如何從源頭上控制鋰離子電池的準確性和安全性

在鋰離子電池的生產(chǎn)中，對電池容量和功能的評價是一個非常重要的環(huán)節(jié)。從低容量(10)重要用于手機、相機和混合動力汽車,媒介能力(10a-30a)用于電腦、電動摩托車和電動汽車,高容量鋰離子電池用于電動汽車(30-120a),無一例外,他們都是在出廠前要測試。

據(jù)ADI公司亞太精密儀器事業(yè)部系統(tǒng)應(yīng)用工程師李強介紹，目前業(yè)內(nèi)最普遍的做法是使用線性測試設(shè)備對小容量電池進行測試。雖然功率低、精度不高，但仍可承受。但是假如使用相同的測試設(shè)備進行大容量電池測試，則會在充電階段消耗大量電能，導(dǎo)致功耗低，關(guān)于設(shè)備硬件規(guī)劃會造成相當嚴重的熱問題。

因此,ADI在特殊設(shè)計的低、中、高容量鋰離子電池分RongHuaCheng設(shè)備提出AD8450/1精密模擬前端和控制器和ADP1972巴克/提高PWM控制器,放棄傳統(tǒng)的電池能量放電阻抗負載線性結(jié)構(gòu),進而利用PWM控制器電源電流,并引導(dǎo)他們回電網(wǎng)或其他電池,高效環(huán)保的目的。

試驗數(shù)據(jù)表明，充電模式下，當電壓為3.5v時，20A的功率值為88%，10A的功率值為90%。在放電模式下，電壓為3V時，20A的功率值為89%，10A的功率值為92%。除了電力，鋰離子電池公司更關(guān)心成本和可靠性。李強表示，市場上也有離散組件組合的鋰離子電池測試方法，可能會使用10多臺設(shè)備。ADI只使用了兩個芯片ad845/1和ADP1972，這兩個芯片高度集成，大大降低了規(guī)劃標準。此外，通過將開關(guān)頻率提高到300KHz，多通道的高精度DAC和ADC具有較低的協(xié)成本，以及通道間的相移同步來減少輸入濾波，降低了系統(tǒng)總成本。此外，ADI還為用戶供應(yīng)規(guī)劃和所有參考規(guī)劃，以最小化開發(fā)成本和規(guī)劃難度，縮短開發(fā)周期。

ADI處理方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如何跨多個通道共享DAC和ADC?

上圖包含兩個功能:一個是給電池充電，另一個是給電池放電，由ad845/1和ADP1972信號選擇。每個功能有兩種模式:恒流(CC)模式和恒壓(CV)模式。兩個DAC通道控制CC和CV設(shè)置點。CC設(shè)定值決定了充放電CC模式下回路電流的大小。CV設(shè)置點選擇環(huán)從CC到CV的電池電勢關(guān)于充電和放電功能都是相同的。

精密模擬前端和控制器ad845/1使用內(nèi)部差分放大器PGDA測量電池電壓，內(nèi)部外部放大器PGIA和外部分流電阻(RS)測量電池電流。然后通過內(nèi)部故障放大器和外部補償網(wǎng)絡(luò)(用于驗證環(huán)路功能是CC或CV)將電流和電壓與DAC設(shè)定值進行比較。該模塊完成后，故障放大器的輸出進入PWM控制器ADP1972，確定MOSFET功率電平的占空比。最終，電感和電容構(gòu)成了沒有任何缺陷的回路。由于ADP1972是一種降壓和升壓的PWM控制器，所以本節(jié)中的說明同時適用于充放電功能。

在這種情況下，ADC讀取回路電壓和電流，但它不是控制回路的一部分。掃描速率與控制回路的功能無關(guān)，因此ADC可以測量多通道系統(tǒng)中多通道的電流和電壓。DAC也是如此，所以您可以使用低成本的DAC來設(shè)置多個通道。此外，單個處理器只要控制CV和CC設(shè)置點、如何操作和做什么，就可以與多個通道交互。