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采用模塊化方法處理高精度、高電流電池測試設(shè)備

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:TI ? 作者:TI ? 2023-03-28 09:22 ? 次閱讀

近年來,鋰離子(Li-ion)電池的需求迅速增長,且似乎短期內(nèi)不會放緩。電動汽車和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等迅猛發(fā)展的行業(yè),正引領(lǐng)著鋰離子電池的使用。隨著這些需求的增加,業(yè)內(nèi)對高精度、高電流電池測試和化成設(shè)備的需求也在不斷提升。

每塊電池的性能和使用壽命均由化成過程確定,且電池測試和化成設(shè)備是為特定應(yīng)用而設(shè)計的。低電流設(shè)備使用帶集成開關(guān)場效應(yīng)晶體管(FET)的轉(zhuǎn)換器來充電和放電。中電流設(shè)備使用帶外部開關(guān)FET的單相控制器。高電流設(shè)備使用多相控制器,且隨著電流容量的增加,也會增加相數(shù)(以及組件的尺寸和成本)。

TI用于50A、100A和200A應(yīng)用的模塊化電池測試儀參考設(shè)計使用50A和100A電池測試設(shè)計的組合,創(chuàng)建了一個能夠達(dá)到200A最大充放電水平的模塊化版本,支持使用模塊化設(shè)計,以滿足不同級別的高電流電池測試儀的需求。模塊化設(shè)計提供了新的選擇,支持使用多個低電流電池測試儀通道進(jìn)行并聯(lián),以實現(xiàn)高電流應(yīng)用,從而提高靈活性并節(jié)省成本。

模塊化電池測試儀參考設(shè)計使用兩塊用于多相高精度0.5至100A電池化成的電池測試儀參考設(shè)計電路板(每塊板的最大電流為100 A),或四塊用于高電流應(yīng)用的電池測試儀參考設(shè)計電路板(每塊板的最大電流為50A),進(jìn)行并聯(lián)以達(dá)到最大電流200A,同時保持高精度。圖1展示了模塊化電池測試儀參考設(shè)計的靈活性——兩塊100A電路板進(jìn)行并聯(lián),可在不犧牲任何精度的情況下提供最大值為200A的電流。

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圖1:兩塊100A電路板并聯(lián)的電路板圖像

通過并聯(lián)使用,這兩塊根據(jù)電池化成電池測試儀參考設(shè)計而成的電路板可以保持電流和電壓控制精度為0.02%或更低。這些電路板在保持高精度水平的同時也將電流增加至200A。圖2展示了在整個200A范圍內(nèi)保持的電流控制精度水平。

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圖2:恒流降壓精度

校準(zhǔn)系統(tǒng)時,必須分別校準(zhǔn)每塊電路板。每塊電路板都有自身的控制環(huán)路,因而系統(tǒng)應(yīng)分別處理各個控制環(huán)路,以最大限度地提高其精度。圖3顯示了系統(tǒng)中使用的每塊電路板的校準(zhǔn)誤差。由于可以單獨或并聯(lián)使用每塊電路板,因此系統(tǒng)必須對電路板進(jìn)行單獨校準(zhǔn)。

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圖3:用于恒流校準(zhǔn)的兩塊電路板配置

用于50A、100A和200A應(yīng)用的模塊化電池測試儀顯示了高精度、高電流和靈活性,這些都是電池測試設(shè)備的關(guān)鍵考慮因素。通過這種設(shè)計,您可以投資于更低電流的電池測試設(shè)備,并能夠以并聯(lián)方式使用該設(shè)備,無需投資于不同電流水平的不同架構(gòu)。現(xiàn)在,您可以用測試設(shè)備來測試一系列的電流,無需使用不能用于低電流應(yīng)用的高電流設(shè)備或不能用于高電流應(yīng)用的低電流設(shè)備,提高靈活性并節(jié)省成本。

審核編輯:郭婷

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