鋰電池測試原理

鋰電池測試原理 綜合電動機保護器 近幾年，繼鉛酸電池、 NiCd、 NMiH電池之后，可充電鋰離子電池以高能量密度、單節(jié)高電池電壓、高循環(huán)次數(shù)、自放電率低、無環(huán)境污染等特性迅速成為國內(nèi)外 2次電池發(fā)展的主流。同時，隨著工業(yè)控制器總線以其安全、可靠、實時性強、可遠距離傳輸?shù)忍攸c在工業(yè)遠程控制應用中也日趨廣泛有 80%以上的鋰電池作為組合電池使用，如手機電池、玩具電池、攝像機電池等 .電池在組合前要對每只電池進行容量、電池電壓衰減等的測試，本系統(tǒng)就是采用 CAN總線結(jié)構將電池的實時運行數(shù)據(jù)傳送給上位機，上位機進行數(shù)據(jù)分析、處理，將性能指標一致的電池進行分類。 1鋰電池測試原理鋰離子電池測試系統(tǒng)主要是通過上位機監(jiān)控軟件來實現(xiàn)對單體電池的電壓、電流、容量等的數(shù)據(jù)顯示；對單體電池進行充、放電曲線的繪制和容量的直方圖繪制。下位機用來實現(xiàn)對 24只單體電池的充、放電控制，同時將每只單體電池的充、放電數(shù)據(jù)實時傳給上位機。上位機與下位機由 CAN總線通訊連接 2系統(tǒng)的硬件結(jié)構與功能該測試系統(tǒng)主要由上位 PC機和下位機測控模塊兩部分組成。上位機與下位機之間的通訊通過 CAN總線網(wǎng)絡來實現(xiàn)。 上位 PC機內(nèi)置的 PCI-7841CAN通信卡，此卡具有總線仲裁、錯誤檢測、自動重發(fā)等功能，對數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收可采用查詢或中斷的方式。 主要功能有： 對每只電池的工作方式進行設定； 給電池發(fā)送各種工作參數(shù)； 可在線再次設置工作參數(shù)； 接收、顯示、存儲被測試電池的實時運行數(shù)據(jù)； 繪制電池的電壓 時間、電流 時間、容量 電壓等曲線圖下位機測控模塊由主控板和電源板及電池通道板構成。電源板主要給主控板提供電源，給電池提供充電電源。 電池通道板主要由精密運算放大器、精密電阻、電容、保持器 LM398、 MOSFET管、散熱片等器件組成，在下位機測控模塊中共有 24塊電池通道板，即可對 24只電池進行同一流程的充放電控制。主控板主要由Cygnal生產(chǎn)的 C8051F040單片機、多路模擬轉(zhuǎn)換器、電源變換器、看門狗等器件組成。 兼容 C51的所以指令集，片內(nèi)集成了 12路 12位的 K字節(jié)系統(tǒng)可編程 FLASH程序存儲器。主控板使用C8051F040單片機，不僅可減少 PCB板的空間，降低設計成本，更主要的原因是它片內(nèi)自帶 CAN控制器，可通過 CAN2.0B協(xié)議實現(xiàn)與上位機的通信。 下位機測控模塊的主要功能有： 接收上位機傳送的工作參數(shù)，依次完成相應的工作步驟； 將電池電壓、電流、容量等數(shù)據(jù)傳送給上位機； 采集電池的電壓、電流值； 控制電池充、放電工作步驟的執(zhí)行等。 3軟件設計 3.1上位機通信軟件上位 PC機作為監(jiān)測主機，內(nèi)置的PCI-7481CAN卡將上位機方便地連接到 CAN總線上。在本測試系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)的接收和控制命令的發(fā)送采用查詢方式。 3.2下位機 CAN控制器初始化下位機的微處理器C80C51F040集成了 CAN控制器，它通過協(xié)議寄存器、消息接口寄存器組、消息管理寄存器等的相關設置來完成 CAN控制器的初始化 .消息管理寄存器存有消息有限態(tài)自動機處理器的狀態(tài)信息，消息接口寄存器包括 IF組接口緩存。 CAN控制器初始化包括工作方式的設置、波特率的設置、 ID號設置、 ID掩碼的設置。CAN控制器工作方式的設置： CAN控制寄存器的 Test位賦 1，用于啟用測試寄存器；測試寄存器的 Basic位作為輸出緩存， IF作為輸入緩存。 CAN控制器波特率的設置是通過設置位定時寄存器實現(xiàn)的，位定時寄存器的說明。 3.3下位機通信軟件下位機 CAN初始化通信程序設置 BasicCAN工作模式后，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收都是通過啟動數(shù)據(jù)傳輸啟動位即請求寄存器（ commandrequestregister）的 Busy位實現(xiàn)的。發(fā)送數(shù)據(jù)時， IF作為發(fā)送緩存，把要發(fā)送的數(shù)據(jù)裝入其數(shù)據(jù)位，設置請求寄存器的 Busy位為 1，發(fā)送完成后狀態(tài)寄存器的發(fā)送完成標志位（ TxOK）為 1.接收數(shù)據(jù)時，當數(shù)據(jù)發(fā)送到 CAN核的移位寄存器后，狀態(tài)寄存器的接收完成標志位（ RxOK）為 1，設置請求寄存器的 Busy位為 1開始接收數(shù)據(jù)，在 Basic工作模式下， IF作為接收緩存，接收完畢后移位寄存器的內(nèi)容送到 IF緩存寄存器組。 4結(jié)束語 通過 CAN控制器局域網(wǎng)完成了對 192只鋰離子電池的恒流