[发明专利]一种锂电池精密负载电流发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种涉及锂电池检测技术领域，具体涉及一种锂电池精密负载电流发生器。

背景技术

随着工业生产以及人类生活对蓄能装置要求的提高，电池技术近年来有了突飞猛进的发 展，各种类型的蓄电池已经普遍应用在人们日常的生产生活实际中，人们对蓄电池的性能要 求也越来越高。目前发展较成熟且使用较多的蓄电池主要是铅酸电池、镍氢电池和锂离子电 池，在众多的电池种类中，锂离子电池凭其重量轻、体积小、寿命长、电压高和无污染等优 势逐步取代镍氢等电池，成为新一代的理想电源。生产生活应用中对锂电池有：高比能量， 高比功率；充电时间短、连续放电率高，自放电率低；安全可靠；寿命长、成本低等基本要求。

随着应用场合的增加，在实践过程中发现，锂电池输出特性受环境温度、充放电条件等 因素影响较大，尤其锂电池串并联成组后，单体之间的不一致性差异导致整组电池在循环次 数、输出功率等方面性能下降，性能指标上不仅不能与单体电池持平，甚至使用寿命也大大 缩短，严重影响了锂电池的开发和应用。对上述问题，必须对锂电池组进行出厂检验，并定 期对其性能进行检测，对单体电池进行严格的分选程序，将一致性较好的单体配组，这是组 装高性能电池组的关键环节。因此，对电池测试提出了更高的要求，而电池测试中单体锂电 池进行充放电电流测试对电池性能的检测尤为重要，但如何实现可控的高精度负载电流成为 锂电池充放电电流检测的关键问题，充放电过程中负载电流的测试精度对于锂电池的性能分 析至关重要。

对电流的准确检测不仅涉及性能的分析，还可及时预防电池充电电流过大、电流波动频 繁，以及出现短路等状况，因此，在充放电过程中电流的准确测试意义重大。

发明内容

本发明针对如何实现负载电流的精密测试提出了一种用于产生锂电池参数测试所需的精 密负载电流的发生器。

本发明采用如下技术方案：

一种锂电池精密负载电流发生器，包括恒流充放电的锂电池单元、数据采集单元、控制 执行单元、微处理器控制单元及PC机数据采集与分析单元，锂电池单元连接数据采集单元， 数据采集单元连接微处理器控制单元，微处理器控制单元通过控制执行单元连接锂电池单元 和数据采集单元，微处理器控制单元还通过通讯接口连接PC机数据采集与分析单元；

所述锂电池单元包括锂电池和电流取样电阻，通过测量电流取样电阻上的压降就能计算 出被测电流大小，进而反应锂电池的性能；所述取样电阻也可以换作霍尔电流传感器；

所述数据采集单元包括受控负载电流采集单元、电流反馈比较单元、电压检测单元，电 压检测单元实时监测锂电池单元的电压，受控负载电流采集单元通过对精密取样电阻压降的 采集实现负载电流的采集，并且由运算放大器构成加法运算电路实现微小电压值的放大处理， 电流反馈比较单元，将负载电流采集单元放大后的电压信号交给反馈回路，与给定电流信号 比较，比较结果用来控制锂电池单元实现负载电流的受控可调；

所述控制执行单元包括负载电流给定设置单元、调节器、功率放大单元，用于执行微处 理器控制单元的控制命令；

所述微处理器控制单元包括单片机，单片负责接收上位机的电流给定指令、充放电控制 指令，并且将采集到的数据上传到PC机进行分析，储存；

所述PC机数据采集与分析单元，通过通讯单元实现与微处理器控制单元的通信，利用 PC机进行单片机采集数据的分析。

优选地，所述负载电流给定设置单元连接微处理器控制单元，所述调整器是由运算放大 器组成的调整电路，所述功率放大单元包括功率放大器，功率放大器输出端连接有串联的二 极管，串联的二极管两端分别经MOS管连接锂电池单元。

优选地，所述MOS管包括一个PMOS场效应管和一个NMOS场效应管，两者构成电流充放 电驱动电路，锂电池单元在进行充放电时分别由两个MOS管对充放电信号进行响应，充放电 电流是单片机模数转换器输出的任意波形。

优选地，所述锂电池单元的输出端连接电流放大反馈单元，电流放大反馈单元的输入端 连接有基准电路，电流放大反馈单元的输出端连接分别连接微处理器控制单元和调节器。

优选地，所述基准电路包括精密基准源、调压电阻和运算放大器，调压电阻使基准电路 输出的基准电压受控可调。