[實(shí)用新型]基于FPGA的動(dòng)力鋰離子電池化成控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220636597.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN202940613U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 幸宗國(guó);楊勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天有線電廠
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力鋰離子電池化成控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于FPGA的動(dòng)力鋰離子電池化成控制裝置。

背景技術(shù)

動(dòng)力鋰離子電池化成就是動(dòng)力鋰離子電池剛生產(chǎn)出來(lái)后，對(duì)其做一次充電，借以激活電池，其作用類似于對(duì)軟盤的″格式化″。化成完成后電池才能開始正常的充放電。原理簡(jiǎn)單說(shuō)，就是對(duì)電池第一次充電，讓電池內(nèi)的活性物質(zhì)激活，同時(shí)在陽(yáng)極表面生成一種致密的膜，借以保護(hù)整個(gè)化學(xué)界面。動(dòng)力動(dòng)力鋰離子電池的生產(chǎn)，必須要經(jīng)過(guò)充電與放電的電活化過(guò)程，一般是在完成動(dòng)力鋰離子電池的結(jié)構(gòu)性安裝工序后，根據(jù)電池的容量按一定電壓、電流比率，進(jìn)行多次的充放電過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰離子電池的電活化以及容量特性的檢驗(yàn)。

生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)力鋰離子電池化成需要對(duì)每個(gè)動(dòng)力鋰離子電池單獨(dú)做化成處理，意味著每個(gè)電池都要有獨(dú)立的化成通道，為配合生產(chǎn)批量的需求，一臺(tái)設(shè)備需要有多個(gè)化成通道。一般通常都是32～64通道不等，要獨(dú)立控制這些通道，意味著需要32～64通道的D/A控制器以及將近150個(gè)I/O口，普通MCU基本不能滿足這個(gè)要求，需要通過(guò)外部擴(kuò)展D/A和I/O口來(lái)完成。如果用D/A轉(zhuǎn)換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)32～64通道的獨(dú)立控制，意味著需要32～64個(gè)D/A控制芯片來(lái)完成，高精度(12bit以上)的單個(gè)D/A控制芯片價(jià)格都相對(duì)來(lái)說(shuō)比較貴，如果用幾十個(gè)D/A設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)，產(chǎn)本巨大的，價(jià)格上難以接受。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種控制精度高、靈活性好、實(shí)現(xiàn)成本低的基于FPGA的動(dòng)力鋰離子電池化成控制裝置。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于FPGA的動(dòng)力鋰離子電池化成控制裝置，其特征在于，包括ARM處理器、FPGA、測(cè)量板、存儲(chǔ)器、觸摸屏、硬件保護(hù)電路和電流電壓控制電路，所述的ARM處理器分別與FPGA、測(cè)量板、存儲(chǔ)器、觸摸屏連接，所述的FPGA分別與硬件保護(hù)電路、電流電壓控制電路連接，所述的電流電壓控制電路與待化成動(dòng)力鋰離子電池連接。

所述的ARM處理器通過(guò)I2C總線與存儲(chǔ)器連接，所述的ARM處理器分別通過(guò)串口通信總線與測(cè)量板、觸摸屏連接。

所述的存儲(chǔ)器為EEPROM。

所述的FPGA設(shè)有32～64路PWM控制輸出接口和I/O擴(kuò)展口，所述的PWM控制輸出接口與電流電壓控制電路連接，所述的I/O擴(kuò)展口與硬件保護(hù)電路連接，所述的PWM控制輸出接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多路電流電壓控制。

所述的ARM處理器分別通過(guò)地址總線和數(shù)據(jù)總線與FPGA通訊連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、ARM處理器與FPGA都可以編程處理，這種方式大大提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性以及功能定制性，數(shù)字化的電壓、電流處理提高控制的精度和靈活性，系統(tǒng)能靈活適應(yīng)不同的動(dòng)力鋰離子電池充、放電管理。

2、實(shí)現(xiàn)成本低，F(xiàn)PGA是現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件，其好處是硬件可編程實(shí)現(xiàn)一些算法和功能擴(kuò)展，響應(yīng)速度極快，基本都在nS級(jí)，不用預(yù)先定義好管腳，可以先設(shè)計(jì)原理圖和PCB板，再來(lái)管腳編程分配。由于硬件可編程，可以非常靈活的調(diào)整管腳定義，任何一個(gè)I/O在編程前功能都是等同的，可以任意使用布線。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例

如圖1所示，一種基于FPGA的動(dòng)力鋰離子電池化成控制裝置，包括ARM處理器1、FPGA2、測(cè)量板3、存儲(chǔ)器、觸摸屏4、硬件保護(hù)電路7和電流電壓控制電路6，所述的ARM處理器1分別與FPGA2、測(cè)量板3、存儲(chǔ)器、觸摸屏4連接，所述的FPGA2分別與硬件保護(hù)電路7、電流電壓控制電路6連接，所述的電流電壓控制電路6與待化成動(dòng)力鋰離子電池連接。

所述的ARM處理器1通過(guò)I2C總線與存儲(chǔ)器連接，所述的ARM處理器1分別通過(guò)串口通信總線與測(cè)量板3、觸摸屏4連接。所述的存儲(chǔ)器為EEPROM?5。

所述的FPGA設(shè)有32～64路PWM控制輸出接口和I/O擴(kuò)展口，所述的PWM控制輸出接口與電流電壓控制電路連接，所述的I/O擴(kuò)展口與硬件保護(hù)電路連接，所述的PWM控制輸出接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多路電流電壓控制。所述的ARM處理器分別通過(guò)地址總線和數(shù)據(jù)總線與FPGA通訊連接。