[发明专利]一种可控电池短路测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种可控电池短路测试装置及其测试方法，装置包括n个短路支路、主回路继电器、电压传感器、示波器和电流传感器；每个短路支路由n个MOS管并联后再串联一个分流器组成，n个短路支路并联连接后的一端分别与主回路继电器的一端、电压传感器连接，n个短路支路并联连接后的另一端与电流传感器连接，主回路继电器的另一端与被测电池的正极连接，被测电池的负极分别与电流传感器和电压传感器连接，电流传感器和电压传感器还与示波器连接，示波器用于显示电流、电压波形。MOS管的开通与关断由单片机与Si8271AB‑IS芯片相结合的方式实现。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种基于在电池外电路边界测试中可控电池短路测试装置及其测试方法。

背景技术

电池外短路防护中，存在两条反时限的防护边界条件，分别为性能防护边界和安全防护边界。两条防护边界将熔断器的熔断特性划分为三个区间，分别对应熔断后电池无性能损伤、熔断后电池无安全风险但有性能损伤以及无法保证系统外短路场景熔断安全。针对电池系统外短路防护安全设计，需要明确电池性能防护边界和安全防护边界以作为防护设计的依据。对于特定电池类型，需要采用测试逼近法逐渐向两条边界条件靠近，即需要设计电流与熔断时间的正交测试试验，逐渐逼近并拟合出两条防护边界曲线。目前，可以进行大电流分断测试的设备主要包括充放电设备、短路测试设备以及熔断器等。

然而，在以上三种主要的大电流分断测试设备均存在各自问题：充放电设备可以实现可控的过流测试试验，但电流大小等级以及分断时间尺度无法满足短路防护测试需求；短路测试设备可以实现真实的电池短路测试，但短路分断时间太长，主要进行不控短路测试；熔断器可以实现短时大电流分断，但其熔断时间与电流大小耦合，也无法实现电流、时间的双重可控。因此，要进行电池外短路研究测试，关键在于搭建短路电流和短路时间双重可控的短路测试装置，来实现电池的电流与分断时间的正交测试试验。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于搭建一个切实可靠的短路电流和短路时间双重可控的短路测试装置，来实现电池的电流与分断时间的正交测试试验。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种可控电池短路测试装置，包括：n个短路支路、主回路继电器、电压传感器、示波器和电流传感器；

每个短路支路由n个MOS管并联后再串联一个分流器组成，

n个短路支路并联连接后的一端分别与主回路继电器的一端、电压传感器连接，n个短路支路并联连接后的另一端与电流传感器连接，主回路继电器的另一端与被测电池的正极连接，被测电池的负极分别与电流传感器和电压传感器连接，电流传感器和电压传感器还与示波器连接，示波器用于显示电流、电压波形。

在上述方案的基础上，所述MOS管的开通与关断由单片机与Si8271AB-IS芯片相结合的方式实现，具体为：单片机产生的PWM波接入Si8271AB-IS芯片，Si8271AB-IS芯片产生的驱动信号控制MOS管的开通与关断。

一种基于可控电池短路测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤S1：选定被测电池为研究对象；

步骤S2：搭建短路支路，短路支路由n个MOS管并联后再串联一个分流器组成，利用MOS管开关频率高的特性实现短时分断时间的可控；

采用n个MOS管并联形成的短路支路的原因为在模拟短路防护实验中需要极短的短路分断时间，而一般的短路测试设备暂时无法达到要求，所以应用到电力电子器件中的MOS管，其具有较高的开关频率，在需要时给予电路一个极短时间的通路，以此来完成模拟电池短路防护实验过程中的电路特征；