锂电池化成检测系统的设计与实现

【摘要】随着电子通信产品小型化发展,锂电池作为能源再次成为全球研究热点。锂电池生产过程中直接影响电池质量的关键工序是锂电池化成,为解决锂电池化成大规模性、单体独立性、高精度等问题,本文提出了一个用于新能源锂电池生产与研究的规模庞大的多功能化成检测系统。本文负责化成柜主板嵌入式系统、通信网络的设计与实现。主要研究内容如下：1.化成柜下位机可扩展性的设计与实现：通过优先级链关系将不同下位机串联,按照相互竞争发送权的机制实现下位机间独立又有联系的工作,竞争获取最高优先级的下位机获得优先发送数据的权利,保证多下位机共存时数据发送的不冲突,实现单台化成柜可扩展下位机的数量尽可能多,满足更大规模的生产需求。2.化成工步广播与单播的设计与实现：通道控制单元回路是各自完全独立的,负责锂电池单体恒流充电、恒压充电、恒流放电、搁置等工步的独立设置,用户通过电脑软件可对每个锂电池设置不同的化成流程,实现了锂电池单体的独立异步控制。当然,通过指令地址解析可实现对系统所有柜广播、对柜内所有层广播和对层内所有通道广播三种广播方式。3.通道充放电高精度采集和设置的设计与实现：通道控制单元回路通过选择、反馈、比较的方式实现硬件恒流恒压控制,使用精密校准仪对每个通道进行校准,获取采集和设置的电压电流校正系数,以补偿硬件采集或设置电压电流的精度误差。避免复杂软件算法的反馈调节与补偿等,降低化成检测技术的复杂度。本文主要创新之处在于：1.提高了化成柜下位机的可扩展性,满足更大规模的生产需求；2.锂电池单体独立异步化成功能；3.通道硬件校准,提高了化成控制精度；4.软件对夹具、电池、主板硬件和工步运行状况等多达50多种可能发生的异常情况定期监测反馈；5.硬件自动备份测量数据,在停电、电脑异常或死机后可自动恢复数据,支持长达145小时的电脑离线工作方式(全部通道同时备份,60s间隔)。目前,结合电脑服务器及软件、接口板等进行联网整机调试,实现了预定的系统功能与指标要求,解决了现有化成设备存在的一些不足。
【作者】翁超；
【导师】王太宏；
【作者基本信息】厦门大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】锂电池；化成检测；主板嵌入式；

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