平码五不中公式规律
  • / 11
  • 下载费用:30 金币  

一种提高电池测试通量的电路、装置及方法.pdf

关 键 ?#21097;?/dt>
一种 提高 电池 测试 通量 电路 装置 方法
  专利查询网所有?#35797;?#22343;是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

CN201610872897.6

申请日:

2016.09.30

公开号:

CN106483469A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 专利申请权的转移IPC(主分类):G01R 31/36登记生效日:20181214变更事项:申请人变更前权利人:成?#21152;?#35834;科技咨询有限公司变更后权利人:成都亦道科技合伙企业(有限合伙)变更事项:地址变更前权利人:611731 四川省成都市高新区(西区)合作路89号变更后权利人:610000 四川省成都市中国(四川)自由贸易试验区成都市天府新区天府大道南段2039号和美*海堂中?#27169;?#22825;府创客)16楼1609号|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/36申请日:20160930|||公开
IPC分类号: G01R31/36 主分类号: G01R31/36
申请人: 成?#21152;?#35834;科技咨询有限公司
发明人: 蒋琰
地址: 611731 四川省成都市高新区(西区)合作路89号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#36731;创知识产权代理有限公司 11212 代理人: 刘洵
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201610872897.6

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2019.01.04|||2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种提高电池测试通量的电路、装置及方法,该电路包括:供电模块分别与控制器、DC/DC电源转换器模块串联;控制器还与隔离模块、模拟数字转换器、跟随器依次串联;跟随器与多个电流检测放大器并联;电流检测放大器与多个电池样品阴极串联;DC/DC电源转换器模块与阳极板或阴极板相连。装置还包括:电池测试封装盒、对电极;方法步骤包括:控制器读取上实验设置参数,输出特征控制信号,传输给DC/DC电源转换器模块;调制为带有特征的激励信号;并?#26800;?#26045;加至各个电池材料样品转化成电化学响应信号;经由跟随器传输至模拟数字转换器,转化的数字信号,由所述的控制器逐一读取数据,记录实验数据。通过本发明提高了测量电池的速度,?#26723;?#20102;测量的成本。

权利要求书

1.一种提高电池测试通量的电路,其特征在于,该电路包括控制器、供电模块、DC/DC电
源转换器模块;所述供电模块分别与控制器、DC/DC电源转换器模块串联;所述控制器还依
次串联隔离模块、模拟数字转换器、跟随器;所述跟随器与多个电流检测放大器并联;所述
多个电流检测放大器通过金?#31181;附?#21475;与多个电池样品阴极或阳极连接;所述的DC/DC电源
转换器模块电池样品阴极连接;
所述控制器经由所述串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出特征控制信号,传输
给所述DC/DC电源转换器模块;所述DC/DC电源转换器模块接收到特征控制信号,将供电模
块提供的电压或电流调制根据接收到的特征控制信号,调制为带有特征的激励信号;所述
的带有特征的激励信号通过金?#31181;附?#21475;以及电路并?#26800;?#26045;加至各个电池材料样品;所述的
电池材料样品的电化学响应信号经由所述的跟随器传输至模拟数字转换器,转化后的数字
信号,经由所述的隔离模块传输至所述的控制器,并由所述的控制器逐一读取数据经串口
传输至上?#25442;?#35760;录实验数据。
2.根据权利要求1所述的一种提高电池测试通量的电路,其特征在于,该电路还包括:
基准电压模块,所述的基准电压模块与电流检测放大器相连,还与模拟数字转换器相连。
3.根据权利要求1所述的一种提高电池测试通量的电路,其特征在于,该电路还包括:
精密电阻,所述精密电阻通过金?#31181;附?#21475;与电池材料样品连接。
4.根据权利要求3所述的一种提高电池测试通量的电路,其特征在于,该电路还包括:
过流保护模块,所述过流保护模块一端与精密电阻串联,一?#31169;?#22320;。
5.一种提高电池测试通量的装置,其特征在于,该装置包括权利要求1至4中任一权利
要求所述的提高电池测试通量的电路,该装置还包括:电池测试封装盒、对电极;
所述电池测试封装盒,用于为电池测试提供无水无氧的安全环境,电池测试封装盒中
装有电解质溶?#28023;?br />
所述的对电极用于与电池样品形成化学电池回路;
所述的跟随器用于读取以及隔离前后的信号,便于采样信号的逐一通过,防止干扰。
6.一种提高电池测试通量的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
步骤S1,控制器经串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出特征控制信号,传输给
DC/DC电源转换器模块;
步骤S2,所述步骤S1中的DC/DC电源转换器模块接收到特征控制信号,将供电模块提供
的电压或电流根据接收到的特征控制信号,调制为带有特征的激励信号;
步骤S3,所述步骤S2中的激励信号通过金?#31181;附?#21475;,并?#26800;?#34987;施加至各个电池样品,使
得带有特征的激励信号转变成电化学响应信号;
步骤S4,控制器控制跟随器,逐一采样所述S3中各个电池样品在某一激励下的电化学
响应信号,该电化学响应信号经跟随器传输至模拟数字转换器,转化成数字信号;
步骤S5,所述步骤S4中的数字信号经隔离模块传输至所述的控制器;
步骤S6,所述控制器将数字信号传输至上?#25442;?#19978;?#25442;?#26681;据预设程序处理得到所需的
实验数据。
步骤S7,返回S1步骤,控制器根据上?#25442;?#36755;入的实验参数输出下一特征控制信号,重复
S2-S6步骤。
7.根据权利要求6所述的高通量电池测试的方法,其特征在于,所述的带有特征的激励
信号是恒流电源或恒压电源在控制器控制下,根据上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出的具
有特征波形的电压或电流信号。
8.根据权利要求6所述的高通量电池测试的方法,其特征在于,所述的电池材料样品,
包含有2个或2个以上电池材料样品,其还包含电极引线。

