第卷第期哈尔滨理工大学学报年月 !∀一种新型的锉离子电池化成检测系统何银吉,赵林英,乐浪,李革臣哈尔滨理工大学科学与工程研究院黑龙江哈尔滨摘要针对常规设备利用效率低的问题,结合钗离子电池化成检侧基本理论,提出以为核检测系统心处理器的担离子电池化成试验表明,该系统实现化成检测过程中对电池连续测量分选关键词钗离子电池化成检测连续测量分选中图分类号 文献标识码文章编号一 一一一刀召一,产从一弃,,晓一 , 砂斗 ,一汀 邵 ! !一 铿离子电池具有电压高、比能量大川等优点,设备的结构实现模块化、简洁化,提高了可靠性、可是目前化学电源行业最新发展方向之一但由于它维护性.采用主从式控制方式,微机作为上位机,的恒流恒压充电时间过长,恒流放电时间过长,电池作为下位机,DSP其系统结构图如图l所示.容量不一致,引起完成化成检测的时间差距较其中主控制器T州巴320L卜2《刀DSP(简称DS印)负大’如果按传统的批量检测方式,部分完成化成责接收上位机的命令,向上位机和液晶显示器传送数检测的电池对应的检测点将处于等待状态,使得设据,接收键盘输人的信息,与8个从控制器备的利用率降低因此,提出将美国lT公司生产的T州巴320L凡冲刀DSP(简称DSPI一DS咫)进TMs320一L兄407DS砂]作为核心处理器应用于检通讯.行CAN总线在系统运行的过程中,上位机将实时显示DS印测系统.采用数字化开关式恒流恒压电源,对电池进通过slc模块闭上传的数据,如电池充放电时的电流、行独立控制,一为提高设备利用率对铿离子电池化电压、容量,当前步运行时间及运行总时间等,并画出检测系统进行硬件、软件设计分析.成实时曲线,让操作人员清晰地了解到各节电池的运行1系统的硬件设计状态.液晶显示器也可实时显示每只电池的不同参数.键盘输人信息可以直接向下位机发送命令进行控制,该系统的每台设备有521个检测点,每个检测防止上位机突然发生故障而不能与下位机通讯时,点设有独立的开关式恒流恒压电源,互不影响,使得备无法正常运行.同时,还可以进行各种参数设定.设收稿日期:20()5一01一41作者简介:何银吉(9181一.)男哈尔滨理工大学硕士研究生第5期何银吉等:一种新型的锉离子电池化成检测系统该系统的每个从控制器分别对应6压电源,其具体控制实现如图2所示.4个恒流恒以DSPI控制2系统的软件设计电源为例,DS一.ZPDSPS所实现的功能与其相同当DSPI接收到来自DS邢的命令时,将C/D置相应状实现锉离子电池,态,使得电源与电池组成充放电回路.系统采用了8方面来完成该功能.的连续测量分选主要从软件利用IT公司开发的code。。-m片现场可编程门阵列(FieldprogarmmableGateAr-、多功能的系统软件.opesr编译器设计模块化软件,yar)每个从控制器对应一片PFGA.当需要调节电采用C语言和汇编语言相结合的方式,有较高的执流到恒定值时,将输出精确度为1/65536,PFAG频行效率.软件设计采用主从式的控制方式,上位机率为4oMxx:的占空比(四M)[,].系统运行过程中,先级高,下位机从动地执行上位机发送的命令.优DSIP将以16路刀D通道分上位机软件中的编程表用于设定电池化成检测值,前8路通道采样.时采样64只电池的电流电压电压值,后8路通道采样时所需运行工步的参数.它最多支持犯个工步,每电流值,每次采样只允许8只电池的电压电流值进一步可设定电池的动作(恒流充电、恒压充电、恒流人采样通道.因此,选用8片CMOS模拟开关将模拟放电)、电流值、充放电最长时间(时限)、电压限电压电流逐个切换到采样通道.值(压限)以及最大容量值(容限).定上位机启动运行上位机时,将编程表中每个工步的参数值下传给DSP.DSP液晶显示键盘输人在上位机启动运行前上电,完成系统初始化程序,巡检每个检测点是否有电池存在.当DSP,主控制器DS印(TMS320L此407)接收到编程表以后根据巡检结果启动有电池的检测点,按编程表的起始步运行,正在工作的检测点对从控制器DSPS应的指示灯LED点亮.从控制器DSPSS运行过程中软件实时判断电(TMS320LF2407)(TMS320U改407)池是否满足当前步运行终止条件.