本實(shí)用新型涉及鋰電池測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于各種鋰電池的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、維修質(zhì)檢、拆解回收和利用過程的鋰電池功率特性的測(cè)試評(píng)估。

背景技術(shù)：
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目前，隨著不可再生能源的減少，以及各種電子設(shè)備的快速發(fā)展，對(duì)能源的要求越來越高，鋰電池由于生產(chǎn)成本低、能量密度高、重量輕、壽命長(zhǎng)、安全好等性能而被廣泛應(yīng)用，對(duì)電池的需求量越來越大，對(duì)電池的性能要求越來越高。鋰電池在使用一段時(shí)間后，性能都會(huì)發(fā)生變化，因此鋰電池功率特性的測(cè)量就顯得非常重要了。目前，在電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具等領(lǐng)域鋰電池的應(yīng)用都是多個(gè)電池構(gòu)成電池系統(tǒng)進(jìn)行工作。電池系統(tǒng)由多個(gè)電池模塊組成，電池模塊又由多個(gè)電池單體組成。因此電池的功率特性是描述鋰電池性能的重要參數(shù)?？傠娏鞯臏y(cè)量相對(duì)電池端電壓的測(cè)量要容易一些，目前主流的解決方案是通過各類傳感器直接進(jìn)行測(cè)量電流。對(duì)端電壓的測(cè)量，目前有電阻分壓法、浮動(dòng)地技術(shù)、直接采樣法、專用芯片測(cè)量等解決方案。這些測(cè)量方法存在測(cè)量精度低、電阻難匹配、成本造價(jià)高、漏電流等缺陷。本實(shí)用新型的目的就是可以快速準(zhǔn)確的測(cè)量鋰電池的功率特性，為判斷鋰電池的性能好壞以及回收和利用提供科學(xué)的測(cè)試數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是：提供一種鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，它可以較短的時(shí)間內(nèi)完成鋰電池的功率特性測(cè)試，通過給定鋰電池不同的激勵(lì)信號(hào)，根據(jù)其接受的變化量不同來判斷電池接收性能的好壞，測(cè)量精度高且成本造價(jià)低。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，由控制模塊、電源模塊、通訊模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和監(jiān)測(cè)模塊六部分構(gòu)成。

本實(shí)用新型的工作原理框圖如圖1所示，對(duì)于一個(gè)需要測(cè)試功率特性的被測(cè)電池，給定的電流脈沖信號(hào)變化，被測(cè)電池的電壓也將發(fā)生變化。將鋰電池A作為系統(tǒng)辨識(shí)的對(duì)象， I1-I16是給定的脈沖電流值，U1-U32是測(cè)量得到的電壓值，T是給定鋰電池A在脈沖信號(hào)電流I下持續(xù)的時(shí)間， T1-T17是給定鋰電池A電流脈沖信號(hào)的時(shí)刻，E1-E16是鋰電池A電壓值的變化量，P是表征鋰電池A功率特性的值。

將測(cè)量裝置電源模塊處于給電狀態(tài)，鋰電池A與測(cè)量裝置的監(jiān)測(cè)模塊相連接，監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)鋰電池A的電壓。T1時(shí)刻給定鋰電池A一個(gè)脈沖信號(hào)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)為T，T1+T時(shí)刻前一次采樣鋰電池A的電壓值是U1；T2時(shí)刻(即T1+T時(shí)刻)更改脈沖信號(hào)的大小，持續(xù)時(shí)間為T，T2時(shí)刻采樣鋰電池A的電壓值為U2，此時(shí)得到鋰電池A在兩個(gè)不同脈沖信號(hào)下的電壓變化E1=U2-U1。再給定鋰電池A不同的脈沖信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為T，重復(fù)上述步驟，鋰電池A的電壓分別為U3-U36，此時(shí)得到鋰電池A在兩個(gè)不同脈沖信號(hào)下的電壓變化值分別為E2-E16。根據(jù)得到的P值[（E1-E16）²+（E2-E15）²+（E3-E14）²+（E4-E13）²+（E5-E12）²+（E6-E11）²+（E7-E10）²+（E8-E9）²]^1/2趨近于零的程度來判斷鋰電池功率特性的好壞，測(cè)量過程結(jié)束。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，它包括控制模塊1、電源模塊2、通訊模塊3、顯示模塊4、存儲(chǔ)模塊5、監(jiān)測(cè)模塊6幾部分組成。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，電源模塊2用于給整個(gè)測(cè)量裝置提供電源，在芯片型號(hào)方面可以選擇DC/DC模塊HZD40-12D15、LNK304PN、LNK364PN、穩(wěn)壓電源模塊TPS76933或者DC/DC模塊LM2579等。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，通訊模塊3用于將上位機(jī)中的指令語言傳送到控制模塊1中，考慮了CAN總線傳輸、以太網(wǎng)傳輸以及串口通訊的傳輸方式等。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，顯示模塊4用于顯示采集到的數(shù)據(jù)值，形成對(duì)應(yīng)的特性曲線，綜合可以顯示曲線這一特性，在選擇方面，可以考慮臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、LED液晶顯示屏以及UM12864液晶顯示模塊等。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，存儲(chǔ)模塊5用于儲(chǔ)存采集到的數(shù)據(jù)，在市面上常用的帶有儲(chǔ)存功能的芯片有AT24C02、CFM100、MC9S12UF32和NandFlash存儲(chǔ)器K9F1208U0M等。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，監(jiān)測(cè)模塊6用于監(jiān)測(cè)在給定脈沖信號(hào)下電壓的值，作為整個(gè)測(cè)量裝置的核心模塊，可以采用LTC6803、LTC2943、DS2438、CS5460A、MCT002以及PMAC51X等。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，控制模塊1采用型號(hào)為ARM9處理器S3C2440來實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，電源模塊2采用DC/DC模塊HZD40-12D15來實(shí)現(xiàn)，為整個(gè)測(cè)量裝置提供電源。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，通訊模塊3采用RS-232串口通訊來實(shí)現(xiàn)，用來傳輸上位機(jī)給的指令。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，進(jìn)一步特征在于，通訊模塊3同時(shí)可以將監(jiān)測(cè)模塊6采集到的數(shù)據(jù)傳送到控制模塊1，再由控制模塊1傳輸給顯示模塊4。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，顯示模塊4采用筆記本電腦來實(shí)現(xiàn)，顯示采集到的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示出來。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，存儲(chǔ)模塊5采用NandFlash存儲(chǔ)器K9F1208U0M，存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)模塊6采集到的數(shù)據(jù)，以方便查歷史記錄。

