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1、電子負(fù)載在鋰離子電池測(cè)試系統(tǒng)中應(yīng)用摘要本文介紹了電子負(fù)載的基本工作原理，在鋰離子電池測(cè)試中，計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子負(fù)載結(jié)合，提高了測(cè)試的自動(dòng)化水平，提高了工作效率。介紹了能量反饋式電子負(fù)載的基本原理及其應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞電子負(fù)載；鋰離子電池；測(cè)試系統(tǒng)；能量反饋中圖分類號(hào)TM73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674-6708(2012)81-0140-02鋰離子電池是近年新興的一種二次電池，它具有容量大、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外紛紛開(kāi)展了其相關(guān)研究與生產(chǎn)工作，充放電性能的測(cè)試是研發(fā)生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，由于鋰離子電池的充放電過(guò)程比較復(fù)雜，比如要用到恒流模式、恒壓模式等
2、，傳統(tǒng)負(fù)載很難模擬這些過(guò)程。電子負(fù)載是一種新興的電子裝置，它不僅可以完美模擬恒壓模式、恒流模式、恒功率模式等，還具有調(diào)控方便，精度高和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)[1],同時(shí)易于與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了控制自動(dòng)化、數(shù)據(jù)處理數(shù)字化。因此它廣泛替代了傳統(tǒng)負(fù)載，在鋰離子電池電性能測(cè)試設(shè)備中得到了大量應(yīng)用。1電子負(fù)載工作原理電子負(fù)載通過(guò)控制功率MOSFET或晶體管的導(dǎo)通量(量占空比大小)，靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備，它能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出負(fù)載電壓，精確調(diào)整負(fù)載電流，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載短路，模擬負(fù)載感性阻性和容性。下以恒流模式介紹其工作原理：取樣電阻R3端電壓與給定基
3、準(zhǔn)電壓信號(hào)VREF輸入由op07構(gòu)成的反相接放大器，將其輸出端接入MOS管G極，構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋電路。當(dāng)R3端電壓大于VREF時(shí)-IN大于+IN,OP07減小輸出，MOS管導(dǎo)通能力下降，也就降了R3上的電流；R3端電壓小于VREF時(shí)-IN小于+IN,0P07增大輸出，MOS管導(dǎo)通能力增強(qiáng)，也就加大了R3上的電流。這樣電路最終維持在恒定的給值上，也就實(shí)現(xiàn)了恒流工作。如圖1所示：圖1恒流工作模式電路如要調(diào)節(jié)恒流值，可調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓信號(hào)VREF大小，采用電位器可手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流。如采用DAC輸入可實(shí)現(xiàn)數(shù)控恒流電子負(fù)載。電子負(fù)載還有恒阻模式、恒功率模式等，傳
4、統(tǒng)的電子負(fù)載均是以運(yùn)放模擬運(yùn)算電路位核心，經(jīng)適當(dāng)取樣、變換、比較、構(gòu)成的反饋電路系統(tǒng)。2電子負(fù)載在鋰離子電池測(cè)試中的應(yīng)用鋰離子電池電氣性能測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)多、精度要求高、測(cè)試周期長(zhǎng)，傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)試不能滿足實(shí)驗(yàn)室測(cè)試要求。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子負(fù)載的結(jié)合，特別是以Labview、LabWindows/CVI虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，使其精度、穩(wěn)定性、工作效率、自動(dòng)化水平有了質(zhì)的飛躍［2］。使其在鋰離子電池電氣性能測(cè)試中得到廣泛應(yīng)用。下面通過(guò)一則實(shí)例來(lái)介紹鋰離子電池測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成。工控機(jī)通過(guò)控制程控電源和電子負(fù)載，使其滿足側(cè)試條件，同時(shí)采用數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)對(duì)原
5、始數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)軟件濾波技術(shù)和數(shù)學(xué)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出測(cè)試結(jié)果。設(shè)計(jì)中運(yùn)用了LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)環(huán)境。典型的鋰離子電池自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)流程如圖2所示：圖2鋰離子電池測(cè)試系統(tǒng)流程圖工控機(jī)通過(guò)控制程控電源和電子負(fù)載達(dá)到充放電方式的設(shè)置，如先恒壓后恒流和先恒流后恒壓控制等。電池電流、電壓等參數(shù)通過(guò)放大調(diào)理電路，消除干擾。通過(guò)模數(shù)采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)輸入程控機(jī)中，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后屏幕顯示或打印出來(lái)。3新型電子負(fù)載的展望隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，低碳經(jīng)濟(jì)、節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境勢(shì)在必行。電源測(cè)試過(guò)程中大量電能被轉(zhuǎn)化為熱量逸散到環(huán)境中造成了熱污染，浪費(fèi)
6、了大量寶貴電能。能饋式電子負(fù)載是一種新興的裝置，它能將電能返回電網(wǎng)，節(jié)省了電能。它的一個(gè)典型控制流程圖下所示：圖3能饋電子負(fù)載控制流程圖系統(tǒng)由逆變、濾波、升壓、控制系統(tǒng)四部分組成，逆變電路采用三相PWM整流器(VSR—VoltageSourceRectifier)為核心的整流電路，使輸入電網(wǎng)的直流電轉(zhuǎn)換為正弦波交流電。LC濾波為高頻噪聲濾波器，用于濾去PWM整流電路的開(kāi)關(guān)噪聲。升壓電路將輸出交流電壓升髙，以便將能量入電網(wǎng)。控制系統(tǒng)對(duì)輸入電壓電流的采樣，通過(guò)同步鎖相電路使輸出電壓波形與電網(wǎng)保持同頻、同相，保證輸出電流與電網(wǎng)電壓反相，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的控
7、制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠［3］。4結(jié)論電子負(fù)載具有精確、穩(wěn)定、易于程控等特點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合后，極大地提高了自動(dòng)化水平，提高了工作效率，在鋰離子電池測(cè)試中得到了廣泛應(yīng)用，特別是能饋式電子負(fù)載，通過(guò)以三相PWM整流器為核心的轉(zhuǎn)換電路，將電池測(cè)試過(guò)程中大部分電能反饋到電網(wǎng)，為企業(yè)節(jié)省大量能源開(kāi)支,低碳環(huán)保。具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，極具發(fā)展前途。參考文獻(xiàn)［1］董潔?直流電子負(fù)載設(shè)計(jì)與制作［D］.安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)，2011,5.［2］伍文俊，趙耀旭.基于Labview的電力電子負(fù)載的動(dòng)態(tài)監(jiān)控?信息技術(shù)［J1.2006(3)：16-18.
8、⑶林舜臣.能饋式智能電子負(fù)載的研究四川建材[J1.2011(6)：134-135.
