锂电池测试原理

锂电池测试原理 综合电动机保护器 近几年，继铅酸电池、 NiCd、 NMiH电池之后，可充电锂离子电池以高能量密度、单节高电池电压、高循环次数、自放电率低、无环境污染等特性迅速成为国内外 2次电池发展的主流。同时，随着工业控制器总线以其安全、可靠、实时性强、可远距离传输等特点在工业远程控制应用中也日趋广泛有 80%以上的锂电池作为组合电池使用，如手机电池、玩具电池、摄像机电池等 .电池在组合前要对每只电池进行容量、电池电压衰减等的测试，本系统就是采用 CAN总线结构将电池的实时运行数据传送给上位机，上位机进行数据分析、处理，将性能指标一致的电池进行分类。 1锂电池测试原理锂离子电池测试系统主要是通过上位机监控软件来实现对单体电池的电压、电流、容量等的数据显示；对单体电池进行充、放电曲线的绘制和容量的直方图绘制。下位机用来实现对 24只单体电池的充、放电控制，同时将每只单体电池的充、放电数据实时传给上位机。上位机与下位机由 CAN总线通讯连接 2系统的硬件结构与功能该测试系统主要由上位 PC机和下位机测控模块两部分组成。上位机与下位机之间的通讯通过 CAN总线网络来实现。 上位 PC机内置的 PCI-7841CAN通信卡，此卡具有总线仲裁、错误检测、自动重发等功能，对数据的发送和接收可采用查询或中断的方式。 主要功能有： 对每只电池的工作方式进行设定； 给电池发送各种工作参数； 可在线再次设置工作参数； 接收、显示、存储被测试电池的实时运行数据； 绘制电池的电压 时间、电流 时间、容量 电压等曲线图下位机测控模块由主控板和电源板及电池通道板构成。电源板主要给主控板提供电源，给电池提供充电电源。 电池通道板主要由精密运算放大器、精密电阻、电容、保持器 LM398、 MOSFET管、散热片等器件组成，在下位机测控模块中共有 24块电池通道板，即可对 24只电池进行同一流程的充放电控制。主控板主要由Cygnal生产的 C8051F040单片机、多路模拟转换器、电源变换器、看门狗等器件组成。 兼容 C51的所以指令集，片内集成了 12路 12位的 K字节系统可编程 FLASH程序存储器。主控板使用C8051F040单片机，不仅可减少 PCB板的空间，降低设计成本，更主要的原因是它片内自带 CAN控制器，可通过 CAN2.0B协议实现与上位机的通信。 下位机测控模块的主要功能有： 接收上位机传送的工作参数，依次完成相应的工作步骤； 将电池电压、电流、容量等数据传送给上位机； 采集电池的电压、电流值； 控制电池充、放电工作步骤的执行等。 3软件设计 3.1上位机通信软件上位 PC机作为监测主机，内置的PCI-7481CAN卡将上位机方便地连接到 CAN总线上。在本测试系统中对数据的接收和控制命令的发送采用查询方式。 3.2下位机 CAN控制器初始化下位机的微处理器C80C51F040集成了 CAN控制器，它通过协议寄存器、消息接口寄存器组、消息管理寄存器等的相关设置来完成 CAN控制器的初始化 .消息管理寄存器存有消息有限态自动机处理器的状态信息，消息接口寄存器包括 IF组接口缓存。 CAN控制器初始化包括工作方式的设置、波特率的设置、 ID号设置、 ID掩码的设置。CAN控制器工作方式的设置： CAN控制寄存器的 Test位赋 1，用于启用测试寄存器；测试寄存器的 Basic位作为输出缓存， IF作为输入缓存。 CAN控制器波特率的设置是通过设置位定时寄存器实现的，位定时寄存器的说明。 3.3下位机通信软件下位机 CAN初始化通信程序设置 BasicCAN工作模式后，数据的发送和接收都是通过启动数据传输启动位即请求寄存器（ commandrequestregister）的 Busy位实现的。发送数据时， IF作为发送缓存，把要发送的数据装入其数据位，设置请求寄存器的 Busy位为 1，发送完成后状态寄存器的发送完成标志位（ TxOK）为 1.接收数据时，当数据发送到 CAN核的移位寄存器后，状态寄存器的接收完成标志位（ RxOK）为 1，设置请求寄存器的 Busy位为 1开始接收数据，在 Basic工作模式下， IF作为接收缓存，接收完毕后移位寄存器的内容送到 IF缓存寄存器组。 4结束语 通过 CAN控制器局域网完成了对 192只锂离子电池的恒流