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鋰離子電池綜合測試系統的研究

鉅大LARGE  |  點擊量:921次  |  2020年12月08日  

鋰離子電池綜合測試系統研究


摘要:隨著鋰離子電池的應用越來越多,對鋰離子電池產品的生產質量提出了更高的要求。同時,對鋰離子電池檢測系統也提出了更高的要求。本文重要介紹了一種基于單片機的鋰離子電池綜合測試系統。闡述了其工作原理。


關鍵詞:鋰離子電池;檢測系統;單片機;采集電路


1.介紹


目前,在使用的各種電池中,鋰離子電池是近幾十年來發展起來的一種新型電源,具有高能量、無記憶、無污染等優點,已成為便攜式設備的首選電源。自上世紀90年代日本索尼公司成功開發鋰離子電池以來,鋰離子電池一直是各國研發的重點。隨著電子設備的飛速發展,對鋰離子電池的需求也越來越大。對鋰離子電池測試設備的需求也在上升。國內很多電池廠家都引進國外的電池檢測設備,但是價格非常昂貴。國內檢測設備的測量精度、系統穩定性、設備利用率和自動化程度都很低。


因此,開發出一套成本合理、能夠滿足大規模生產要的自動鋰離子電池成型、測量、分選系統,是很多鋰離子電池廠家所要的。


2.鋰離子電池檢測系統的總體設計


在電池充放電過程中,保證電流和電壓控制在規定范圍內的精度是系統的核心控制方法。系統采用恒流電壓的方法,即不斷檢測各電池處于恒流充電狀態下的電壓。當充電電池的電壓達到飽和值時,充電狀態將從恒流充電狀態自動進入恒壓充電狀態。在恒壓充電狀態下,保持恒壓充電。當充電電流降至規定值時,恒壓充電狀態終止。設定最大恒壓充電狀態下的時間值,一旦改變恒壓充電狀態下的模式,假如充電時間過長,則會立即停止充電,這是鋰離子電池安全充放電的保證。


系統采用模塊化結構,使設備安裝簡單,易于維護。每個設備有512個檢測點,分為8個部分,每個部分有64個檢測點。在每個測點配置單一恒流源,實現單點獨立控制和互不影響的系統。該系統采用DSP控制器作為主控制器,8位單片機作為子控制器進行控制,一個子控制器對一個部件進行控制。因此,將DSP、MCU和開關恒流源相結合,形成一個智能的鋰離子電池綜合測試系統。系統的結構框圖如圖1所示。重要成分是


2.1


上位機通過串行總線將數據發送給DSP主控制器,控制器控制系統的啟動、停止、分類等信息,并實時接收主控制器的電池測試數據。執行數據顯示并繪制圖形。我們選擇PC作為上位機。


2.2。主控制器


負責主控制器的整體操作,與上位機的通信,控制子控制器,數據采集,控制算法,LCD,鍵盤處理等。我們選擇DSP作為主控制器來完成控制。


2.3。采集電路


DSP采用16通道模數轉換器模塊構成。系統采用控制器對電池(512段)的電壓和電流進行采樣,每個部分占用2個A/D采樣通道。由于信號傳輸距離長,加上一些干擾等,使用電壓傳輸會影響設備的測量精度。該系統的采樣信號通過V/I和I/V轉換信號進行傳輸。


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