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電動(dòng)車(chē)電池綜合特性的智能檢測(cè)及測(cè)試技術(shù)

hzjheng.cn 來(lái)源：中國(guó)電動(dòng)車(chē)信息網(wǎng)　　　電動(dòng)車(chē)商情網(wǎng) 作者：俠名類(lèi)別：電動(dòng)車(chē)維修時(shí)間：2004-12-7

一、綜述由于各類(lèi)可充電電池是所服務(wù)設(shè)備的可重復(fù)使用的動(dòng)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(biāo)。因此，檢測(cè)和了解電池的實(shí)際性能對(duì)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(guò)程的特性。如有效容量、循環(huán)放電壽命、內(nèi)阻、動(dòng)力特性、一致特性、極化影響等。因此，要檢測(cè)充電電池的綜合性能，必須為待測(cè)電池提供模擬充、放電過(guò)程，并采集充、放電過(guò)程中待測(cè)電池的各種參數(shù)。而在充放電過(guò)程中，既有電壓控制、電流控制、時(shí)間控制，又有換相換流控制、溫度控制，同時(shí)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)要進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理，加之測(cè)量過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，短則數(shù)小時(shí)，長(zhǎng)則幾個(gè)月，用常規(guī)儀器或設(shè)備的人工測(cè)量方法工作量極大，幾乎無(wú)可能用于實(shí)際的例行檢測(cè)。本文將闡述電池綜合性能智能檢測(cè)與測(cè)試技術(shù)IDTB（Intellgent Detect &Testing for Batter）的原理和工作過(guò)程，進(jìn)而提出一種實(shí)現(xiàn)IDTB的技術(shù)方案，并舉例說(shuō)明IDTB的實(shí)際應(yīng)用方法和構(gòu)造多種用途的思路。二、檢測(cè)及測(cè)試原理由于電動(dòng)車(chē)上所用的電池或?yàn)槊饩S護(hù)型，或?yàn)檎w封裝型，因而無(wú)法對(duì)其內(nèi)部參量（如參比電位、電解液濃度、析氣率等）進(jìn)行測(cè)量。加之在電動(dòng)車(chē)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(cè)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(guò)程中的全程數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理，才能得到準(zhǔn)確、正確、符合實(shí)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(fù)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(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù) ●人機(jī)界面技術(shù) ●多模式顯示技術(shù) ●報(bào)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(yàn)或測(cè)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(guò)程切換條件、保護(hù)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(duì)應(yīng)的信令代碼，并通過(guò)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(guò)自身的UART接口收到MSH發(fā)送來(lái)的命令后，對(duì)其進(jìn)行譯碼，并生成相應(yīng)的控制時(shí)序、控制邏輯、控制代碼和參數(shù)代碼。接著ICU通過(guò)SBUS接口及總線對(duì)程控?cái)?shù)字電源PDS進(jìn)行設(shè)置和控制；通過(guò)ELBUS接口及總線對(duì)程控電子負(fù)載PEL進(jìn)行設(shè)置和控制；通過(guò)DBUS接口及總線對(duì)數(shù)據(jù)采集單元DSU進(jìn)行設(shè)置。 PDS在ICU的控制下自動(dòng)的為待測(cè)電池提供符合特定充電曲線要求的充電環(huán)境。從另一個(gè)角度而言，PDS就是一個(gè)智能動(dòng)態(tài)電源。 PDS在ICU的控制下具有動(dòng)態(tài)模擬負(fù)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?yàn)镻EL的負(fù)載特性RPEL為電動(dòng)勢(shì)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(jiàn)，MSH的信令子集決定了PEL的負(fù)載特性RPEL。換句話說(shuō)，要使PEL具有不同的負(fù)載特性RPEL，僅需改變MSH中相對(duì)應(yīng)的子集即可。當(dāng)PDS和PEL在ICU的控制下有序、按所需測(cè)試條件工作時(shí)，待測(cè)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(cè)試條件下的固有特性。 I傳感器檢測(cè)出電池的電流信號(hào)，T傳感檢測(cè)出電池的溫度信號(hào)，數(shù)據(jù)采集單元DSU通過(guò)Vin+、Vin-對(duì)電池端電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，通過(guò)Iin+、Iin-對(duì)電池電流信號(hào)進(jìn)行采樣，通過(guò)Tin+、Tin-對(duì)電池溫度信號(hào)進(jìn)行采樣。圖為IDTB系統(tǒng)框圖。（王堯）

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