LIP20AP01用户手册.docx

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LIP20AP01用户手册

LIP-20AP01

锂离子电池化成系统

用

户

手

册

杭州杭可精密仪器有限公司

杭州可靠性仪器厂

2007年4月

目录

第一章概述……………………………………………….3

第二章系统描述

2.1总体描述…………………………………………………………………………….4

2.2系统工作电源……………………………………………………………………4

2.3控制管理单元……………………………………………………………………5

2.4驱动板………………………………………………………………………………5

2.5主控计算机………………………………………………………………………6

第三章性能指标…………………………………………6

3.1系统工作电源……………………………………………………………………6

3.2驱动测试单元……………………………………………………………………7

3.3控制管理单元…………………………………………………………………7

3.4主控计算机……………………………………………………………………7

3.5测试系统专用软件…………………………………………………………8

第四章系统安装…………………………………………8

4.1拆箱检查……………………………………………………………………………8

4.2安装定位……………………………………………………………………………8

4.3系统安装……………………………………………………………………………9

第五章使用条件…………………………………………9

第六章系统操作…………………………………………10

6.1准备工作………………………………………………………………………….10

6.2系统电源操作…………………………………………………………………...10

6.3微机操作……………………………………………………………………………10

6.4整机操作流程……………………………………………………………………11

第七章维护和保养……………………………………12

第1章概述

杭州可靠性仪器厂是国内主要的锂离子电池化成筛选测试设备研究、制造厂商；为我国的锂离子电池事业的发展作出了突出的贡献。

LIP-20AP01锂离子电池化成系统是我厂集十几年来在自动化控制、测量、精密加工以及计算机测控系统专用软件等领域的丰富经验，在研制生产小容量锂离子电池化成设备的基础上研制的大容量动力电池化成系统，在国内具有领先地位。

本系统的主要特点有以下几项：

（1）系统划分为96工位，每48个工位一个区，由上位机统一控制。

（2）每区48个电池共同使用同一测试流程。

整机共用两个统一的流程。

（3）充电电流为0.20A～20.00A可设置；放电电流为0.20～20.00A可设置。

充电电压为0V～5V可设置,放电电压为2.5V～5V可设置。

（4）设备采用纯硬件恒压恒流线路，具有高精度的测控性能。

（5）采用RS-422串行通讯接口连接PC工作站和设备控制系统。

（6）灵活的测试流程库编辑，测试流程最多可由255个循环，48步组成；

（7）恒流充电、恒流放电、恒压充电、休眠等工作方式可编程。

每步骤的结束条件在电流、电压、时间三者中任选。

（8）超容量保护，超时间限制保护，充电过压放电欠压保护。

（9）专用的测试系统软件，具有文件操作、动态实时检测、参数曲线绘制功能。

第二章系统描述

2.1总体描述

LIP-20AP01锂离子电池化成系统按照各功能单元划分，其基本内容包括以下几部份：

（1）系统工作电源

●充电功率电源

●系统工作电源

（2）驱动单元

●参数测量

●恒压恒流充电控制

●恒流放电控制

●功率驱动及接口

●夹具式电池夹具

（3）控制管理单元

●中央处理单元

●实时时钟和断电保护

●参数测量和存储器

●通讯接口

●基准及充放电状态控制

（4）主控计算机

●硬件基本配置

●系统控制软件

●通讯接口

2.2系统工作电源

系统工作电源放在整机下部，是本系统的重要组成部份；工作电源给设备内部的数字和模拟电路的工作供电，包括+5V/3A、+12V/3A、-12V/1A共三组。

充电电源采用7V/250A高效率大电流开关电源，每一台电源供12个工位充电时使用。

大功率的电源设置使每个工位的充电电压指标可以达到5V/20A。

整机配有8组充电电源

设备侧面板上安装有一个40A-3P的空气开关；当空气开关闭合时，设备的所有电源将被供电而启动；同时设备的冷却风机将开始工作，散发设备因充放电而产生的热量。

2.3控制管理单元（下位机）

系统的通讯网络是主从式的，主控计算机（上位机）对各个控制管理单元（下位机）进行发送和接收控制，当下位机接收到来自上位机对它的控制信息时，它就打开驱动器的发送控制信号，与上位机进行双向传输；反之，则它的发送驱动器是关闭的（不占用网络线），而每个下位机的接收芯片是永远打开的，这样的主从式系统可以有多个下位机组成。

