一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，包括ARM處理器、存儲器、測量端和電壓補償輸出端，所述的ARM處理器分別與存儲器、測量端、電壓補償輸出端連接，所述的測量端分別與待測動力鋰離子電池、和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池連接，所述的電壓補償輸出端與待測動力鋰離子電池連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有操作方便、補償精確度高等優(yōu)點。
【專利說明】一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，尤其是涉及一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長，是一種理想電源。在實際使用中，為了獲得更高的放電電壓，一般將多個單體鋰離子電池串聯(lián)組成鋰離子電池組使用。在組成電池組之前，由于各個單體的特性都不盡相同，必須配組和分選。配組和分選的過程就是鋰離子電池化成的過程。通過對單體鋰離子電池充、放電測試獲得單體鋰離子電池的配組的相關(guān)信息，如單體充、放電容量、內(nèi)阻、充電截止電壓、放電截止電壓以及自放電率、循環(huán)次數(shù)等。廠家根據(jù)這些信息對數(shù)據(jù)相同的電池進行組合以便獲得良好的輸出特性。
[0003]由于系統(tǒng)接口的限制，沒法采用常規(guī)的四線制充電控制回路。本系統(tǒng)只能采用兩線制充電控制回路，這勢必帶來電池電壓測量的問題。也就是無法直接測量到電池兩端的真實電壓，我們測得電壓是接口兩端的電壓。考慮到當(dāng)有充電電流時，連接導(dǎo)線上必然會有一定的壓降，這個壓降視導(dǎo)線長度和流過的電流而定，在本系統(tǒng)，以最大電流3A來分析，如果單端導(dǎo)線長度是I米左右的0.線，那么它的壓降有60mV，整個回路有120mV左右壓降，這對于電池測量來說是不可接受的，必須對其進行補償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作方便、補償精確度高的智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，其特征在于，包括ARM處理器、存儲器、測量端和電壓補償輸出端，所述的ARM處理器分別與存儲器、測量端、電壓補償輸出端連接，所述的測量端分別與待測動力鋰離子電池、和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池連接，所述的電壓補償輸出端與待測動力鋰離子電池連接；
[0007]所述的存儲器中存儲有動力鋰離子電池各種狀態(tài)下的電壓補償校正值，所述的測量端測量待測動力鋰離子電池以及和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池的狀態(tài)信息，并將其輸出給ARM處理器，ARM處理器根據(jù)該狀態(tài)信息查找其對應(yīng)的電壓補償校正值，并將其輸出給電壓補償輸出端，電壓補償輸出端對待測動力鋰離子電池進行補償。
[0008]所述的存儲器為EEPR0M。
[0009]所述的動力鋰離子電池的狀態(tài)與電壓補償校正值之間的關(guān)系如下:
[0010]待測蓄電池的測量電壓為VI，相鄰的蓄電池的測量電壓分別為VO和V2為例，共有四種情況:
[0011](I)相鄰兩個電池V0，V2都均以恒定電流在充電運行，這時均會在Vl的正負兩端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同恒定電流充電運行，這時壓降相互抵消，不需要補償，即實際測量電壓BI =Vl ；
[0012](2)相鄰兩個電池V0，V2只有下端VO以恒定電流在充電運行，這時VO的充電電流會在Vl的負極端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同的恒定電流充電運行，這時壓降補償只需要補償正極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-正極端導(dǎo)線壓降；
[0013](3)相鄰兩個電V0，V2只有上端V2以恒定電流在充電運行，這時V2的充電電流會在Vl的正極端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同恒定電流充電運行，這時壓降補償只需要補償負極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-負極端導(dǎo)線壓降；
[0014](4)相鄰兩個電池V0，V2都沒有充電運行，這時V0，V2對Vl沒有影響，若Vl啟動以恒定電流充電運行，這時壓降補償需要補償正極端和負極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-正極端導(dǎo)線壓降-負極端導(dǎo)線壓降。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]1、操作方便，利用系統(tǒng)中EEPROM模塊，我們把需要補償?shù)膲航挡钪荡嫒隕EPROM，這樣一旦校正好系統(tǒng)，不再需要每次開機都要重新去測量校訂，只需要把以前校正好的存在EEPROM的電壓補償差值調(diào)入系統(tǒng)運行即可完成系統(tǒng)電壓補償運算。
[0017]2、補償精確度高，根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況，智能化的識別補償種類，實現(xiàn)電池電壓測量的精確補償。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的補償值計算過程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]實施例
[0022]如圖1所示，一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，包括ARM處理器1、存儲器2、測量端3和電壓補償輸出端4，所述的ARM處理器I分別與存儲器2、測量端3、電壓補償輸出端4連接，所述的測量端3分別與待測動力鋰離子電池5、和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池6連接，所述的電壓補償輸出端4與待測動力鋰離子電池5連接；
