技术文章

1、锂电池老化测试系统概述

客户要求：锂电池老化试验n路台架设备， 每路xV,yA直流源供电。可以实现每路不同的电压，电流可调。

响应方案：根据客户使用要求设计方案

直流电源组：该电源需将单相输入AC220交流输入电压变换成n路xV/yA/zW，对应型号输出可调可单路控制的直流电源组，电源高稳定性及高可靠性。通过软件来控制每路的不同电压电流输出。

每路产品接入CAN通讯实现独立检测记录信号响应。采集信号通上微机软件同步到PC上，实现在同一软件下，对每路电信号，CAN信号同时监控采集

2、锂电池老化测试系统设计依据

GB/T 6388运输包装收发货标记

GB/T 3873通信设备产品包装通用技术条件

GB/T 2423.2电工电子产品基本环境试验规程

GB6113 电磁干扰测量仪器

GB/T 2423.1电工电子产品基本环境试验规程

GB/T 17625.1-2003 电磁兼容限值谐波电流发射限值

GB l91包装储运图示标志

GB 4943-2001信息技术设备的安全

GB 6592 电子测量仪器误差的一般规定

3、锂电池老化测试系统主要技术指标

3.1  电气性能

  直流电源组

输入电压：AC 110V/220V±10%, 50/60Hz

输出电压：DC0~40V可调

过压保护 ：50V

过流保护 ：8A

输出电流：0~5A可调

涟波和噪声 ：≤bmVrms

负载效应 ：≤0.02%+5mV

电源效应 ：≤0.01%+3mV

设定精度 ：±(0.03% of reading + 10mV) (25±5℃)

温度系数 ：≤m0ppm/℃

设定分辨率 ：1mV

保护 ：过载保护，极性接反保护，过压保护，过流保护，过温度保护

绝缘度：底座与端子间≥20MΩ/500VDC，底座与交流电源线间≥30MΩ/500VDC

3.2  功能

直流电源组：

Ø  恒流、恒压两种输出状态，根据负载可自动切换操作与数字按键输入界面和高速调节旋钮。

Ø  内置蜂鸣器作为提示或警告。

Ø  支持多步序列功能，电源会根据时间或者触发来更改工作状态。

Ø  无极伺服，智能风扇。

Ø  电池曲线充电功能。

Ø  本地一键锁定功能，一键调用相应的电源输出参数及状态有效防止误操作。

Ø  远程感应补偿负载线线损。

Ø  可存储调用100组电压电流等数据，配合定时执行。

3.3  环境适应性

存储温度：-55℃～+70℃

工作温度：-10℃～+45℃

海拔高度：≤2000m 

4、电路设计框图

直流电源电路设计框图如下（具体以设计联络参数为最终依据）：

直流电源组工作原理

   交流单相220V输入，采用n路高性能、多功能FTL可编程直流电源模块接入交流母线，每一路电源模块直流输出n路xV/yA/zW可调，配置单独通讯接口，通过集线器和上位机组网运行。电源模块成熟稳定，并具有反极性、过载、过流、过压、过温等全面保护功能，上位机数据采集和存储，可远程导入监控中心完成数据分析，也可以自带数据分析软件在本地进行数据分析。

5、环境适应性设计

为满足产品实际使用条件，设计中所选用的元器件工作温度范围满足-20℃～+60℃，储存温度：-40℃～+85℃条件要求。

在器件选用时依据工作环境特性，进行了冗余考虑，留有一定的余量，满足环境特性要求。为满足振动、冲击要求，每个电源模块通过螺钉固定在电源外壳上。对于其它体积较大的元器件都进行了固化考虑。为满足防护盐雾、霉菌、湿度等方面的要求，在工艺方面将调试好的电路板进行“三防”处理；产品外壳方面采用喷漆处理，抗腐蚀，有效的解决防护方面的要求。

6、降额设计

面板配置测量表计采用触摸屏显示，设置精度和显示精度到0.0001，满足降额需求。

电源元器件的选择不超过供应商提供的规格书指标，实现全寿命工作，设计上降额使用并反复验证以提高产品可靠性。

7、结构设计

交直流电源设备柜体采用钢结构，立柱采用铝型材制造，柜体下部留有通风孔，可安装专用过滤器提高机柜的防护等级，结构整齐、简洁、美观、高档。柜子上部装设故障信号显示装置、按钮以及手动选择开关及进线电源选投开关等，安装高度及具体布置符合人体操作习惯。

直流电源组机箱外形参考尺寸（600*800*1400尺寸）以实际交货为准长宽面为正面操作面，如图所示：

8、安全性设计

8.1  柜体

公司的电源装置内部结构一目了然 ，整体布局美观大方，设备运行状况无需开启柜门便能查看，电源柜内所配置摆放规整，布局合理。承托板作绝缘及防腐处理, 柜内连接线布线合理、清晰、规整。柜体下部留有通风孔，可安装专用过滤器提高机柜的防护等级。各状态指示灯、显示屏、各模块运行参数等无需打开柜门及可直接查看，方便运维人员的日常维护工作。

