Aplicación de estos métodos de carga y descarga de alto rendimiento en equipos de prueba de baterías

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Los equipos de detección de baterías son un equipo y una infraestructura esencial en la industria de fabricación de baterías. Con el uso de vehículos eléctricos y productos electrónicos de consumo portátiles, la demanda de baterías de iones de litio es nueva y la demanda de equipos de detección de baterías de iones de litio también está en camino. El equipo de detección de batería se utiliza para verificar el funcionamiento y el rendimiento de la batería antes de enviarla a los clientes.

Después de ensamblar la celda de batería o el paquete de baterías, cada unidad no tiene al menos un ciclo de carga o descarga completamente controlado para inicializar el dispositivo y convertirlo en un dispositivo de almacenamiento operativo normal. La función importante del dispositivo de detección de batería es detectar la capacidad de la batería, la eficiencia, la ampliación, el rendimiento a alta temperatura, el rendimiento a baja temperatura, el rendimiento de almacenamiento y la resistencia interna, etc. Y la eficiencia de conversión.

Sobre la función principal del equipo de detección de batería, existen dos métodos de procesamiento para la popularidad del mercado, y los métodos digitales implementados utilizando el DSP y el método de simulación utilizando dispositivos discretos. Ya sea que se trate del método DSP o del método discreto, tiene sus propias desventajas: la dificultad de desarrollo de software del método DSP es grande y el desarrollo de hardware es difícil, lo que da como resultado dos formas de diseñar el ciclo de diseño y el costo de desarrollo general es relativamente alto. Para ayudar a los fabricantes de equipos de detección de baterías a reducir el tiempo de investigación y desarrollo, el producto se puede lanzar rápidamente al mercado, y Ti ha lanzado recientemente dos métodos de procesamiento de carga y descarga de batería de alto rendimiento, alta integración y bajo costo, respectivamente, para potencia media (10 A a 200 A) y pequeña potencia (3 A ~ 6 A).

El primero es para potencia media, el diseño de referencia de Ti es la serie TIDA-01041x. La serie TIDA-01041X suministra 3 conjuntos de métodos para diferentes demandas de corriente, respectivamente, TIDA-01040 (0 ~ 100 A), TIDA-01042 (0 ~ 200 A), todos los métodos garantizan = 0,02 % de precisión de corriente de carga de recarga de monto total y = 0.

Precisión de voltaje de carga y descarga del 01%. Como se muestra en la siguiente figura, TIDA-01041X Todo el sistema es importante a partir de cuatro partes: el dispositivo central LM5170 (área azul) es responsable del paso de elevación de potencia, las funciones importantes incluyen solución multifásica, cambio de dirección, control de corriente máxima, inversión anti-electricidad, etc. El amplificador de instrumentos INA188 es responsable de la prueba de corriente constante del lado alto; LM6142 es responsable de la prueba de amplificación de voltaje; ADS131A04 (ADC de alta precisión de 24 bits) y DAC80004 (DAC de alta precisión de 16 bits) son responsables de la lectura en tiempo real y las configuraciones en tiempo real de los voltajes de corriente, pueden ser suministrados por la información de lectura y operación de la interfaz del gráfico superior de TI.

LM5170 es un producto estrella de Ti y también es el núcleo de todo el sistema. El controlador de semipuente dual 5AMOSFET integrado interno LM5170 puede suministrar una corriente de salida continua de hasta 100 A. Al mismo tiempo, un solo LM5170 puede admitir la intersección de doble fase, lo que puede reducir eficazmente el valor de inductancia, el valor de capacitancia y la ondulación del voltaje de entrada y salida.

Con respecto al uso de requisitos superiores a 100 A, el LM5170 admite múltiples fallas en paralelo para proporcionar mayores capacidades de corriente, y la siguiente figura muestra varios métodos paralelos de múltiples bloques. Además, en relación con el método DSP, el LM5170 es mucho más rápido debido al soporte simultáneo de pruebas de corriente pico y pruebas de corriente uniforme, y velocidades y velocidades. La forma de onda de la imagen inferior se basa en la placa de evaluación TIDA-01041 (100A): detección de salto de corriente de 100A a + 100A (esta forma de onda es una de las fases -25a ~ + 25a, suma de corriente de 4 fases: -100A ~ + 100A).

La señal azul es la dirección del pin DIR, el color rojo de la señal de referencia LM5170 Iseta, el amarillo es el voltaje de salida Vout, el verde es la corriente IOUT. De la siguiente figura, podemos ver que el LM5170 debería tener solo 400 s en condiciones de salto de corriente de -100 A a +100 A, muy por debajo del método DSP en las mismas condiciones de detección (generalmente por encima de los 5 ms). La aguja TI para la prueba de batería de pequeña potencia (= 6a) utiliza el método de bajo costo y alta precisión PMP15043.

Este método es importante para tres partes, el TPS61178 boost DC/DC es responsable de las partes de descarga, el TPS54821 buck DC/DC es responsable de la parte de carga, la prueba de corriente se realiza mediante el amplificador de medidor INA188, la prueba de voltaje se puede lograr mediante el juego de bajo costo TLV07. En la actualidad, el método de carga y descarga de batería de alta potencia (= 6 A) lo construyen actualmente los dispositivos, pero con los requisitos de precisión y confiabilidad del mercado, el método discreto está ganando cada vez más mercado. necesidad.

La aguja TI sobre equipos de prueba de baterías de pequeña potencia ha introducido el método de bajo costo y alta precisión PMP15043, que es muy bueno para manejar estos problemas. Como se muestra en la siguiente figura, el método PMP15043 tiene varias partes: TPS61178 boost DC/DC es responsable de las partes de descarga, TPS54821 buck DC/DC es responsable de la parte de carga, la prueba de corriente se logra mediante el amplificador de medidor INA188, la prueba de voltaje puede ser liberada por el amplificador operacional de bajo costo TLV07 se implementa. El TPS61178 y el TPS54821 integran MOSFET de potencia y circuitos de accionamiento, lo que simplifica enormemente el diseño de la parte de potencia, lo que puede reducir efectivamente el tiempo de depuración de los clientes en métodos discretos.

TPS61178 y TPS54821 son chips Boost y Buck muy comunes en el mercado, y el método general también es bastante competitivo. PMP15043 no solo es competitivo en costo de lista de materiales, sino que también tiene un rendimiento excelente. La siguiente imagen muestra la curva de precisión de la corriente de carga y descarga de PMP15043.

Se puede ver que la precisión se puede garantizar dentro de los 20.000 yuanes, lo que es ideal para probar baterías en términos de costo y rendimiento. En resumen, ya sea que se trate de escenarios de uso de energía medio-alto (= 10a) o de escenarios de uso de energía pequeño (6a), TI puede proporcionar el desempeño de costo más alto correspondiente. Vea la documentación de diseño específica y el informe de la sonda en el siguiente enlace.

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