景技术:

1、在锂电池的研发和生产过程中,准确评估其在各种工况下的性能至关重要。现有的锂电池测试系统往往在充电电流稳定以及充电模式切换方面存在不足。因此,开发一种能够模拟实际使用环境中温度变化的锂电池测试系统具有重要意义。

2、公开号为cn117949835a的一项中国专利申请公开了一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,包括:由电池状态数据集合生成使用状态系数,若使用状态系数超过状态阈值,依据模拟充电方案对锂电池做模拟测试,并将测试时的电压及电流调整在预期范围之内;在达到截止条件前对锂电池做初步测试,并将监控数据汇总构建电池测试状态集合;由测试状态集合生成异常度,若异常度超过风险阈值,使充电测试截止;由指标数据集合生成电池的质量系数,若质量系数低于预设的质量阈值,由锂电池优化知识图谱给出锂电池维护方案。

3、现有技术中,锂电池的模拟充电测试需要经过恒流和恒压充电测试,但实际中,其模拟充电过程会受到多种影响,例如环境影响,设备软件硬件的影响,从而导致在实际的模拟充电中,充电电流会出现偏离预设恒定电流的情况,若缺少对其进行稳定监测以及及时调整,则无法保证锂电池模拟充电的安全性,并且在模拟充电过程中,影响到模拟充电的安全的还具有充电模式的切换,若模拟充电系统无法准确的执行充电模式切换,则会导致电池的电压或电流超过其测试范围,从而导致电池的损坏。

4、为此,本发明提供了一种锂电池芯片测试用模拟充电系统。


技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足,解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,包括:

3、恒流充电分析模块:在模拟充电周期内,实时监测模拟充电系统对锂电池芯片进行恒流充电时,模拟充电系统的充电电流,基于对充电电流进行处理分析,得到分析信号,基于分析信号的生成时间获取到电流偏离时段,基于电流偏离时段内的充电电流构建电流变化曲线,对电流变化曲线进行处理分析,得到变化急剧值;

4、恒流充电识别模块:基于变化急剧值判断恒流充电时充电电流是否发生急剧变化,若是,则生成调整信号;

5、恒流充电调整模块:基于调整信号,根据分析信号生成时的充电电流,处理得到电压调控值,并根据电压调控值调整模拟充电系统的充电电压,实现充电电流的调整;

6、切换监测模块:基于实现充电电流的调整后,实时监测锂电池的充电电压,并处理分析得到识别信号,基于识别信号的生成时间点以及恒压转换点的期望生成时间点,得到监测分析时段,基于对监测分析时段内模拟充电系统的充电电流以及锂电池的充电电压进行处理分析,得到模拟充电系统的切换风险值;

7、切换控制模块:根据切换风险值判断是否停止模拟系统对锂电池进行模拟充电。

8、作为本发明进一步的技术方案为:所述分析信号的生成方式为:

9、实时监测模拟充电系统的充电电流,当模拟充电系统的充电电流偏离恒流充电时的预设恒定电流时,将模拟充电系统的充电电流与相邻最近的恒定电流范围端点值进行差值处理,并将其差值取绝对值,得到充电电流差,将充电电流差与相邻最近的恒定电流范围端点值进行比值处理,得到电流临近值;

10、将电流临近值与电流临近阈值进行比较;

11、若电流临近值大于等于电流临近阈值,则生成分析信号;

12、所述电流偏离时段的获取方式为:

13、基于分析信号,将充电电流偏离预设恒定电流的时间点至分析信号生成的时间点之间的时段标记为电流偏离时段。

14、作为本发明进一步的技术方案为:所述变化急剧值的获取方式为:

15、将时间偏离值sjz与偏离持续值cxz进行数据处理,通过公式:得到变化急剧值jz,其中,s1和s2均为预设比例系数。

16、作为本发明进一步的技术方案为:所述时间偏离值sjz的获取方式为:

17、根据电流偏离时段的开始时间点以及结束时间点,提取电流偏离时段的时间长度,并将其与模拟充电周期的时间长度进行比值处理,得到时间偏离值,并将其标记为sjz;

18、所述偏离持续值cxz的获取方式为:

