大容量鋰電池化成檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著移動電子設(shè)備的快速發(fā)展以及不可再生能源的短缺，具有高能量密度、可多次無記憶循環(huán)充電的大容量鋰電池得到了廣泛的應(yīng)用。電池化成作為電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序直接影響到電池的質(zhì)量并影響到電池的生產(chǎn)成本。因此，化成檢測設(shè)備好壞直接制約著電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前國內(nèi)化成檢測設(shè)備的性能還存在一些不足，在設(shè)備穩(wěn)定性、精度、集中管理控制以及功耗方面還需要改進(jìn)，并且電池測試的參數(shù)不夠全面，價格也相對國外較高。化成設(shè)備的設(shè)計和效率問題造成在化成過程中的大量能量的

2、浪費，尤其是大容量鋰電池在化成過程中浪費更加可觀。因此急需一種新型的化成檢測設(shè)備來滿足國內(nèi)的需求。根據(jù)市場需求本文設(shè)計并開發(fā)了一種新型的大容量鋰電池化成檢測系統(tǒng)。
　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，整個系統(tǒng)采用三層分布式分布式控制結(jié)構(gòu)，即上位機、中位機和下位機三部分組成，分別為PC機、ARM控制器和STM32底層控制器。上位機與中位機采用以太網(wǎng)實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，中位機作為現(xiàn)場控制器采用CAN通訊將命令傳輸給底層，并接收檢測的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實現(xiàn)

3、了對鋰離子電池化成的集中控制管理并可以檢測電池的相關(guān)參數(shù)，包括電流、電壓、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)，最后根據(jù)采集的數(shù)據(jù)判斷電池是否合格并對其進(jìn)行分選。該系統(tǒng)的底層硬件設(shè)計是將化成和檢測的功能合二為一，便于集中控制和管理。本文主要介紹了大容量鋰電池化成檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計，主要包括鋰電池充放電電路的設(shè)計和檢測子系統(tǒng)的設(shè)計并最終完成系統(tǒng)的調(diào)試。
　　對鋰電池的充放電分為充電和放電兩個模塊。采用TL494作為PWM控制器實現(xiàn)對電路中半橋DC\DC變

4、換器的控制，利用脈沖的調(diào)控實現(xiàn)對電池的恒流恒壓充電或者恒流放電。為了達(dá)到對鋰電池更精確的充放電，根據(jù)反饋的電流電壓值并運用閉環(huán)控制來調(diào)整輸出。在化成過程中，為提高能量利用率，利用直流母線將電池釋放的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)移利用，同時將電網(wǎng)和電池的能量交換以達(dá)到能量循環(huán)。通過該設(shè)計能夠大大減少了能源的損耗。為了設(shè)備的安全性，整個系統(tǒng)具有安全性設(shè)計，具有過流過壓保護，并實時監(jiān)測設(shè)備環(huán)境溫度以防止危險的發(fā)生。設(shè)備環(huán)境溫度的檢測采用溫度傳感器DS18B20