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鋰離子電池分選的過程中應注重的要點


發(fā)布時間:2011-12-24 08:33:23  來源:鉅大電子鋰電事業(yè)部 點擊次數(shù):

        大規(guī)模鋰離子電池檢測分選系統(tǒng):采用三級計算機測控模式、模塊化結構,這種電池分選系統(tǒng)具有恒流恒壓充電、分段放電、自動報警等功能,能夠同時檢測分選數(shù)節(jié)電池?;膳c分選系統(tǒng)具有獨特的特性分選功能,分選出的鋰離子蓄電池無須其他檢測,即可直接用于組合電池,成品率接近100%,這樣既可保證產(chǎn)品質(zhì)量,又可大大節(jié)省人力物力。
 (1)檢測原理:
        鋰離子二次電池由于電壓高,要求恒流恒壓充電、分段放電,充放電過程中有較強的安全保護功能等特點,其檢測手段要比對其他二次電池如MH-Hi,Cd-NJ電池的檢測復雜,軟件及硬件的實現(xiàn)要更困難一些。
        鋰離子電池的檢測過程主要包括五個階段:恒流充電階段、恒壓充電階段、充放電間隔階段、放電階段及周期間隔階段等。在恒流充電階段,有充電峰值電壓限定恒流充電終點。當電池電壓達到上限4.1V或4.2V時,恒流充電階段即告結束,電池進行下一階段即恒壓充電階段。恒壓充電是指在保持電池兩端電壓不變的情況下對電池充電,在這一階段,充電電流以逐漸減小直至為零的方式將電池充滿。在充放電間隔階段,電池處于自放電狀態(tài)。放電階段是電池檢測和分選的關鍵階段,電池的容量就是在這一階段計算出來的,即通過放電電流與放電時間的乘積而得到的。這樣的周期可自動重復多次。
(2)系統(tǒng)硬件原理:
        電池架由二級計算機系統(tǒng)構成,即中間管理機和下位控制機。
        中間管理機采用SWD總線結構,主要包括CPU板、輸出板(DA轉換)、輸入板(AD轉換)、鍵盤顯示等部分。CPU板是管理機的中心,其功能是利用串行通訊實現(xiàn)與上位監(jiān)控計算機及下位控制機的數(shù)據(jù)交換,并管理STD總線上的其他功能板。輸出板實現(xiàn)8通道12位的數(shù)模轉換功能,并帶有光電隔離電路,用于給定的8個小模塊恒流源輸出的基準值。輸人板實現(xiàn)8通道12位的模數(shù)轉換功能,也帶有光電隔離電路,用于將8個小模塊的電壓采樣數(shù)據(jù)傳送到CPU板。鍵盤顯示實現(xiàn)用戶命令的輸人以及顯示輸出等。
        下位控制機由CPU板、恒壓源、恒流源及采樣板組成,是系統(tǒng)最基本的控制單元,主要完成恒流輸出、恒壓輸出、恒壓恒流轉換、充放電轉換,以及電壓巡回采樣等功能。系統(tǒng)采用的恒流源是線性恒流源,在恒流充放電時系統(tǒng)將]6節(jié)電池串聯(lián)起來為一組,使用同一個恒流源;恒壓源采用開關式穩(wěn)壓源,系統(tǒng)在恒壓充電時將16節(jié)電池并聯(lián)起來為一組,使用同一個恒壓源。
(3)軟件原理:
        上位監(jiān)控計算機軟件采用漢字提示下拉菜單方式。有系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計報表三大部分。系統(tǒng)管理包括參數(shù)設定、參數(shù)傳遞、反饋信息、查看情況、實時監(jiān)控等幾部分。主要是對系統(tǒng)檢測參數(shù)進行設置,實時監(jiān)控系統(tǒng)工作情況等。數(shù)據(jù)分析是在測試結束后,對所檢測到的數(shù)據(jù)進行分析,以曲線和圖形方式顯示檢測結果。用戶可在統(tǒng)計報表中打印輸出各種測試結果,并分選電池。上位監(jiān)控計算機與中間管理機進行通信的軟件被分離出來,作成TSR程序,過接管DOS中斷1ch,可以實現(xiàn)定時采樣(中斷1ch每秒中斷限2次)。做成TSR的好處是完全與前臺程序分開,沒有運行上的任何關聯(lián)。將這個TSR程序放人AUTOEX-EGBAT中,則計算機288鋰離子電池啟動時就會被加載。而計算機以后處于其他軟件環(huán)境下,也不會影響系統(tǒng)的采樣。
        中間管理機軟件采用MCS-5]匯編語言編制,其功能是對8個控制計算機進行管理,實現(xiàn)整個測試的過程控制,并通過串行通訊與上位監(jiān)控計算機及下位控制計算機的數(shù)據(jù)交換。
下位控制計算機根據(jù)中間管理機傳下來的指令控制采樣、恒流恒壓轉換及充放電轉換。
(4)特性分選法:
        本系統(tǒng)的主要功能及特色之一就是按鋰離子電池特性曲線分選鋰電池。按這種方法分選出的鋰離子電池,能夠保證各電池在容量、內(nèi)阻、自放電率、充放電電壓平臺、充放電過程中電池的表面溫度、充電終點的出現(xiàn)時間和壽命等多項指標上達到高度一致,克服了•僅按容量分選的缺陷,可以較好地提高組合電池的性能,使組合電池的合格率接近100%,容量提高5%一30%,壽命比僅按容量分選提高1倍以上。
(5)系統(tǒng)安全保護措施:
        系統(tǒng)采取了多重安全措施,如自動切除、聲音報警、自動停機等,以確保鋰離子電池在檢測分選及化成過程中不出現(xiàn)危險。在充藎:電過程中,有電壓的上限及下限的限定作用,能夠在幾秒鐘內(nèi)將到限的電池切除;如果由于電池本身原因或系統(tǒng)故障,造成電池在切除后電壓仍不能回到正常值,則系統(tǒng)自動發(fā)出報警聲,通知操作人塤采取措施;如果因操作人員不在或措施不得當,仍舊不能使系統(tǒng)及電池恢復正常,則系統(tǒng)將自動斷電停機。

 
 
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