電動車電池綜合特性的智能檢測及測試技術(shù)

www.diaoyou.cc 來源：中國電動車信息網(wǎng)　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-12-7

一、綜述由于各類可充電電池是所服務(wù)設(shè)備的可重復(fù)使用的動力源，其性能好壞將直接影響設(shè)備的工作正常與否和性能指標。因此，檢測和了解電池的實際性能對確保設(shè)備及系統(tǒng)的正常工作有著重要的意義。電池最重要的性能是其充、放電過程的特性。如有效容量、循環(huán)放電壽命、內(nèi)阻、動力特性、一致特性、極化影響等。因此，要檢測充電電池的綜合性能，必須為待測電池提供模擬充、放電過程，并采集充、放電過程中待測電池的各種參數(shù)。而在充放電過程中，既有電壓控制、電流控制、時間控制，又有換相換流控制、溫度控制，同時對采集到的數(shù)據(jù)要進行實時數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理，加之測量過程時間較長，短則數(shù)小時，長則幾個月，用常規(guī)儀器或設(shè)備的人工測量方法工作量極大，幾乎無可能用于實際的例行檢測。本文將闡述電池綜合性能智能檢測與測試技術(shù)IDTB（Intellgent Detect &Testing for Batter）的原理和工作過程，進而提出一種實現(xiàn)IDTB的技術(shù)方案，并舉例說明IDTB的實際應(yīng)用方法和構(gòu)造多種用途的思路。二、檢測及測試原理由于電動車上所用的電池或為免維護型，或為整體封裝型，因而無法對其內(nèi)部參量（如參比電位、電解液濃度、析氣率等）進行測量。加之在電動車上使用，我們更加關(guān)心的是電池的各種外輸出特性以及外輸出特性有密切關(guān)系的各種可觀可測物理量，如容量、電壓、電壓變化率、電流、電流變化率、內(nèi)阻、溫度、溫度變化等等。為了全面了解電池的綜合性能，就必須獲得上述各物理量在充電和放電全過程中的全程數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行相關(guān)的處理，才能得到準確、正確、符合實際的結(jié)果。 IDTB技術(shù)包括如下幾部分： ●數(shù)字程控電源 ●數(shù)字程控電子負載 ●多通道高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ●智能控制器 ●數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)編碼及壓縮技術(shù) ●UART傳輸通訊 ●數(shù)據(jù)處理包 ●數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理技術(shù) ●人機界面技術(shù) ●多模式顯示技術(shù) ●報表輸出及打印 IDTB系統(tǒng)框圖如圖1所示。IDTB工作原理如下：操作者借助Host System的Panel將完成特定檢驗或測試工作所必需的指令及參數(shù)（如充電模式、放電模式、充放電參數(shù)、過程切換條件、保護條件、循環(huán)次數(shù)等等）輸入到MSH中。 MSH將這些指令和參數(shù)轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的信令代碼，并通過Host System的UART接口發(fā)送給各智能控制器ICU。智能控制器ICU透過自身的UART接口收到MSH發(fā)送來的命令后，對其進行譯碼，并生成相應(yīng)的控制時序、控制邏輯、控制代碼和參數(shù)代碼。接著ICU通過SBUS接口及總線對程控數(shù)字電源PDS進行設(shè)置和控制；通過ELBUS接口及總線對程控電子負載PEL進行設(shè)置和控制；通過DBUS接口及總線對數(shù)據(jù)采集單元DSU進行設(shè)置。 PDS在ICU的控制下自動的為待測電池提供符合特定充電曲線要求的充電環(huán)境。從另一個角度而言，PDS就是一個智能動態(tài)電源。 PDS在ICU的控制下具有動態(tài)模擬負載的特征。設(shè)ICU輸出SICU為MSH信令集J的函數(shù) SICU=H[J（α1］…，αn，β1，…，βm，γ1 …γk，…）]（1）　　　　這里，J（α1，…，αn，β1，…，βm，γ1 …γk，…）為信令集J的信令元素。又因為PEL的負載特性RPEL為電動勢特性EPEL和內(nèi)阻特性rPEL的函數(shù)G，如式（2） RPEL=G（EPEL，rPEL）（2）其中， EPEL=e（α1，…，αn）（3） rPEL=r（β1，…，βm）（4）所以 RPEL=G（e（α1，…，αn），r（β1，…，βm））（5）由此可見，MSH的信令子集決定了PEL的負載特性RPEL。換句話說，要使PEL具有不同的負載特性RPEL，僅需改變MSH中相對應(yīng)的子集即可。當PDS和PEL在ICU的控制下有序、按所需測試條件工作時，待測電池βi的端電壓、電流和溫度將以自己固有的特性發(fā)生相應(yīng)變化。即，這些相應(yīng)的變化反映了電池在特定測試條件下的固有特性。 I傳感器檢測出電池的電流信號，T傳感檢測出電池的溫度信號，數(shù)據(jù)采集單元DSU通過Vin+、Vin-對電池端電壓信號進行采樣，通過Iin+、Iin-對電池電流信號進行采樣，通過Tin+、Tin-對電池溫度信號進行采樣。圖為IDTB系統(tǒng)框圖。（王堯）