一种新型锂离子动力电池组测试系统的设计

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1、2013年4月第33卷第2期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementApr．，2013V01．33．No．2文章编号：1000—7202(2013)02—0060—04中图分类号：TM933文献标识码：A一种新型锂离子动力电池组测试系统的设计甘武1周志霞2张华锋1(1．中国船舶重工集团公司第712研究所，武汉430064；2．武汉工业职业技术学院，武汉430064)摘要锂离子动力电池组是电动汽车的关键部件。针对锂离子动力电池组的特点，设计开发了一种新型测试系统。该系统采

2、取了安全保护及数据保护措施，能够实现电池自动配组，测量准确度高。通过试验，证明了设计方法的可行性。关键词锂电池测试系统设计DesignofaTestingSystemfortheNewTypeLi-ionPowerAccumulatorBatteryGANWulZHOUZhi-xia2ZHANGHua-fen91(1．TheNo712ResearchInstitute，CSIC，Wuhan430064；2．WuhanCollegeofIndustfiMTechnologies，Wuhan430064)AbstractTheLi

3、-ionpowerbatteriesarethekeycomponentofEV．AnewtypeLi-ionbatteriestes·tingsystemisexpoundedinaimingatthecharacteristicsofLi—ionpowerbatteries．Thetestingsystemhasahighmeasurementaccuracy，safeandprotectionstepanddataprotectionareused，batterymatchingcanberealizedautomati

4、cally．Thefeasibilityofthedesigningmethodisprovedthroughtheexperiments．KeywordsLithiumbatteryTestingsystemDesign1引言发展电动车是解决能源危机和环境污染问题的有效手段。动力电池组(PowerAccumulatorBattery，简称PAB)是电动汽车的关键部件。大容量高功率锂离子蓄电池是电动车的理想储能电源。PAB由多节单体电池串并联构成，一般电压在300V以上，容量在100Ah以上⋯。PAB能否满足电动汽车在各种运行

5、情况下，如起动、爬坡、加速、快速充电等的使用要求，就需要对PAB的综合性能进行分析测收稿日期：2012—08—22作者简介：甘武(1978一)，男，硕士，工程师，主要研究方向：电气测试技术。试。与国外相比，国内锂离子电池测试系统在测量准确度、安全保护措施、数据保护、电池配组等方面有一定的差距，不能满足大容量高功率锂离子电池组测试的需要。针对电动车用锂离子电池组性能测试，设计了一种新型锂离子电池组测试系统(以下简称测试系统)。2系统组成测试系统主要由机柜、充放电模块和上位PC第2期一种新型锂离子动力电池组测试系统的设计·61·机

6、测试软件组成。测试系统用于对单体锂离子电池进行充放电和性能测试，通过监控软件对电池组测试数据进行分析处理和归档保存，由此完成电池性能评估和电池组性能优化配组。测试系统原理见图1。测试系统测试参数包括：充放电电流、电池温度、电池电压、充放电容量、充放电时间等。图1测试系统原理图2．1机柜测试系统的机柜由同样大小的3个柜体组成。每个柜内装有10个充放电模块，每个模块具有8路测试通道，可以分别对8个单体电池进行充放电。因此整个测试系统可以同时对240个单体电池进行充放电测试。每个模块由一个控制与检测单元接收上位机设置的各种运行参数，

7、而后以分时运行的方式对8个充放电及测试通道进行单独控制和数据采集、存储。各个模块以及每个模块的测试通道之间都是相对独立的，这种模块化设计既保证了系统的可靠性，维修非常方便。测试系统采用RS232C串口网络通讯。上位机与各个充放电模块以串联方式构成RS232C串口通讯网络，上位PC机通过串口按主从方式向充放电模块发送用户指令或读取测试数据。网络结构如图2所示。2．2充放电模块充放电模块是整个设备的核心。充放电模块可分为主回路与驱动单元、控制与检测单元和电源单元三部分。2．2．1主回路与驱动单元测试系统采用线性恒流恒压直流电源来进

8、行单体电池的充放电。如图3所示，在电池充电时，由数模转换器型。·。l型i型I。··}型池l。··：池I：池···：池I图2网络结构图图3测试通道主回路与驱动单元图DAC输出的电压值作为给定值，将充电电流采样或电池端电压采样的反馈值与给定值比较，通过误差运算放大器u，。来驱动三