锂离子动力电池化成检测系统的设计与实现

论文摘要

由于锂离子电池具有工作电压高、容量大、循环寿命长且没有记忆效应等诸多优点,使其成为新型替代动力电源的研究热点。市场对锂离子动力电池的需求以每年30%以上的速度迅猛增长,在对锂离子电池数量和质量提出更高要求的同时,也对锂离子电池化成检测设备提出了更严格的要求。本文在介绍电池化成与检测的基本原理和评述锂离子动力电池化成检测设备应用和研究现状的基础上,设计并实现了一套基于分布式管理的锂离子动力电池化成检测综合系统。本文的主要内容与研究成果如下:(1)针对实际应用的要求,对系统进行了总体规划,设计了一套三级分布式结构的化成检测综合系统,并以检测速率、精度和系统抗干扰性能为主要考虑因素,对系统的软硬件进行了精心的选型。(2)完成了化成柜和检测柜的硬件电路设计和调试。本文设计的化成柜有80个工位,可单点独立控制,在分辨率为12位的情况下,对80个工位循环检测一次的时间为1.5秒;检测柜设计为一个分散控制结构有8个主控器,有更大的电流充放范围和更快的检测速度;化成柜和检测柜均通过CAN接口将采样到的数据通过CAN网络传送给上位机。(3)完成了系统应用软件开发和调试。主要包括电源系统模块的程序设计、数据采集及软件滤波程序设计、CAN接口驱动程序设计以及化成柜和检测柜总体逻辑程序设计。(4)针对采样数据在传输过程中失真的问题,设计一个三层BP神经网络,并对作为网络的训练数据的电流、电压样本进行筛选,将训练好的神经网络在系统不同的工作阶段对电流、电压进行预测。结果表明,该网络实现简单,预测数据精确度高、能较好地解决采样数据失真的问题。(5)对系统功能进行了测试,测试结果表明,本文设计的锂离子动力电池化成检测综合系统具有检测精度高、数据传输稳定可靠、抗干扰能力强、智能化、成本低等优点,可以很好地应用在大规模电池生产的场合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源、目的及意义
• 1.2 研究的背景和现状
• 1.3 本文的主要内容和结构
• 第二章 电池检测系统概述及系统整体方案设计
• 2.1 电池检测原理概述
• 2.2 电池分类方法
• 2.3 系统的总体设计
• 2.4 主要器件的选型
• 2.5 系统的开发方法及开发工具
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统工作站设计
• 3.1 工作站总体设计
• 3.2 主控器接口设计
• 3.3 电源系统设计
• 3.4 数据采集模块设计
• 3.5 通信模块设计
• 3.7 系统采取的硬件抗干扰措施
• 3.6 工作站总体程序设计
• 3.8 本章小结
• 第四章 BP神经网络在提高控制和检测精度中的应用
• 4.1 主回路非线性分析
• 4.2 神经网络概述
• 4.3 建立神经网络预测模型
• 4.4 数据准备和预测结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 化成检测综合系统的测试
• 5.1 系统功能实现
• 5.2 系统的运行界面与性能测试
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 1.总结
• 2.展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果