锂离子电池综合测试系统研究
摘要:随着锂离子电池的应用越来越多，对锂离子电池产品的生产质量提出了更高的要求。同时，对锂离子电池检测系统也提出了更高的要求。本文重要介绍了一种基于单片机的锂离子电池综合测试系统。阐述了其工作原理。
关键词:锂离子电池;检测系统;单片机;采集电路
1.介绍
目前，在使用的各种电池中，锂离子电池是近几十年来发展起来的一种新型电源，具有高能量、无记忆、无污染等优点，已成为便携式设备的首选电源。自上世纪90年代日本索尼公司成功开发锂离子电池以来，锂离子电池一直是各国研发的重点。随着电子设备的飞速发展，对锂离子电池的需求也越来越大。对锂离子电池测试设备的需求也在上升。国内很多电池厂家都引进国外的电池检测设备，但是价格非常昂贵。国内检测设备的测量精度、系统稳定性、设备利用率和自动化程度都很低。
因此，开发出一套成本合理、能够满足大规模生产要的自动锂离子电池成型、测量、分选系统，是很多锂离子电池厂家所要的。
2.锂离子电池检测系统的总体设计
在电池充放电过程中，保证电流和电压控制在规定范围内的精度是系统的核心控制方法。系统采用恒流电压的方法，即不断检测各电池处于恒流充电状态下的电压。当充电电池的电压达到饱和值时，充电状态将从恒流充电状态自动进入恒压充电状态。在恒压充电状态下，保持恒压充电。当充电电流降至规定值时，恒压充电状态终止。设定最大恒压充电状态下的时间值，一旦改变恒压充电状态下的模式，假如充电时间过长，则会立即停止充电，这是锂离子电池安全充放电的保证。
系统采用模块化结构，使设备安装简单，易于维护。每个设备有512个检测点，分为8个部分，每个部分有64个检测点。在每个测点配置单一恒流源，实现单点独立控制和互不影响的系统。该系统采用DSP控制器作为主控制器，8位单片机作为子控制器进行控制，一个子控制器对一个部件进行控制。因此，将DSP、MCU和开关恒流源相结合，形成一个智能的锂离子电池综合测试系统。系统的结构框图如图1所示。重要成分是
2.1 上位机
上位机通过串行总线将数据发送给DSP主控制器，控制器控制系统的启动、停止、分类等信息，并实时接收主控制器的电池测试数据。执行数据显示并绘制图形。我们选择PC作为上位机。
2.2 主控制器
负责主控制器的整体操作，与上位机的通信，控制子控制器，数据采集，控制算法，LCD，键盘处理等。我们选择DSP作为主控制器来完成控制。
2.3 采集电路
DSP采用16通道模数转换器模块构成。系统采用控制器对电池(512段)的电压和电流进行采样，每个部分占用2个A/D采样通道。由于信号传输距离长，加上一些干扰等，使用电压传输会影响设备的测量精度。该系统的采样信号通过V/I和I/V转换信号进行传输。