电源柜结构的基本骨架为组合装配式结构，柜体外壳采用高质量的冷轧钢板，环氧树脂粉末静电喷涂，以保证其防腐蚀能力，喷涂层达到40微米，喷涂前应进行除油、除锈处理，柜体全部骨架、隔板及功能单元安装板敷铝锌板，柜体的金属结构件经过防腐处理。

进出线采用电缆出线，有足够的机械强度，以保证元件安装后及操作时无摇晃、不变形。电缆入口、盖板等在电缆正确安装好后，能够达到所规定的防触电措施和防护等级。电源柜的底板、框架和金属外壳等外露导体部件在电气上相互连接并连接到保护接地端子上，以便接到接地电极或外部保护导体上去。

8.2  端子

保护接地端子设置在容易接近之处，罩壳或任何其他可拆卸的部件移去时其位置仍能保证电气部分与接地极或保护导体之间的连接。

保护接地端子的标志能清楚而长期性地识别。

8.3  配线

我司提供的电源柜内的主母线为四母线，材料选用铜材料做成，其相对导电率大于99％。柜内母线和绝缘导线截面积的选择，除了能承截的电流和柜子所承受的动稳定要求和热稳定要求外，还满足敷设方法、绝缘类型以及所连接的元件种类等因素的要求，导线为阻燃型电线。柜内所有的绝缘导线为阻燃型耐热铜质多股绞线，柜内一般配线用1.5mm²以上的绝缘导线（电流回路为2.5mm²以上），可动部分的过渡柔软能承受住绕曲而不致疲劳损坏。绝缘导线的额定电压同相应电路的额定绝缘电压相一致，绝缘导线不支靠在不同电位的裸带电部件和带有尖角的边缘上，使用线夹固定在骨架或支架上或敷设在引线槽内。

8.4  防腐

我司提供的电源柜紧固连接，所有紧固件均经过防腐处理。柜体外壳采用高质量的冷轧钢板，采用环氧树脂粉末静电喷涂，以保证其防腐蚀能力，喷涂层大于40微米，喷涂前进行除油、除锈处理，柜体表面磷化处理且静电喷塑，柜的颜色在设计期间决定。

8.5  保护

我司提供的电源柜机箱输入端装有短路、过载、过压等保护装置，设备模块化设计，自带过流、过压、过温、短路等保护措施。

8.6  铭牌

我司提供的电源柜柜体的铭牌包括以下内容：制造商名称、商标、型号、设备名称、出厂序号、使用参数（额定电压、额定电流、额定动态稳定功率）、出厂日期等。

9、老化测试方案满足指标情况

经过设计，直流电源组主要性能满足情况见下表：

直流电源组主要性能满足情况见下表：

10、可维修性设计

费思电源设备设计只需最少的调整和预防性维护，以及运行维护。产品设计包括故障隔离及诊断措施以减少设备修复时间、维护材料和人工成本。

通过制定合理的维修/更换策略、在线维修措施及维修支持设备的最佳运用来减少停机时间，电子设备维修到板级。

具体措施如下：

1、主监控器定位故障到板级，柜内的器件发生故障时，会在主监控器产生监控告警，维护人员查看主监控的显示画面即可得知故障点位置。

2、 功率部件采用模块化设计方案，支持在线维护，更换模块时，无需对系统断电。

11、通用化和模块化设计

电源设备的扩展性方面具有以下几点优势：

1、扩容所需的工作量小，仅需变更模块功率或者数量实现，无需对原设备进行拆除。

2、工期短，不需要对现场设备进行大的改动，整个工程仅需数小时即可完成。

3、现场环境要求低，设备扩容无需增加占地空间——直接在原机柜机型扩容。

电源使用的电子元器件均为国内外正规厂家生产和采购的，并已经在其他的项目进行了大量的使用。在电源的生产过程中，严格按照公司质量体系文件进行，保证电源的可靠性和稳定性。电源的设计严格按照公司标准化要求执行且采用模块化设计方案，提高了电源的可靠性和维修性。

软件介绍：可实现具体功能如下：软件界面供参考，最终以交货实物为准

软件主要功能：

1，通过机联方式，实现工控机跨越控制每路的电压，电流输出。

2，记录每通道的通断时间，随时查看调用

3，可以设备每路电压,电流过保护以及通断时间    

12、设备安装布线：

   设备输出端采用1.5平方铜线布线，与仪器端用香蕉插头转接（客户仪器端接头需要自己提供）

13、系统组成配置表：