监控程序将以上各种硬件设备组织起来，分配给测试电池作为工作资源；根据测试流程，检测数据不断地调整电池的状态。

2.4驱动单元

驱动单元的主要功能是接受控制管理单元的参数，控制电池的充放电电压和电流且上传电压/电流信号后传送给控制板单元进行测量。

它主要包括：

充放电电流/电压的基准信号提供、电参数测量、恒压/恒流充放电控制、充放电功率驱动和控制接口电路。

每个工位充放电控制主要由参数测控和状态控制组成。

每工位测控线路中的采样线路将被采样的电压/电流信号送到模拟信号开关，然后送给控制管理单元进行测量。

在这里，该驱动单元的本地信号地线和电压/电流信号一起送出，以提供给控制管理单元精确的信号。

每个工位的状态测控线路对于系统的控制管理单元都是可以寻址的，并且都有唯一的地址；控制管理单元将所有工位的地址建立在内存映象中，以便于整体控制的高速响应。

2.5主控计算机

LIP-20AP01锂离子电池化成系统采用PC机作为数据采集的工作站。

该工作站配置有一块专门的RS-422通讯卡，将其和设备的控制系统通过工作站的串行口连接起来。

使用者可以通过系统专用软件的各控制菜单，及其相应的分菜单实现对测试过程的控制和管理。

工作站的专用软件是在WINDOWS操作系统环境下运行的一个应用软件。

该软件具有标准的图形用户界面；多任务、多线程的运行特征，以及和硬件的相对独立性；是一个用户友好的、以鼠标定位为基础的应用程序。

由于计算机系统是主从方式工作的，所以它可以对几台设备进行集中管理，配合全双工RS422标准的高速远距通讯接口，适合于集散控制的电池测试网络系统。

第3章性能指标

3.1系统工作电源

1）测试功率电源：

7V/250A×8台。

2）系统工作电源：

5V/3A12/3A-12V/1A三路输出电源×1台。

3）供电特性：

三相四线制；交流380±38V；

4）频率：

50Hz±1Hz；最大输入功率：

15kW。

3.2驱动测试单元

1）恒流充电电流:

0.20A～20.00A；

电流测控精度：

≤20mA；

2）恒流放电电流:

0.20A～20.00A；

电流测控误差：

≤20mA；

3）充电电压范围:

2500mV～5000mV；

电压测控误差：

≤5mV；

4）放电电压范围:

2500mV～5000mV；

电压测控误差：

≤5mV；

5）充放电容量范围:

根据电池的不同，可由用户自行设定；

6）测试通道容量:

128工位（分两区48通道一个区）；

7）工作方式:

恒压\恒流\休眠；

3.3控制管理单元

1）具有与上位机通讯、数据采样和执行化成程序设定的功能；

2）具有驱动单元工作方式（充电\放电\休眠）控制接口；

3）具有数据内存；

4）每区48个电池共同使用同一测试流程，整机共2个独立的统一流程。

由上位机统一控制及统一显示工作状态；

5）通讯:

RS422全双工串行方式,57.6Kbps；

6）保护当前工作状态、数据，上电后继续执行的功能，保护

有效时间:

≥24小时。

3.4主控计算机

1）P41.8G或以上主机，256M内存,60G硬盘容量。

2）17”彩显，鼠标及WINDOWS98以上操作系统环境。

3）专用RS422全双工通讯卡。

4）通过标准打印机接口,可打印运行试验及分析采集数据。

3.5测试系统专用软件

测试系统专用软件具有以下功能：

1）计算测试电池充放电容量及能量参数；

2）可编辑测试流程的库文件：

255个测试循环次数，48个测试步骤，每步有恒流充电、恒压充电、恒流放电、休眠等四种属性可选；充电电流从0.20A～10.00A可设置；放电电流从0.20A～20.00A可设置。

