锂离子电池测试系统设计与实现
本文选题:锂电池 + 测试系统 ; 参考:《西南科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:锂离子电池性能优良,在生活中广泛使用。而锂离子电池定期的测试工作时常被忽略,导致电池提前报废或者继续使用报废电池。前者造成资源浪费,后者会诱发许多不安全因素。国内的锂离子电池维护设备种类不多,并且测试能力参差不齐。本文主要目标是设计一款多功能锂离子电池测试设备。首先对当今锂电池测试设备的现状作了简要的分析。然后根据需求提出锂电池测试设备设计要求、功能和精度要求。测试设备的硬件部分由上位机、单片机、数字电源和电子负载构成。硬件设计详细介绍了单片机各模块的设计,包括单片机最小系统、直流电源模块、电路调理模块、参数采集模块(电压、电流、温度)、通讯模块等。软件部分的设计主要内容是设计人机交互界面、电池测试系统的逻辑以及保护模块。人机交互界面是基于C#的Winform界面上开发的,使用者通过人机交互界面对测试系统进行控制和操作。电池测试系统的逻辑程序包括充放电循环、容量测试、HPPC测试等,保护模块包括电池的过电压、欠电压、过电流以及高温保护。在完成以上内容后,对装置进行系统精度与稳定性测试。实验部分研究电池在不同环境温度下航空锂电池充放电曲线和电池内阻的变化规律。通过实验在不同温度下对电池进行恒流充放电可以得出充放电曲线,通过比对电池在不同温度下的充放电曲线和内阻变化,得出在极端环境下使用电池的注意事项。在低温条件下锂电池的极化内阻和欧姆内阻都呈上涨趋势,当电池在低温环境下放电时间缩短,且在放电过程中电池电压下降的斜率增加。通过实验得出了锂离子电池测试装备能测试电池内阻和绘制工作曲线,为电池组的性能测试与分析提供了可靠的研究平台和数据支持。
[Abstract]:Lithium ion battery has good performance and is widely used in daily life.The regular testing of lithium ion batteries is often neglected, leading to early scrapping of batteries or continued use of end-of-life batteries.The former causes waste of resources, while the latter induces many unsafe factors.The domestic lithium ion battery maintenance equipment is not many, and the testing ability is not uniform.The main goal of this paper is to design a multi-function lithium ion battery test equipment.Firstly, the present situation of lithium battery testing equipment is briefly analyzed.Then according to the requirements of lithium battery test equipment design requirements, function and precision requirements.The hardware part of the test equipment consists of upper computer, single-chip computer, digital power supply and electronic load.The hardware design is introduced in detail, including single chip microcomputer minimum system, DC power supply module, circuit conditioning module, parameter acquisition module (voltage, current, temperature, communication module, etc.)The main content of the software design is to design the man-machine interface, battery test system logic and protection module.The man-machine interface is developed based on the Winform interface of C #. The user controls and operates the test system through the man-machine interface.The logic program of battery test system includes charge and discharge cycle, capacity test and HPPC test. The protection module includes battery overvoltage, undervoltage, overcurrent and high temperature protection.After completing the above contents, the system accuracy and stability are tested.In the experiment part, the charge-discharge curve and the internal resistance of the battery under different ambient temperature are studied.The constant current charge-discharge curves can be obtained by experiments at different temperatures. By comparing the charge-discharge curves and internal resistance of the batteries at different temperatures, the cautions for using the batteries in extreme environments are obtained.The polarization internal resistance and ohmic resistance of the lithium battery increased at low temperature. When the discharge time of the battery was shortened at low temperature, and the slope of the cell voltage decreased during the discharge process, the slope of the battery voltage decreased.The experimental results show that the test equipment can test the internal resistance of the battery and draw the working curve, which provides a reliable research platform and data support for the performance test and analysis of the battery pack.
【学位授予单位】:西南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM912
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,本文编号:1755444
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