鋰電池測(cè)試原理

鋰電池測(cè)試原理 綜合電動(dòng)機(jī)保護(hù)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(wú)環(huán)境污染等特性迅速成為國(guó)內(nèi)外 2次電池發(fā)展的主流。同時(shí)，隨著工業(yè)控制器總線(xiàn)以其安全、可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)在工業(yè)遠(yuǎn)程控制應(yīng)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(jī)電池、玩具電池、攝像機(jī)電池等 .電池在組合前要對(duì)每只電池進(jìn)行容量、電池電壓衰減等的測(cè)試，本系統(tǒng)就是采用 CAN總線(xiàn)結(jié)構(gòu)將電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理，將性能指標(biāo)一致的電池進(jìn)行分類(lèi)。 1鋰電池測(cè)試原理鋰離子電池測(cè)試系統(tǒng)主要是通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池的電壓、電流、容量等的數(shù)據(jù)顯示；對(duì)單體電池進(jìn)行充、放電曲線(xiàn)的繪制和容量的直方圖繪制。下位機(jī)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 24只單體電池的充、放電控制，同時(shí)將每只單體電池的充、放電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳給上位機(jī)。上位機(jī)與下位機(jī)由 CAN總線(xiàn)通訊連接 2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與功能該測(cè)試系統(tǒng)主要由上位 PC機(jī)和下位機(jī)測(cè)控模塊兩部分組成。上位機(jī)與下位機(jī)之間的通訊通過(guò) CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 上位 PC機(jī)內(nèi)置的 PCI-7841CAN通信卡，此卡具有總線(xiàn)仲裁、錯(cuò)誤檢測(cè)、自動(dòng)重發(fā)等功能，對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收可采用查詢(xún)或中斷的方式。 主要功能有： 對(duì)每只電池的工作方式進(jìn)行設(shè)定； 給電池發(fā)送各種工作參數(shù)； 可在線(xiàn)再次設(shè)置工作參數(shù)； 接收、顯示、存儲(chǔ)被測(cè)試電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)； 繪制電池的電壓 時(shí)間、電流 時(shí)間、容量 電壓等曲線(xiàn)圖下位機(jī)測(cè)控模塊由主控板和電源板及電池通道板構(gòu)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(yùn)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(jī)測(cè)控模塊中共有 24塊電池通道板，即可對(duì) 24只電池進(jìn)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(jī)、多路模擬轉(zhuǎn)換器、電源變換器、看門(mén)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(chǔ)器。主控板使用C8051F040單片機(jī)，不僅可減少 PCB板的空間，降低設(shè)計(jì)成本，更主要的原因是它片內(nèi)自帶 CAN控制器，可通過(guò) CAN2.0B協(xié)議實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。 下位機(jī)測(cè)控模塊的主要功能有： 接收上位機(jī)傳送的工作參數(shù)，依次完成相應(yīng)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(jī)； 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(shè)計(jì) 3.1上位機(jī)通信軟件上位 PC機(jī)作為監(jiān)測(cè)主機(jī)，內(nèi)置的PCI-7481CAN卡將上位機(jī)方便地連接到 CAN總線(xiàn)上。在本測(cè)試系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)的接收和控制命令的發(fā)送采用查詢(xún)方式。 3.2下位機(jī) CAN控制器初始化下位機(jī)的微處理器C80C51F040集成了 CAN控制器，它通過(guò)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(guān)設(shè)置來(lái)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(dòng)機(jī)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(shè)置、波特率的設(shè)置、 ID號(hào)設(shè)置、 ID掩碼的設(shè)置。CAN控制器工作方式的設(shè)置： CAN控制寄存器的 Test位賦 1，用于啟用測(cè)試寄存器；測(cè)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(shè)置是通過(guò)設(shè)置位定時(shí)寄存器實(shí)現(xiàn)的，位定時(shí)寄存器的說(shuō)明。 3.3下位機(jī)通信軟件下位機(jī) CAN初始化通信程序設(shè)置 BasicCAN工作模式后，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收都是通過(guò)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸啟動(dòng)位即請(qǐng)求寄存器（ commandrequestregister）的 Busy位實(shí)現(xiàn)的。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 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(shè)置請(qǐng)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(biāo)志位（ TxOK）為 1.接收數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)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(biāo)志位（ RxOK）為 1，設(shè)置請(qǐng)求寄存器的 Busy位為 1開(kāi)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(yǔ) 通過(guò) CAN控制器局域網(wǎng)完成了對(duì) 192只鋰離子電池的恒流