本實(shí)用新型所述的鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，其特征在于，監(jiān)測(cè)模塊6采用智能電壓監(jiān)視芯片LTC6803來實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓值。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：徹底改變了傳統(tǒng)電池的功率測(cè)量需要較長(zhǎng)時(shí)間、測(cè)量精度高且造價(jià)成本高，不僅提高了電池功率測(cè)量的速度和準(zhǔn)確性，而且還可以根據(jù)功率特性判斷電池的性能好壞。

附圖說明：

圖1：本實(shí)用新型的原理框圖；

圖2：本實(shí)用新型的鋰電池A在放電和充電過程中的具體電流數(shù)據(jù)曲線圖；

圖3：本實(shí)用新型的鋰電池A在放電和充電過程中的具體電壓數(shù)據(jù)曲線圖；

其中：I1-I16給定的脈沖電流， U1-U32鋰電池A的響應(yīng)電壓， T1-T17為給定脈沖信號(hào)的時(shí)刻。

具體實(shí)施方式：

鋰電池放電和充電過程中的功率特性，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明:

控制模塊1采用型號(hào)為ARM9處理器S3C2440來實(shí)現(xiàn)。

電源模塊2采用DC/DC模塊HZD40-12D15來實(shí)現(xiàn)，為整個(gè)測(cè)量裝置提供3.3V電壓。

通訊模塊3采用RS-232串口通訊來實(shí)現(xiàn)，用來傳輸上位機(jī)給的指令，同時(shí)通過控制模塊1將監(jiān)測(cè)模塊6采集到的數(shù)據(jù)傳送到控制模塊1，再由控制模塊1傳輸給顯示模塊4。

顯示模塊4采用筆記本電腦顯示屏來實(shí)現(xiàn)，顯示采集到的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示出來。

存儲(chǔ)模塊5采用NandFlash存儲(chǔ)器K9F1208U0M來實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)模塊6采集到的數(shù)據(jù)，以方便查歷史記錄。

監(jiān)測(cè)模塊6采用電壓監(jiān)視芯片LTC6803來實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓值。

實(shí)施案例是采用ARM9處理器S3C2440實(shí)現(xiàn)鋰電池功率特性的測(cè)量裝置，DC/DC模塊HZD40-12D15通電后，上位機(jī)將控制指令通過RS-232發(fā)送到ARM9處理器S3C2440中，給定鋰電池A一個(gè)脈沖信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為10s，為了使選取的數(shù)據(jù)更精確，選用在電流變化一瞬間時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓值，即10秒時(shí)刻前一次電壓采樣的電壓值U1為2.810V，數(shù)據(jù)在NandFlash存儲(chǔ)器K9F1208U0M中儲(chǔ)存,同時(shí)在筆記本電腦顯示屏上可以看到放電和充電時(shí)的電流和電壓分別形成的兩條曲線如圖2、圖3所示。

更改脈沖信號(hào)的大小，持續(xù)時(shí)間為10s，10秒時(shí)刻的電壓值U2為2.855V，筆記本電腦顯示屏中對(duì)應(yīng)的特性曲線發(fā)生變化，此時(shí)，電壓的變化量E1為0.0458V。

再將鋰電池A給以不同的脈沖信號(hào)，重復(fù)上述步驟得到電壓的變化量0.0462V、0.0462V、0.0460V、0.0456V、0.0452V、0.0449V、0.0451V和0.0429V、0.0425V、0.0423V、0.0421V、0.0419V、0.0418V、0.0416V、0.0415V，同時(shí)在筆記本電腦顯示屏上可以看到放電和充電時(shí)的電流和電壓分別形成的兩條曲線如圖2、圖3所示，此時(shí)，得到 [（E1-E16）²+（E2-E15）²+（E3-E14）²+（E4-E13）²+（E5-E12）²+（E6-E11）²+（E7-E10）²+（E8-E9）²]^1/2的值為0.010348，記為P。

得到P值趨近于0，可以判斷鋰電池A功率特性較好。

圖2為鋰電池A在放電和充電過程中電流的變化曲線，圖3為鋰電池A在放電和充電過程中電壓的變化曲線。