磷酸铁锂电池检测系统的设计与开发

论文摘要

磷酸铁锂电池制备工艺的成熟,使电池生产实现产业化,产品质量不断提高,同时对电池检测设备也提出了更严格的要求。因此,迫切地需要一种既节能、成本又低的磷酸铁锂电池检测设备完成对电池的准确检测。本文目的是根据磷酸铁锂电池的特点,设计了一种满足上述要求的电池检测系统-ZM620磷酸铁锂电池检测系统。根据系统设计要求,确定了检测系统总体的设计方案。下位机系统采用主从式结构设计方法,数字信号处理器作为主控制器,控制并联结构的多路分控制器,实现对采样通道的选通,以及恒流源的实时控制。检测系统实现了对磷酸铁锂电池检测过程的整台控制、电池性能参数的实时监测等功能。上位机系统是针对下位机硬件控制系统以及分析电池充放电数据的具体要求而设计的一种实时监控软件,实现了对下位机的运行控制。系统采用模块化程序设计,实现了多线程电池运行数据的采集、分析处理以及统计功能。同时将电池分选结果通过串口通讯传递给下位机,进行实时分容,极大的提高了电池检测的生产效率。同时系统达到了开发低成本、开发周期短等目标,并改进了容量的算法,增加了模拟恒压充电功能,实现了大电流放电,提高了电池检测效率。实验证明,系统具有可靠性高、准确度高、操作简单、检测速度快等特点,可以完成对磷酸铁锂电池实时检测的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 磷酸铁锂电池性能研究现状
• 1.2 课题的研究目的和意义
• 1.3 电池检测设备发展现状及趋势
• 1.4 课题来源及本文研究内容
• 第2章 磷酸铁锂电池相关技术的研究
• 2.1 磷酸铁锂电池的工作原理及特点
• 2.2 电池性能参数测量方法的研究
• 2.3 磷酸铁锂电池检测特性
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统的硬件设计
• 3.1 系统硬件结构设计
• 3.2 主控制器设计
• 3.3 分控制器设计
• 3.4 系统采样电路设计
• 3.4.1 采样信号调理电路设计
• 3.4.2 电压电流转换电路设计
• 3.5 CAN 通讯设计
• 3.5.1 CAN 通讯技术特点
• 3.5.2 主控制器的CAN 通讯设计
• 3.6 系统SCI 设计
• 3.6.1 SCI 模块设计
• 3.6.2 SCI 硬件电路设计
• 3.7 显示及键盘设计
• 3.8 系统的抗干扰设计
• 3.8.1 电路布局设计
• 3.8.2 地和电源策略
• 3.8.3 信号走线设计
• 3.9 本章小结
• 第4章 上位机系统软件设计
• 4.1 功能描述
• 4.2 系统分析与设计
• 4.3 上位机通讯模块设计
• 4.3.1 上位机通讯原理及设计
• 4.3.2 上下位机通讯协议
• 4.4 系统界面设计
• 4.5 下位机控制模块设计
• 4.6 上位机分类设计
• 4.6.1 电池分类方法
• 4.6.2 分类方法设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 下位机系统软件设计
• 5.1 下位机系统开发设计
• 5.2 系统软件结构设计
• 5.2.1 主程序的设计
• 5.2.2 ADC 模块软件设计
• 5.2.3 CAN 通讯软件设计
• 5.2.4 SCI 软件设计
• 5.3 电池容量计算方法的改进
• 5.3.1 软件设计
• 5.3.2 计算结果
• 5.4 模拟恒压充电
• 5.4.1 恒压充电
• 5.4.2 模拟恒压充电
• 5.5 实验与检测结果
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