19、获取电流偏离时段内的充电电流,以充电电流为y轴,以时间为x轴构建平面二维坐标系,在其坐标系内,将电流偏离时段内的充电电流进行标记,并将其标记的充电电流数据点进行连接,得到电流变化曲线;

20、将电流偏离时段划分为若干个时间长度相等的偏离子时段,获取每个偏离子时段所对应的部分电流变化曲线,并将其标记为电流变化子曲线段;

21、测量电流变化子曲线段的斜率值,将电流变化子曲线段的斜率值与参照斜率值进行正负性识别比对,具体识别比对过程为:

22、若电流变化子曲线段的斜率值与参照斜率值对应的正负性相同,则将其电流变化子曲线段标记为同向子曲线段;

23、若电流变化子曲线段的斜率值与参照斜率值对应的正负性不同,则将其电流变化子曲线段标记为非同向子曲线段;

24、其中,参照斜率值的获取方式为:将电流变化曲线的两端端点进行直线连接,得到电流变化曲线端点连接线的斜率值,即为参照斜率值;

25、统计同向子曲线段的数量,并将与所有电流变化子曲线段的数量进行比值处理,得到偏离持续值,并将其标记为cxz。

26、作为本发明进一步的技术方案为:所述调整信号的生成方式为:

27、将变化急剧值与变化急剧阈值进行比较,具体比较过程如下:

28、若变化急剧值大于等于变化急剧阈值,则说明恒流充电时充电电流发生急剧变化,则生成调整信号;

29、所述基于调整信号,根据分析信号生成时的充电电流,处理得到电压调控值的具体过程为:

30、获取分析信号生成时模拟充电系统的充电电流,并将其与预设的恒定电流进行差值处理,得到偏离电流值,将偏离电流值与模拟充电系统的充电电阻进行乘积处理,得到电压调控值。

31、作为本发明进一步的技术方案为:所述切换风险值的获取方式为:

32、将切换状态值qh与切换状态阈值进行比较,对其监测分析子时段进行标记,具体为:

33、若切换状态值qh大于等于切换状态阈值,则将其监测分析子时段标记为疑似待切换时段;

34、若切换状态值qh小于切换状态阈值,则将其监测分析子时段标记为非疑似待切换时段;

35、若监测分析子时段被标记为疑似待切换时段,则获取到疑似待切换时段开始时的充电电流以及结束时的充电电流,并将其进行差值处理,得到充电电流变化差;

36、若充电电流变化差为正,则说明疑似待切换时段内的充电电流整体呈上升趋势,则将其疑似待切换时段标记为非待切换时段;

37、若充电电流变化差,则说明疑似待切换时段内的充电电流整体呈下降趋势,则将其疑似待切换时段标记为待切换时段;

38、若实时监测到待切换时段,获取待切换时段与最后一个监测分析子时段之间的间隔时长,并将其与监测分析时段对应的时长进行比值处理,得到切换风险值;

39、若实时未监测到待切换时段或非疑似待切换时段,则继续对下一个监测分析子时段进行监测,并在监测过程中,实时统计剩余未被监测的监测分析子时段的数量,将监测分析子时段的数量与监测分析子时段的时长进行乘积处理,得到剩余检测时间,并将其剩余监测时间与监测分析时段对应的时长进行比值处理,得到切换风险值。

40、作为本发明进一步的技术方案为:所述切换状态值qh的获取方式为:

41、将斜率数据组的方差值fc以及电流下降比xj进行数据处理,通过公式:得到切换状态值qh,其中,a1和a2均为预设比例系数。

42、作为本发明进一步的技术方案为:所述斜率数据组的方差值fc的获取方式为:

43、将监测分析时段划分为若干个监测分析子时段,实时监测分析子时段内的模拟系统的充电电流以及锂电池的充电电压,以时间为x轴,以电压为y轴,构建其坐标系,并将其监测分析子时段内的充电电压在其坐标系内进行标记连接,构建得到监测分析子时段内的充电电压变化曲线,与充电电压变化曲线的构建获取方式相同,构建获取得到监测分析子时段内的充电电流变化曲线;

