采用模块化方法处理高精度、高电流电池测试设备

近年来,锂离子(Li-ion)电池的需求迅速增长,且似乎短期内不会放缓。电动汽车和电网基础设施等迅猛发展的行业,正引领着锂离子电池的使用。随着这些需求的增加,业内对高精度、高电流电池测试和化成设备的需求也在不断提升。

每块电池的性能和使用寿命均由化成过程确定,且电池测试和化成设备是为特定应用而设计的。低电流设备使用带集成开关场效应晶体管(FET)的转换器来充电和放电。中电流设备使用带外部开关FET的单相控制器。高电流设备使用多相控制器,且随着电流容量的增加,也会增加相数(以及组件的尺寸和成本)。

TI的用于50A、100A和200A应用的模块化电池测试仪参考设计使用50A和100A电池测试设计的组合,创建了一个能够达到200A最大充放电水平的模块化版本,支持使用模块化设计,以满足不同级别的高电流电池测试仪的需求。模块化设计提供了新的选择,支持使用多个低电流电池测试仪通道进行并联,以实现高电流应用,从而提高灵活性并节省成本。

模块化电池测试仪参考设计使用两块用于多相高精度0.5至100A电池化成的电池测试仪参考设计电路板(每块板的最大电流为100 A),或四块用于高电流应用的电池测试仪参考设计电路板(每块板的最大电流为50A),进行并联以达到最大电流200A,同时保持高精度。图1展示了模块化电池测试仪参考设计的灵活性——两块100A电路板进行并联,可在不牺牲任何精度的情况下提供最大值为200A的电流。

图1:两块100A电路板并联的电路板图像

通过并联使用,这两块根据电池化成电池测试仪参考设计而成的电路板可以保持电流和电压控制精度为0.02%或更低。这些电路板在保持高精度水平的同时也将电流增加至200A。图2展示了在整个200A范围内保持的电流控制精度水平。

图2:恒流降压精度

校准系统时,必须分别校准每块电路板。每块电路板都有自身的控制环路,因而系统应分别处理各个控制环路,以最大限度地提高其精度。图3显示了系统中使用的每块电路板的校准误差。由于可以单独或并联使用每块电路板,因此系统必须对电路板进行单独校准。

图3:用于恒流校准的两块电路板配置

用于50A、100A和200A应用的模块化电池测试仪显示了高精度、高电流和灵活性,这些都是电池测试设备的关键考虑因素。通过这种设计,您可以投资于更低电流的电池测试设备,并能够以并联方式使用该设备,无需投资于不同电流水平的不同架构。现在,您可以用测试设备来测试一系列的电流,无需使用不能用于低电流应用的高电流设备或不能用于高电流应用的低电流设备,提高灵活性并节省成本。

其他资源

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