[0023]所述的存儲器中存儲有動力鋰離子電池各種狀態(tài)下的電壓補償校正值，所述的測量端測量待測動力鋰離子電池以及和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池的狀態(tài)信息，并將其輸出給ARM處理器，ARM處理器根據(jù)該狀態(tài)信息查找其對應(yīng)的電壓補償校正值，并將其輸出給電壓補償輸出端，電壓補償輸出端對待測動力鋰離子電池進行補償。
[0024]所述的存儲器為EEPR0M。
[0025]如圖2所示，兩線制法中，其實我們測量的電壓是V0(V1，V2)輸出端電壓，不是實際電池電壓，實際電池電壓等于V0(V1，V2)端電壓減去導(dǎo)線壓降電壓。測量電路的電池電壓補償算法也就是指補償導(dǎo)線壓降的這部分電壓的算法。但是實際系統(tǒng)中B0(B1，B2)電壓補償不僅僅取決于本節(jié)電池的工作情況，還取決于相鄰兩節(jié)電池的工作情況，補償過程需要分類實現(xiàn)。具體分類詳見如下:[0026]待測蓄電池的測量電壓為VI，相鄰的蓄電池的測量電壓分別為VO和V2為例，共有四種情況:
[0027](I)相鄰兩個電池V0，V2都均以恒定電流在充電運行，這時均會在Vl的正負兩端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同恒定電流充電運行，這時壓降相互抵消，不需要補償，即實際測量電壓BI =Vl ；
[0028](2)相鄰兩個電池V0，V2只有下端VO以恒定電流在充電運行，這時VO的充電電流會在Vl的負極端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同的恒定電流充電運行，這時壓降補償只需要補償正極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-正極端導(dǎo)線壓降；
[0029](3)相鄰兩個電V0，V2只有上端V2以恒定電流在充電運行，這時V2的充電電流會在Vl的正極端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同恒定電流充電運行，這時壓降補償只需要補償負極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-負極端導(dǎo)線壓降；
[0030](4)相鄰兩個電池V0，V2都沒有充電運行，這時V0，V2對Vl沒有影響，若Vl啟動以恒定電流充電運行，這時壓降補償需要補償正極端和負極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-正極端導(dǎo)線壓降-負極端導(dǎo)線壓降。
[0031]依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計可知，在設(shè)計主控系統(tǒng)時選用了 32BIT ARM CPU,該CPU有強大的計算功能，足夠滿足補償算法應(yīng)用。利用系統(tǒng)中EEPROM模塊，我們把需要補償?shù)膲航挡钪荡嫒隕EPROM,這樣一旦校正好系統(tǒng)，不再需要每次開機都要重新去測量校訂，只需要把以前校正好的存在EEPROM的電壓補償差值調(diào)入系統(tǒng)運行即可完成系統(tǒng)電壓補償運算。
[0032]因此在維護系統(tǒng)交付客戶前，多了一套工藝流程，出廠前需要對每套設(shè)備進行電壓補償校正，把補償校正值存入系統(tǒng)EEPR0M。軟件上根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況，智能化的識別補償種類，實現(xiàn)電池電壓測量的精確補償。
【權(quán)利要求】
1.一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，其特征在于，包括ARM處理器、存儲器、測量端和電壓補償輸出端，所述的ARM處理器分別與存儲器、測量端、電壓補償輸出端連接，所述的測量端分別與待測動力鋰離子電池、和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池連接，所述的電壓補償輸出端與待測動力鋰離子電池連接； 所述的存儲器中存儲有動力鋰離子電池各種狀態(tài)下的電壓補償校正值，所述的測量端測量待測動力鋰離子電池以及和待測動力鋰離子電池相鄰動力鋰離子電池的狀態(tài)信息，并將其輸出給ARM處理器，ARM處理器根據(jù)該狀態(tài)信息查找其對應(yīng)的電壓補償校正值，并將其輸出給電壓補償輸出端，電壓補償輸出端對待測動力鋰離子電池進行補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的存儲器為EEPROM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能補償兩線式動力鋰離子電池測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的動力鋰離子電池的狀態(tài)與電壓補償校正值之間的關(guān)系如下: 待測蓄電池的測量電壓為VI，相鄰的蓄電池的測量電壓分別為VO和V2為例，共有四種情況: (1)相鄰兩個電池V0，V2都均以恒定電流在充電運行，這時均會在Vl的正負兩端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同恒定電流充電運行，這時壓降相互抵消，不需要補償，即實際測量電壓BI = Vl ; (2)相鄰兩個電池V0，V2只有下端VO以恒定電流在充電運行，這時VO的充電電流會在Vl的負極端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同的恒定電流充電運行，這時壓降補償只需要補償正極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-正極端導(dǎo)線壓降； (3)相鄰兩個電V0，V2只有上端V2以恒定電流在充電運行，這時V2的充電電流會在Vl的正極端導(dǎo)線上造成壓降，若Vl也啟動以相同恒定電流充電運行，這時壓降補償只需要補償負極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI = Vl-負極端導(dǎo)線壓降； (4)相鄰兩個電池V0，V2都沒有充電運行，這時V0，V2對Vl沒有影響，若Vl啟動以恒定電流充電運行，這時壓降補償需要補償正極端和負極端導(dǎo)線壓降，即實際測量電壓BI =Vl-正極端導(dǎo)線壓降-負極端導(dǎo)線壓降。
【文檔編號】H01M10/42GK103837829SQ201210492164
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】杜宇中, 金杰 申請人:上海航天有線電廠