[發(fā)明專利]一種單體電池測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510037194.7
• 申請(qǐng)日: 2015-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104569846B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁慧梅;湯子劍;韓相東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛(ài)華

一種單體電池測(cè)試系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分；硬件部分：包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電子負(fù)載儀、直流穩(wěn)壓電源和恒溫箱，彼此之間相互連接；軟件部分：包括上位機(jī)采集控制軟件和Nios II控制軟件；上位機(jī)控制軟件進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，系統(tǒng)的開(kāi)始與關(guān)閉設(shè)置，并查看數(shù)據(jù)；Nios II控制軟件下載到核心板，控制除上位機(jī)外的整個(gè)電路的運(yùn)行，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明在手動(dòng)方式下，可實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)，功能豐富。在自動(dòng)方式下，在設(shè)置時(shí)序負(fù)載文件后，可自動(dòng)對(duì)電池進(jìn)行充電或者放電測(cè)試，無(wú)需人工操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單體電池測(cè)試系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以測(cè)試多種電池，在手動(dòng)方式下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充電或者放電設(shè)置、電池充放電電流設(shè)置、串口參數(shù)設(shè)置、繼電器組設(shè)置、充電上限電壓設(shè)置、放電截止電壓設(shè)置。在自動(dòng)方式下，在設(shè)置時(shí)序負(fù)載文件后，可自動(dòng)對(duì)電池進(jìn)行充電或者放電測(cè)試，無(wú)需人工干預(yù)，此系統(tǒng)屬于獲得鋰離子電池特性數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

通常電池測(cè)試儀監(jiān)測(cè)電壓等參數(shù)，在電池容量不足時(shí)精度會(huì)下降。常用的電池測(cè)試儀操作人員能設(shè)定的參數(shù)很少，比較簡(jiǎn)陋，而工業(yè)上使用的電池測(cè)試儀成本高，體積大，不易攜帶，并且工業(yè)中使用PTC陶瓷電阻，溫度漂移較大，適合測(cè)試規(guī)模比較大的電池。在這種情況下，限于成本和便攜性，需要體積適中，適應(yīng)性好的電池測(cè)試系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)使用康銅電阻，溫漂小，體積重量適中，方便攜帶，測(cè)試出的電池曲線比較準(zhǔn)確，并且有自動(dòng)與手動(dòng)兩種模式，可靠性比較高，可以適應(yīng)不同的需求。基于FPGA技術(shù)，功能豐富。

發(fā)明內(nèi)容

單體電池測(cè)試系統(tǒng)主要是為獲得鋰離子電池特性數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。測(cè)試方式有兩種，分別是手動(dòng)和自動(dòng)。在手動(dòng)方式下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充電或者放電設(shè)置、電池充放電電流設(shè)置、串口參數(shù)設(shè)置、繼電器組設(shè)置、充電上限電壓設(shè)置、放電截止電壓設(shè)置，但是電池充放電開(kāi)始后，需要手動(dòng)停止電池充放電。在自動(dòng)方式下，在設(shè)置時(shí)序負(fù)載文件后，可自動(dòng)對(duì)電池進(jìn)行充電或者放電測(cè)試，無(wú)需人工干預(yù)。無(wú)論在那種工作方式，電池充放電開(kāi)始后，測(cè)試系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄時(shí)標(biāo)、電流、電壓和溫度數(shù)據(jù)并在圖形顯示界面顯示電壓電流圖形。充放電完成后，可以把記錄的數(shù)據(jù)保存成EXCEL文件格式。

本發(fā)明一種單體電池測(cè)試系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。

硬件部分：包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電子負(fù)載儀、直流穩(wěn)壓電源和恒溫箱，彼此之間相互連接，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試。該計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)控制顯示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)圖形顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和功能控制；該數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括兩個(gè)子模塊，分別是主卡和子卡，主卡對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施控制，包括與上位機(jī)的通信，主卡主要包含低功耗、低電壓和小電流元件，子卡實(shí)現(xiàn)具體功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)子卡上的具體模塊的控制，子卡包括大功率，大電流的元件，包括溫度采集模塊，電子負(fù)載儀，直流穩(wěn)壓電源和恒溫箱的具體控制；該電子負(fù)載儀有比較完善的保護(hù)功能，在對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電設(shè)定電壓與電流，電子負(fù)載儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池恒流充電，其主體是恒流源電路，可以在上位機(jī)上設(shè)定電流電壓參數(shù)，通過(guò)主卡與子卡控制電子負(fù)載儀，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試；該直流穩(wěn)壓電源有三個(gè)分別負(fù)責(zé)給主卡供電的直流穩(wěn)壓電源1，為繼電器供電的直流穩(wěn)壓電源2和為鋰離子電池供電的直流穩(wěn)壓電源3，這些直流穩(wěn)壓電源比較穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的順利運(yùn)行；該恒溫箱避免外界溫度影響，在測(cè)試給定的鋰離子電池時(shí)，避免了溫度波動(dòng)影響測(cè)試結(jié)果。

軟件部分：包括上位機(jī)采集控制軟件和Nios II控制軟件；上位機(jī)控制軟件可以進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，系統(tǒng)的開(kāi)始與關(guān)閉等設(shè)置并可以查看數(shù)據(jù)；Nios II控制軟件下載到核心板，控制除上位機(jī)外的整個(gè)電路的運(yùn)行，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖2是主卡和子卡實(shí)物圖。

圖3是主卡和子卡結(jié)構(gòu)框圖。附圖4，5，6，7，8是子卡的分割細(xì)化，是實(shí)際運(yùn)用的幾個(gè)模塊的電路圖，最后使用串口進(jìn)行通信。

根據(jù)圖2中電路引入的端口符號(hào)，它們之間的位置連接關(guān)系是：