说明书

一种提高电池测试通量的电路、装置及方法

技术领域

本发明设计一种电池测试方法,尤其设计了一种提高电池测试通量的电路、装置
及方法。

背景技术

通量组合材料实验技术诞生于上世纪90年代中期,是一种材料科学研究方法的系
统工程,通过提高单次实验的通量,加快新材料研发速?#21097;?#20174;而弥补工业发展需求和先进材
料研发进展之间的鸿沟。经过十?#25913;?#30340;发展,高通量组合材料实验技术已广泛应用于储能
材料、相变材料、智能涂层材料等领域中,成功地促进了这些领域的快速发展。近期,将高通
量实验技术从基础材料研究延展至元器件研发,逐渐成为本领域工作人员公认的一种发展
趋势和努力方向。

目前,全球各国均希望通过能源结构调整应对?#35797;?#19982;环境危机。在此背景下,电化
学储能电池作为新能源体系中的一种关键元器件,引起了广泛的研究兴趣。用于评估电池
性能的电池测试装置是化学储能电池研究活动中不可或缺的重要工具。研究人员针?#28304;?#33021;
电池的研发需求,发展了一系列的高通量电化学研究工具。

现有的高通量电化学研究工具,一类如所发展的扫描电解液滴探针技术,能够以
较高的空间分辨率快速、自动化地分析大量样品的电化学特性,然而,这类基于微区三电极
的表征技术,其探针结构使得它们更适于材料样品的高通量或微区分析,难以在电池器件
形态下实?#21046;?#20214;或材料的高通量性能评估。

另一类如Wang等人所发展的多通道电池测试?#20302;常?#36890;过构建多组电池测试通道,
从而能够以电池器件为样品,在电池形态下并行评估大量样品的器件或材料性能。事实上,
Wang等人所发展的多通道电池测试?#20302;?#30340;设计思想与市场中的绝大多数商用多通道电池
测试产品的相同。这类产品的每一通道均是一套独立、完整的激励-测量?#20302;常?#34429;然较好地
照顾了各种研究活动的需求,但?#20302;?#25104;本极高,难以推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前难以在电池形态下评估分析大量样品的器件
或材料性能,同时过高的?#20302;?#25104;本,难以推广应用。