充电电压从0V～4.50V可设置,放电电压由2.50V～4.50V可设置；

3）绘制每节电池测试过程的实时动态曲线，包括电压/时间曲线、电流/时间曲线、容量/时间曲线和能量/时间曲线、容量/电压曲线等；

4）流程发送功能；

5）实时采集测试数据；

6）时间校准、断电保护、测试暂停/恢复操作等功能；

7）管理测试数据文件、数据打印及支持网络设置功能；

第4章系统安装

4.1拆箱检查

当设备搬运到位进行开箱初验时，应首先进行以下几项工作：

1）对每个包装箱的内容，根据对应装箱单，记录缺少的部件。

2）检查各个部份有无明显缺损、松动或其它不正常现象。

3）用户代表应将上述检查结果作详细的记录,如有问题应

与销售代表、技术人员联系并采取相应措施。

4.2安装定位

为保证LIP-20AP01锂电池化成系统的正常使用，周围环境应清洁、整齐、有序，用户方应设置好

4.3系统安装。

4.3.1通讯卡线及程序安装

首先把设备安装定位好，连接好设备电源线（按照插头的相位进行连接），确信设备、计算机、显示器等处于关闭状态，连接好键盘线和鼠标线，然后进行安装。

1、把专用的通讯卡与计算机连接好（插在PCI插槽上），把电源一端连接到计算机电源插座，另一端连到接线板插座，接好计算机的安全地线。

2、把长通讯线连接在专用的通讯卡和设备的通讯插座之间，另外一条短的通讯线连在计算机串行口与专用的通讯卡之间，并将插头座的连接螺钉拧紧，保证系统的安全工作。

3、开启计算机，把随机配送的光盘放入光驱，打开光盘找到SETUP双击后按指示进行安装。

4.3.2系统上电和诊断

依次开启计算机电源和设备电源，运行系统软件进行通讯功能测试，进行断电保护，软件下方应显示通讯成功。

第5章使用条件

（1）环境温度：

23℃～35℃；

（2）相对湿度：

0%～75%；

（3）大气压强：

100kPa±10kPa；

（4）电源特性：

三相四线制交流市电；

电压：

380±38V；电网频率：

50Hz；

输入功率：

15kW

（5）设备周围无强电磁场干扰和腐蚀性气体侵蚀；

（6）应安装有良好的安全地线。

第6章系统操作

6.1准备工作

测试前应先设计好测试的循环步骤和每步骤的测试参数，包括测试的电流、电压、时间等参数，设计好的文件应存入专项目录，以便于使用和查找，操作编程人员也可以根据不同的测试工艺对测试程序进行修改，以满足各种测试的需要。

测试文件包括以下内容：

（1）确定每步骤恒流充电、恒流放电、恒压充电、休眠四种测试类型之一。

（2）每进程结束条件，包括电流、电压、时间，并确定相应的参数。

（3）对本文件的描述（包括文件名），其描述内容由设计者自行设计，不对测试过程产生影响。

（4）设置每循环的测试步骤和循环次数，保存流程。

6.2系统电源的操作

系统电源的总开关在设备左侧面板下方，整机工作时，电源开关应处于ON的位置，工作结束时，应处于OFF位置。

电源的启动：

开机时将空气开关拨至ON，关闭时将空气开关拨至OFF。

系统交流供电线，其进线要求见第五章使用条件的规定。

6.3微机操作

参见LIP-20AP01锂离子电池化成系统软件用户手册。

6.4整机操作流程

（1）检查通讯线是否已接上且是否松动，必须紧固。

（2）接上计算机和设备的交流电源。

（3）按正确的极性夹牢电池，电池要放稳。

（4）根据测试条件设计测试文件。

（5）合上设备总电源开关，开启微机电源开关，运行系统软件,进入测试编辑界面,将测试文件设计完，并经仔细检查后取文件名存入测试文件夹。

（6）发送自检流程，检测电池工位接触良好，发送测试流程，整机处于测试状态。

（7）启动回检按钮后，计算机处于自动检测状态，不断地从测试控制单元获取测试数据，以形成每节电池的特性曲线。

（8）测试结束后，整机处于休眠状态，计算机监测主界面电池状态栏显示停止。

第七章：

维护和保养

LIP-20AP01锂离子电池化成系统是专用的、精密复杂的机电设备，细心的维护和保养是该设备正常运行的保证，操作人员必须具备以下条件方可上岗操作：

（1）经过对系统操作的专业培训。

（2）熟悉系统的用户使用说明书。

（3）了解锂离子电池及其测试的一般知识。

（4）具有助理工程师或相当学历以上的人员。

系统的维护和保养应做到以下几点：

（1）保持设备的完整,不要把来历不明的软件或非正版软件装入计算机，以免破坏本系统程序及各种数据；

（2）不允许带电插拔各接口连接器及线路板等，以免发生短路或其它故障。

（3）锂离子电池安装时一定要注意电池夹具的极性和电池极性一致。

（4）定期对设备的所有功能进行检查，发生问题及时解决或同本厂销售人员联系。

（5）保持设备周围环境的清洁卫生，防止过多灰尘侵入，影响设备的工作。

（6）每次运行结束后，用柔软的布把设备内的污垢擦拭干净，不工作时，用干净的布盖好以防止灰尘和异物进入表面。

（7）系统操作人员应记录设备的运行情况。