44、将充电电压变化曲线划分为若干个电压子曲线,获取每个电压子曲线段的斜率,并将其整合为斜率数据组,获取其斜率数据组的方差值,并将其标记为fc。

45、作为本发明进一步的技术方案为:所述电流下降比xj的获取方式为:

46、将充电电流变化曲线划分为若干个电流子曲线,获取每个电流子曲线的斜率,并根据电流子曲线的斜率的正负性对其电流子曲线进行标记,具体为:

47、若电流子曲线的斜率为正,则将其电流子曲线标记为增长子曲线;

48、若电流子曲线的斜率为负,则将其电流子曲线标记为下降子曲线;

49、统计下降子曲线的数量,并将其与所有电流子曲线的数量进行比值处理,得到电流下降比,并将其标记为xj。

50、作为本发明进一步的技术方案为:所述判断是否停止模拟系统对锂电池进行模拟充电的过程为:

51、将切换风险值与切换风险阈值进行比较:

52、若切换风险值大于等于切换风险阈值,则停止模拟系统对锂电池进行模拟充电。

53、本发明的有益效果如下:

54、1.在模拟充电周期内,实时监测模拟充电系统对锂电池芯片进行恒流充电时,模拟充电系统的充电电流,基于对充电电流进行处理分析,得到分析信号,基于分析信号的生成时间获取到电流偏离时段,基于电流偏离时段内的充电电流构建电流变化曲线,对电流变化曲线进行处理分析,得到变化急剧值,基于变化急剧值判断恒流充电时充电电流是否发生急剧变化,若是,则生成调整信号,基于调整信号,根据分析信号生成时的充电电流,处理得到电压调控值,并根据电压调控值调整模拟充电系统的充电电压,实现充电电流的调整,本发明有利于在模拟充电过程中,对其充电电流进行稳定性控制,并且是在充电电流具有超过充电电流范围趋势时进行提前控制,有效的防止了模拟充电过程中充电电流超出充电电流范围的问题出现,保障了锂电池的模拟充电安全以及降低了电池因模拟充电导致损坏的风险。

55、2.基于实现充电电流的调整后,实时监测锂电池的充电电压,并处理分析得到识别信号,基于识别信号的生成时间点以及恒压转换点的期望生成时间点,得到监测分析时段,基于对监测分析时段内模拟充电系统的充电电流以及锂电池的充电电压进行处理分析,得到模拟充电系统的切换风险值,根据切换风险值判断是否停止模拟系统对锂电池进行模拟充电,本发明对其模拟充电系统充电模式的转换进行监测分析,有效的降低了模拟充电系统切换不及时产生的锂电池损坏的风险,进一步保障了模拟充电的安全性,并通过充电模式转换的监测分析为模拟充电系统的运行异常进行间接性检测。


技术特征:

1.一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述分析信号的生成方式为:

3.根据权利要求1所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述变化急剧值的获取方式为:

4.根据权利要求3所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述时间偏离值sjz的获取方式为:

5.根据权利要求1所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述调整信号的生成方式为:

6.根据权利要求1所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述切换风险值的获取方式为:

7.根据权利要求6所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述切换状态值qh的获取方式为:

8.根据权利要求7所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述斜率数据组的方差值fc的获取方式为:

9.根据权利要求7所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述电流下降比xj的获取方式为:

10.根据权利要求1所述的一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,其特征在于:所述判断是否停止模拟系统对锂电池进行模拟充电的过程为:


技术总结
本发明属于模拟充电技术领域,本发明提供了一种锂电池芯片测试用模拟充电系统,包括:基于对充电电流进行处理分析,得到分析信号,基于电流偏离时段内的充电电流构建电流变化曲线,对电流变化曲线进行处理分析,得到变化急剧值,判断恒流充电时充电电流是否发生急剧变化;根据分析信号生成时的充电电流,处理得到电压调控值,并根据电压调控值调整模拟充电系统的充电电压;实时监测锂电池的充电电压,并处理分析得到切换风险值,根据切换风险值判断是否停止模拟系统对锂电池进行模拟充电,降低了模拟充电系统切换不及时产生的锂电池损坏的风险,保障了模拟充电的安全性。

技术研发人员:林惠和,庄涯阳,庄涯祥,林鹏
受保护的技术使用者:中安芯界控股集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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