为解决上面的技术问题,本发明提供了一种提高电池测试通量的电路,在电池器
件中评估电极材料的工作电压、电极材料的电子、离子电导?#30465;?#30005;解质材料的稳定电压窗口
和离子导通?#23454;齲?#20197;并行激励、分时测量方式取代常规多通道电池测量?#20302;持?#30340;并行独立
测试通道,显著?#26723;拖低?#22797;杂度和成本。该电路包括:供电模块分别与控制器、DC/DC电源转
换器模块串联;所述控制器还与隔离模块、模拟数字转换器、跟随器依次串联;所述跟随器
与多个电流检测放大器并联;所述多个电流检测放大器通过金?#31181;附?#21475;与多个电池样品阴
极串联;所述的DC/DC电源转换器模块与阳极板或阴极板相连;

所述控制器经由所述串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出特征控制信号,
传输给所述DC/DC电源转换器模块;所述DC/DC电源转换器模块接收到特征控制信号,将供
电模块提供的电压或电流调制根据接收到的特征控制信号,调制为带有特征的激励信号;
所述的带有特征的激励信号通过金?#31181;附?#21475;以及电路并?#26800;?#26045;加至各个电池材料样品;所
述的电池材料样品的电化学响应信号经由所述的跟随器传输至模拟数字转换器,转化后的
数字信号,经由所述的隔离模块,并由所述的控制器逐一读取数据经串口传输至上?#25442;?#35760;
录实验数据。

进一步,该电路还包括:基准电压模块,所述的基准电压模块与电流检测放大器相
连,还与模拟数字转换器相连。

进一步,该电路还包括:精密电阻,所述精密电阻通过金?#31181;附?#21475;与电池材料样品
连接。

进一步,该电路还包括:过流保护模块,所述过流保护模块一端与精密电阻串联,
一?#31169;?#22320;。

有益效果:防止电路出现短路,烧坏电路的现象。

在上述技术方案的基础上,本发明还涉及一种提高电池测试通量的装置,该装置
还包括:电池测试封装盒、对电极;

所述电池测试封装盒,用于为电池测试提供无水无氧的安全环境,电池测试封装
盒中装有电解质溶?#28023;?br />

所述的对电极用于与电池样品形成化学电池回路;

所述的跟随器用于读取以及隔离前后的信号,便于采样信号的逐一通过,防止干
扰。

在上述技术方案的基础上,本发明还涉及一种提高电池测试通量的方法,该方法
的步骤如下:

步骤S1,控制器经串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出特征控制信号,传输
给DC/DC电源转换器模块;

步骤S2,所述步骤S1中的DC/DC电源转换器模块接收到特征控制信号,将供电模块
提供的电压或电流根据接收到的特征控制信号,调制为带有特征的激励信号;

步骤S3,所述步骤S2中的激励信号通过金?#31181;附?#21475;,并?#26800;?#34987;施加至各个电池样
品,使得带有特征的激励信号转变成电化学响应信号;

步骤S4,控制器控制跟随器,逐一采样所述S3中各个电池样品在某一激励下的电
化学响应信号,该电化学响应信号经跟随器传输至模拟数字转换器,转化成数字信号;

步骤S5,所述步骤S4中的数字信号经隔离模块传输至所述的控制器;

步骤S6,所述控制器将数字信号传输至上?#25442;?#19978;?#25442;?#26681;据预设程序处理得到所
需的实验数据。

步骤S7,返回S1步骤,控制器根据上?#25442;?#36755;入的实验参数输出下一特征控制信号,
重复S2-S6步骤。

进一步,所述的带有特征的激励信号是恒流电源或恒压电源在控制器控制下,根
据上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出的具有特征波形的电压或电流信号。

