高效节能 动力锂电池的检测及化成

　　式中：N1变压器高压侧匝数，N2变压器低压侧匝数，V400高压侧输入电压，D1开关管V5的输入脉冲占空比。

　　3.化成模块（双向DC/DC）控制策略

　　为了完成对锂电池的管理与监控，本设计的双向DC/DC变换器以MCU为核心控制器件。对各个开关管的控制、锂电池电流、电压，温度测量、上位机通信、电量计量等功能，硬件结构如图4所示。

　　控制电路采用电流闭环和电压限定控制方法，利用高精度霍尔电流传感器测量电池充电电流，与电流给定信号（CPU系统给出）一起经电流PI调节器和驱动电路，控制开关管导通与关断。由于PI调节器可以实现无差调节，从而实现电池充电电流的恒定。为防止锂电池充电可能出现的过充影响电池的性能，控制电路加入了电压限制环节，使得电压达到限制电压时减小充电电流。

　　四、集中式计算机控制系统

　　为了实现上位机与化成通道的实时通讯，两者通过CAN总线进行通信。

　　上位机采用了PC机，并配置了一块ISA结构的双端口CAN接口卡。选用PC机，有如下好处：PC机上面有多条扩展槽，利用局域网络通讯卡，使得该系统很容易与其他生产管理部门联网，便于统一调度和管理。另外，选用PC机还可以充分利用现有的软件工具和开发环境，方便快捷地设计功能丰富的软件。上位机的作用是：（1）将需要的各种参数发送给化成通道； （2）对化成的工作过程进行干预；（3）接收化成通道发回的工作状态数据；（4）如果工艺流程改变，把改变后的流程下载到化成通道；（5）实时显示化成曲线等。

　　五、结论

　　按本方案设计交付使用的电池化成系统，充放电电流100A，系统工作稳定，充电时整机效率92%，放电时整机效率90%.循环效率82.8%.按照常规的化成系统计算，充电效率为80%.放电为直接功率电阻耗能0%.综合效率为-125%.本系统比传统的化成系统节能727%.实际工作中释放的热量很少，大大的降低了车间的温度，改善了作业环境。并为企业节省了能源开支。整个化成过程中，可以做到对充放电电流、电池电压、电池内阻、电池温度、环境温度、充电/放电时间进行实时监控和自动控制，并可以绘制电流/电压的实时曲线和每节电池的柱状图等。由于本系统采用了软件集中式管理，大大降低了员工的作业强度，提高了对锂电池化成的效率。