大容量鋰電池化成檢測系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著移動電子設備的快速發(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用。電池化成作為電池生產中的關鍵工序直接影響到電池的質量并影響到電池的生產成本。因此，化成檢測設備好壞直接制約著電池產業(yè)的發(fā)展。目前國內化成檢測設備的性能還存在一些不足，在設備穩(wěn)定性、精度、集中管理控制以及功耗方面還需要改進，并且電池測試的參數(shù)不夠全面，價格也相對國外較高。化成設備的設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備來滿足國內的需求。根據(jù)市場需求本文設計并開發(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)設計要求，整個系統(tǒng)采用三層分布式分布式控制結構，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)對設備的遠程控制，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參數(shù)，包括電流、電壓、溫度、內阻等參數(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行分選。該系統(tǒng)的底層硬件設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)硬件設計，主要包括鋰電池充放電電路的設計和檢測子系統(tǒng)的設計并最終完成系統(tǒng)的調試。
　　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，利用脈沖的調控實現(xiàn)對電池的恒流恒壓充電或者恒流放電。為了達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行轉移利用，同時將電網(wǎng)和電池的能量交換以達到能量循環(huán)。通過該設計能夠大大減少了能源的損耗。為了設備的安全性，整個系統(tǒng)具有安全性設計，具有過流過壓保護，并實時監(jiān)測設備環(huán)境溫度以防止危險的發(fā)生。設備環(huán)境溫度的檢測采用溫度傳感器DS18B20