进一步,所述的电池材料样品,包含有2个或2个以上电池材料样品,其还包含电极
引线。

有益效果:样品对激励信号的电化学响应往往需数毫秒或数秒,因此每一激励信
号状态需维持数毫秒至数秒,而读取一条样品通路上的数据仅需数微秒,因而可在每一步
采用并行激励、分时测量的方案,即对各个样品并行施以分辨率极高的激励信号,并行激励
时,使用一个激励源即可,节省成本,对各个样?#20998;?#20010;扫描采样在分时测量时,使用一个测
量表头即可实现,节省成本,对长达数十小时甚至数十天的测试过程来说,在电池材料样品
对某一激励信号的电化学响应过程中,逐一读取上百条通路的响应信号,相当于同步完成
了所有样品的测试,同时在保证精度不变的情况下,整体上?#26723;?#20102;?#20302;?#30340;成本,提高了效
?#30465;?br />

附图说明

图1为本发明的电池测试电路图。

图2为本发明的电池测试装置图。

图3为本发明的电池测试方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并
非用于限定本发明的?#27573;А?br />

本发明所公开的一种提高电池测试通量的电路,如附图1所示,该电路包括如下:

供电模块分别与控制器、DC/DC电源转换器模块串联;所述控制器还与隔离模块、
模拟数字转换器、跟随器依次串联;所述跟随器与多个电流检测放大器并联;所述多个电流
检测放大器通过金?#31181;附?#21475;与多个电池样品阴极串联;所述的DC/DC电源转换器模块与阳
极板或阴极板相连;

所述控制器经由所述串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出特征控制信号,
传输给所述DC/DC电源转换器模块;所述DC/DC电源转换器模块接收到特征控制信号,将供
电模块提供的电压或电流调制根据接收到的特征控制信号,调制为带有特征的激励信号;
所述的带有特征的激励信号通过金?#31181;附?#21475;以及电路并?#26800;?#26045;加至各个电池材料样品;所
述的电池材料样品的电化学响应信号经由所述的跟随器传输至模拟数字转换器,转化后的
数字信号,经由所述的隔离模块,并由所述的控制器逐一读取数据经串口传输至上?#25442;?#35760;
录实验数据。

本发明所公开一种提高电池测试通量的装置,如附图2所示,该装置还包括:电池
测试封装盒、对电极;

所述电池测试封装盒,用于为电池测试提供无水无氧的安全环境,电池测试封装
盒中装有电解质溶?#28023;?br />

所述的对电极用于与电池样品形成化学电池回路;

所述的跟随器用于读取以及隔离前后的信号,便于采样信号的逐一通过,防止干
扰。

本发明所公开的一种提高电池测试通量的方法,如附图3所示,该方法步骤包括如
下:

步骤S1,控制器经串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,输出特征控制信号,传输
给DC/DC电源转换器模块;

步骤S2,所述步骤S1中的DC/DC电源转换器模块接收到特征控制信号,将供电模块
提供的电压或电流根据接收到的特征控制信号,调制为带有特征的激励信号;

步骤S3,所述步骤S2中的激励信号通过金?#31181;附?#21475;,并?#26800;?#34987;施加至各个电池样
品,使得带有特征的激励信号转变成电化学响应信号;

步骤S4,控制器控制跟随器,逐一采样所述S3中各个电池样品在某一激励下的电
化学响应信号,该电化学响应信号经跟随器传输至模拟数字转换器,转化成数字信号;

步骤S5,所述步骤S4中的数字信号经隔离模块传输至所述的控制器;

步骤S6,所述控制器将数字信号传输至上?#25442;?#19978;?#25442;?#26681;据预设程序处理得到所
需的实验数据。

步骤S7,返回S1步骤,控制器根据上?#25442;?#36755;入的实验参数输出下一特征控制信号,
重复S2-S6步骤。

实施例1

本发明可同时测量120组电池样品的C-V曲线,大大提高实验的效?#30465;?#20197;100的样品
的测试为例,原本需要数百小时完成的测量工作可在数小时内完成,实验效率提高2个数量
级别。目前使用120个电池样品是我们目前所使用的?#20302;?#30340;一个典型值,120以上或以下任
一数量的样品也可以测量,也可以表述为2个或2个以上的数量样品。

在基片上,集成多个待测试的电池材料样品或电池器件,每一电池器件/电池材料
样品均通过独立的路线与测试?#20302;?#30456;连接,可并行/同步进行测试表征。

