電池化成分容基準生成、數據回檢設備制造技術

本實用新型專利技術公開了一種電池化成分容基準生成、數據回檢設備，包括基本電路和采集電路，基本電路包括一級數模轉換器、二級數模轉換器、第一電阻、第二電阻和運算放大器；采集電路包括模數轉換器、多通道模擬開關及MCU處理器，電池通道分成多組，每組電池通道對應一套多通道模擬開關，各個電池通道通過一套多通道模擬開關與模數轉換器的相應的通道檢測端口電連接，模數轉換器的信號輸出端通過SPI總線與MCU處理器的信號輸入端電連接。本實用新型專利技術的有益效果是：方案硬件簡單，成本低廉，批量應用于單臺設備通道數較多的場合，在滿足客戶功能性能需求同時，可以極大降低成本。可以極大降低成本。可以極大降低成本。

【技術實現步驟摘要】
電池化成分容基準生成、數據回檢設備


[0001]本技術涉及電池生產
，尤其涉及一種電池化成分容基準生成、數據回檢設備。

技術介紹

[0002]在鋰電池電芯生產過程中，需要利用化成分容設備對鋰電池電芯進行化成分容處理。化成是指通過一定的充放電方式將其內部正負極物質激活，改善鋰電池的充放電性能及自放電、儲存等綜合性能的過程。分容是指對已經激活的電池進行充放電，并根據電芯容量的大小進行分類。作為化成分容檢測設備，尤其分容設備往往需要很高的控制和采集精度，行業普遍要求不低于萬分之五的電流電壓精度，同時為了提升生產效率，一臺設備往往一次化成分容電池多達400通道。為了滿足控制精度，目前行業對于輸出控制為每個通道設計16位的數模轉換器作為充放電控制器的電壓電流基準，對于終端采集，采用每個通道有效位數大于16位的模數轉換器。這不僅需要增加回檢所需的設備，而且高精度的數模轉換器和模數轉換器價格都比較昂貴，這使得整個電池化成分容基準生成及數據回檢的成本很高，不利于擴大生產。

技術實現思路

[0003]為了解決上述問題，本技術提出了一種低成本電池化成分容基準生成及數據回檢方法，采用一臺公共的一級12位數模轉換器和電池通道獨立的10位低精度二級數模轉換器相結合的方式提供控制基準，同時采用一臺高精度16位模數轉換器采集電壓電流數據，不同的電池通道采用模擬開關控制切換的方式，有效減少回檢設備數量、大大降低了設備的電氣成本。
[0004]本技術所述的一種電池化成分容基準生成、數據回檢設備，其特征在于：包括基本電路和采集電路，所述基本電路包括一級數模轉換器、二級數模轉換器、第一電阻、第二電阻和運算放大器，每個通道對應一個二級數模轉換器，且一級數模轉換器與運算放大器的反相輸入端電連接，二級數模轉換器與運算放大器的正相輸入端電連接，運算放大器的輸出端與充放電控制器的電壓輸入端電連接，運算放大器的輸出端輸出的控制基準電壓作為充放電控制器的基準電壓；所述采集電路包括模數轉換器、多通道模擬開關以及MCU處理器，模數轉換器為多通道模數轉換器，電池通道分成多組，每組電池通道對應一套多通道模擬開關，且每組的各個電池通道通過一套多通道模擬開關與模數轉換器的相應的通道檢測端口電連接，模數轉換器的信號輸出端通過SPI總線與MCU處理器的信號輸入端電連接。
[0005]優選的，所述一級數模轉換器為12位的一級數模轉換器；所述二級數模轉換器為10位的數模轉換器。
[0006]優選的，所述模數轉換器均為8通道的16位模數轉換器，所述模擬開關為8通道模擬開關。
[0007]本技術所述的電池化成分容基準生成及數據回檢方法，其特征在于，包括以
下步驟：
[0008]步驟1利用基本電路建立高精度電池化成分容的輸出基準，包括電流基準和電壓基準，其中控制基準電壓的計算公式為：
[0009]V＝α*V1
?
β*V2
????????????
(1)；
[0010]V為運算放大器的控制基準電壓；V1為一級數模轉換器的實際輸出電壓；V2為二級數模轉換器實際電壓輸出值；α為一級數模轉換器的放大倍數；β為二級數模轉換器放大倍數；
[0011]步驟2通過線性校準補償算法建立校準模型，并利用校準時刻的發送值、實際測量值、采集值計算獲得校準模型中的K、B其中K值為線性校準補償的比例系數，B為直流偏置，實現各個電池通道的獨立校準，為了進一步提高精度，將一級數模轉換器的量化誤差補償到二級數模轉換器中，以消除器件漂移或溫度漂移帶來的誤差，其校準模型的公式為：
[0012]V＝K(V1+V
M
?
V2)+B
?????
(2)；
[0013]V1＝V+V
M
??????????????
(3)
[0014][0015]式中，V系統校準后實際輸出的值，即期望得到的值；V1為一級數模轉換器的實際輸出電壓；V2為二級數模轉換器的實際電壓輸出值；V
M
為二級數模轉換器輸出的中值，用于實現電壓的正負偏置校準；K為無量綱，比例系數，其他單位為mV；
[0016]步驟3、采集各個電池通道的電池數據，并將電池數據傳輸至MCU處理器進行數值運算，其中采集各個電池通道的電池數據按照以下流程進行：
[0017](a)將N個電池通道分成多組；
[0018](b)利用采集電路中的模數轉換器采集第一組中各個電池通道的電池數據；
[0019](c)通過采集電路中的多通道模擬開關切換到下一組的各個電池通道，依次輪流完成所有電池通道的數據采集；
[0020](d)MCU處理器通過SPI總線讀取模數轉換器采集到的電池電壓電流數值。
[0021]優選的，步驟3中的模數轉換器為8通道的16位模數轉換器。
[0022]本技術的有益效果是：通過采用一臺12位的一級數模轉換器和一個10位的二級數模轉換器實現了高精度電池化成分容基準的建立，同時通過軟件線性校準補償算法實現了電池通道的獨立校準，對于電池采樣回檢通過多通道模擬開關切換的方式實現電池數據采集。此方案硬件簡單，成本低廉，批量應用于單臺設備通道數較多的場合，在滿足客戶功能性能需求同時，可以極大降低成本。
附圖說明
[0023]圖1是本技術的基本電路的示意圖。
[0024]圖2是本技術的采樣電路的示意圖。
具體實施方式
[0025]以下結合附圖對本技術實施例的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本技術實施例，并不用于限制本實
用新型實施例。
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0027]在本技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本技術的限制。
[0028]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本技術的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0029]在本技術中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.電池化成分容基準生成、數據回檢設備，其特征在于：包括基本電路和采集電路，所述基本電路包括一級數模轉換器、二級數模轉換器、第一電阻、第二電阻和運算放大器，每個通道對應一個二級數模轉換器，且一級數模轉換器與運算放大器的反相輸入端電連接，二級數模轉換器與運算放大器的正相輸入端電連接，運算放大器的輸出端與充放電控制器的電壓輸入端電連接，運算放大器的輸出端輸出的控制基準電壓作為充放電控制器的基準電壓；所述采集電路包括模數轉換器、多通道模擬開關以及MCU處理器，模數轉換器為多通道模數轉換器，電池通道分成多...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁偉森，趙群武，曹驥，曹政，
申請(專利權)人：浙江杭可科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：