基于单片机的锂电池综合测试系统研究

　　摘要锂电池是许多系统的应急供电电源,应急电源也是调度、邮电、银行业务等必不可少的。因此,电池组的性能对系统的可靠运行有直接影响。本文主要是实现基于单片机的锂电池智能检测系统。对其工作原理进行了阐述,完成了锂电池检综合测试系统的主控制器的程序流程图和采集电路的设计。
　　【关键词】锂电池 检测系统 单片机 采集电路
　　现在各种电池中,锂电池作为一种新型电源是近几十年发展起来的,具有很高的能量,没有污染,没有记忆等,成为首选的便携式设备电源，锂电池成为各国研究和开发的一个热点。随着快速发展的电子设备,锂电池需求越来越多，对锂电池测试设备的需要也变得也越来越多。在我国许多的电池制造商引入外国电池的测试设备,但是非常的昂贵。国内的检测设备的测量精度、系统的稳定性、设备的利用率和自动化程序等都非常的低。因此，制定一套成本合理，并能满足需要大批量生产的自动化锂电池生产、测试、分炼系统，是锂电池制造商非常需要的。
　　1 锂电池检测系统的总体设计
　　在电池充电和放电的过程中电流、电压的精度确保控制在规定范围内是系统的核心控制方法。该系统采用恒电流和电压的方法，充电电流恒定不变的状态，测试每个电池电压，当电池电压达到饱和值，从恒流充电状态自动进入恒压充电状态恒压充电状态下,保持充电电压恒定，当充电电流下降到设定值，恒压充电状态的终止还设置最大恒压充电状态下时间值,一旦方式转换在恒压充电状态下,充电的时间过长,立即停止充电,是锂电池安全充放电的保证。该系统采用模块化结构,使设备安装简单易于维护。共有512个检测点在每一台设备中,分为8个部分,有64个检测点在每一部分中,配置单独的恒流源在每个检测点上,实现单点独立控制和彼此互不影响的系统。该系统采用DSP控制器作为主控器控制,8位单片机作为分控制器来控制,一个分控制器控制一个部分。因此使用DSP、单片机、开关恒流源相结合,形成智能的锂电池综合测试系统。如图1所示系统的结构框图。主要组成:上位机、主控制器、采集电路、分控制器、组件,如图 1。
　　2 锂电池检测系统的硬件设计
　　我们设计了采集电路根据整个系统结构框图。数据采集是计算机应用系统中普遍存在的。在电池测试采集系统中,一个非常重要的环节是电池的电压电流的采集,系统的检测精度和灵敏度受他的采样精度直接影响。主控制器选择的带16路ADC的DSP控制器,每个部分可以分到2路采样通道。实时采集64电池的电压电流值。
　　系统采样信号以电压电流转换的方式传输,电压信号转换成电流信号传输,进入DSP采样通道之后把电流信号转换成电压信号,在传输过程中产生的干扰问题已经被有效地避免。确保测量精度。组件的数据采集结构图如图2所示。
　　电压电流转换电路在系统中因为充放电功率大,能量转移频繁，干扰大，直接影响系统的测量准确性。系统采用DSP主控制和单片机分控制，信号传输距离长，使信号检测有误差,所以在本系统中采用 V / I,I / V转换方法，消除误差。
　　V / I转换器的作用是使电压信号转换成电流信号，输出电流和输入电压成线性关系和输出电流与负载电阻在允许值范围变化，转换器具有恒定电流的性能。
　　I / V转换器的作用是电流信号变换成电压信号,要求是输出电压信号和电流信号之间呈线性关系。
　　3 锂电池应用系统的软件设计
　　软件采用模块、控制算法、显示等组成，在系统的运行过程当中，根据用户设定的参数与实时检测的数据比较看是否停止充放电对电池。
　　4 结论
　　本文就锂电池的综合测试系统进行了系统的总体设计和部分硬件电路的设计,完成了主控制器的程序流程。再设计的过程中,充分考虑了锂电池厂家的需求,大规模的检测能力及自动化等因素,为锂电池综合测试系统研究提供了参考。
　　
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　　作者简介
　　陈颖（1977-），女，，本科，讲师，物理研究方向。
　　
　　作者单位
　　平顶山工业学校河南省平顶山市467000