实施例2

如图2所示用于电池测试电路图。具体说明如下:控制器、串口、供电模块、DC/DC模
块串联;所述控制器还与隔离模块、模拟数字转换器、跟随器依次串联;所述跟随器与每个
电流检测放大器并联;所述每个电流检测放大器通过金?#31181;附?#21475;与每个电池样品阴极串
联;所述的电流检测放大器与跟随器并联;所述的DC/DC模块与阳极板相连。

供电模块:本?#20302;?#37319;样220V交流供电,220V交流经过整流电路成为直流电源,然后
经过直流降压电路将电压转换为所需的电压值。

DC/DC:该模块主要讲供电部分输出的直流电压降压或升压为指定的正负电压值
并稳压。(可考虑使用线性稳压源或电源模块)

控制器:本?#20302;持?#25511;制器主要负责充放电开关的开启和关闭,接收和处理每路采
集回来的电流和电压值,控制与上?#25442;?#36890;信?#21462;?#35813;控制器可考虑采用STM32、DSP或FPGA。(根
据实际IO口的需求)

串口:主要负责于上?#25442;?#30340;通信。

芯片阵列:在阴极通过芯片阵列的形式经过金?#31181;?#36830;接到电路。

阳极板?#21512;低持?#30340;电池组检测采用并联的形式,阳极统一接在一块锂板上。

检流精密电阻:采用阻?#21040;?#23567;(1毫?#32442;?#24038;右)精度较高的电阻(千?#31181;?#19968;精度以
上)

电流检测放大器:检测精密电阻两端的微弱电压信号,接着内部放大该信号,然后
将电压传输?#26009;?#19968;级。需要配基准。

基准电压模块:为电流检测放大器和ADC提供基准电压

过流保护模块:在每路的检测都加入一个过流保护电路,形式多样,如加保险丝
?#21462;?br />

控制器经由串口读取上?#25442;?#36755;入的实验设置参数,根据实验程序的设计,输出特
定的电压或电流波形,传输给DC/DC模块。DC/DC模块根据所接收到的波形,将供电模块提供
的电压或电流调制为所需激励信号(某一电压值或电流值)。上述激励信号通过包含金?#31181;?br />的连同电路并?#26800;?#26045;加至各个样品。样品的电化学响应信号(一电压或电流值)经由跟随器
传输至ADC模块,转化为数字信号后,经由隔离模块(隔离模块用于防止前后两个信号相互
干扰),由控制器经串口传输至上?#25442;?#35760;录实验数据。

电路中的控制器可考虑采用STM32、DSP或FPGA;电路中采用高精度的DC/DC电源提
供所需要的正负电压来给样品组充电和放电;装置中利用MOSFET半导通时的阻抗特性来分
压,提供给样品特定的电压,其中可通过控制器来实现从-5V到0V和0V到5V的每0.2秒变化
5mV的电压提供给样品组;流过每组样品的电流采样,是采用高精度的精密电阻加电流检测
放大器的形式来实现的,其精度较高,电路结构较简单。电压采样,是采用精密电阻分压的
形式来实现的。所检测的电压和电流信号进过电流检测放大器放大,然后经过阻抗匹配电
路即跟随器传输给高精度的16位ADC(模拟信号转换器),高精度ADC将模拟信号转换为数字
信号,经过隔离后传输到控制器,控制器处理后最后经串口传输到上?#25442;?#36827;行显示。

在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。
而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的
方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同
实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和
原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护?#27573;?#20043;内。

关于本文
本文标题:一种提高电池测试通量的电路、装置及方法.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-5994645.html
关于我们 - 网站声明 - 网?#38236;?#22270; - ?#35797;?#22320;图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
平码五不中公式规律 浙江风采排列五走势图 山东11选5走势图表 辽宁11选5开奖直播 股票融资费用_杨方配资平台 甘肃11选5彩票走势图 手游棋牌游戏大厅 天天乐游戏大厅 福利彩票开奖结果 福利彩票中奖规则 11年双色球基本走势图