例如,在恒流充电时,若电池电压达到设定的最大电压值(压限),或FPGA(l)电池容量达到最大容量值(容限),或充电时间达到最长时间(时限),则该电池对应检测点自动转人下源恒流恒压源恒流恒压源源一工步运行.当电池完成上位机设定的所有工,恒流恒压源恒流恒压l46485122该检测点结束运行.步后DSP主程序流程图如图3所示.图1系统硬件结构框图46路CIDD切换信号恒流恒恒压源(l)从控制器DSPII(TMS320日心407)FPGAA(1)恒流恒恒46路刀D压源(64)电流电压采样样图2DSPI控制恒流恒压源结构图在系统中,每只电池对应一个发光二极管,用于指示电池的工作状态,当电池处于充放电过程时,光二极管亮;当电池完成检测,发光二极管灭.发操作人员可以根据二极管的状态,清晰地了解到检测点上已完成检测的电池.图3DSP主程序流程图哈尔滨理工,大学学报表10卷第1部分检测点数据恒流放电时间::s(hm)01:35:0201:35:1201:52:5620::14)X(总时间::s(hm)首先运行完成编程表所设定工步的检测点需要提醒操作人员立即换上新电池让该检测点继续工作因此软件将自动置该点的结束标志指示灯LD熄灭操作人员摘取该检测点的电池根据上E.位机的分类状况将电池归类存放指示灯比D闪表,.检测点号346恒流充电时间::s(hm):01:9224,,.恒压充电时间::s(hm)::)2136(0;03:以2603:23:3803:40:5440:19:424534672301:29:3201:41:5801:50:4001:58:36)X()X()X()X(:18:4:15:22:28:48:31:34,示检测点的电池被正确摘取并等待检测新电池如果操作人员将未完成检测的电池摘下设备立即发.出报警防止因误操作所引起的电池分类不正确当,,,.02:15:40::445140,检测点安放好新电池时该检测点按同一编程表的起始步继续运行对新电池进行检测,,不必等到设.备上的所有电池完成检测后才能更换一批电池从.而软件实现了电池的连续测量分选其程序流程图.如图4所示置结束标志,,180mAh;.电流lomA;第三步以1OC电流恒流放电最长时..n最低电压2SV最大容量180mAh所间150mi.得到部分检测点数据如表1所示,,,,n最小第二步恒压充电最长时间60mi指示灯灭设备上每个检测点都正常工作按设定编程表运行完成后从512个检测点中有选择性地列出5.个检测点的时间数据表1中346号检测点完成检,测的总时间最短最长346,232号检测点完成检测的总时间,,3号检测点完成检测后可立即更换一只新指示灯灭灭电池进行检测当223号电池完成检测时.5的恒流充电因此可测点已对新电池进行了6048,.64号检等待新电池池电池存在在按下式计算出每台设备所提高的利用率叭u。:。xslZ)xl(V=(式盯xslZ一7屯/)(双)%X猛为最后完成检测的检测点所需总时间;.。2个检测点完成检测所需总时间的和孔为51其中。,二7清结束标志志按同一编程表运行通过对每台设备所有检测点的实验数据进行统.计计算可得出每台设备提高利用率达30%以上、,图4电池连续测最程序流程图4结,语3试验结果及分析,基于DSP控制的新型锉离子电池化成检测系统可对单只电池的各种参数实时监测实现了电池连续测量分选提高设备利用率达30%以上为电,,,该系统对1somAh锉离子电池进行化成检测..在编程表中设定3个工步第一步以1OC电流恒流.n最高电压4ZV最大容量充电最长时间150mi,,,池生产厂家缩短了大批量电池化成检测的时间节,省了设备投资具有较高推广价值,.参考文献1〕黄【:2)(03(5)136...一1丽金明钢等聚合物理离子蓄电池气胀原因的初步探讨【56]电源技术J..2[]陈松林李革臣基于cAN忌线的铿离子电池检测系统的设计[c]5届中国化学与物理电源学术会议论文集2..3]刘和平王维俊等M]北京:北京航夭航空大学出版社【0日刃4)7C语言开发应用(第一版)〔(饰朋2..M]北京:中国电力出版社(第一版)颜友钧朱宇光DSP应用技术教程【2X3L42姗1025一2以.5]【JeoRefTExASINTeone。n闹lSRUMENSTUSATMs320IF/比240xADSpco.02uGide[.z]TluGideB诚,2)X(1(::审稿王培东教授高俊山教授;编辑董晶)