【正文】 晶和單片機(jī)通訊連接線：選擇常用的 RS485 總線； 5） PC 機(jī) ： 普通的電腦即可； 6） PC 機(jī)和液晶通訊連接線：選擇網(wǎng)線； 7）路由器：路由器型號(hào)根據(jù)具體設(shè)備數(shù)選擇不同接口數(shù)目的路由器。 液晶 —— 它和兩百多個(gè)電池單元進(jìn)行通訊，監(jiān)控每個(gè)電池的運(yùn)行狀況，并且還 10 要設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)布程序?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)寫入 遠(yuǎn)端服務(wù)器。 在網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)中，結(jié)合具體的化成要求和實(shí)際操作的可行性，這里選擇客戶 /服務(wù)器 (C/S)模式 。 U S B 轉(zhuǎn) 4 8 5 圖 化成電源 監(jiān)控 系統(tǒng)架構(gòu)圖 下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心為液晶，一臺(tái)液晶和兩百多個(gè)電池單元構(gòu)成一個(gè)設(shè)備，由液晶監(jiān)控這個(gè)設(shè)備中的所有電池單元，通過(guò) RS485 通訊。監(jiān)控系統(tǒng)不僅需要知道具體是哪個(gè)設(shè)備哪個(gè)單元出現(xiàn)故障，還需要顯示具體故障信息是什么。 2）控制每個(gè)電池單元的運(yùn)行模式，以使其按照規(guī)定的步驟進(jìn)行化成。然后進(jìn)入下一個(gè)充放電循環(huán)直至化成結(jié)束 [2]。這層鈍化膜被稱為 “ 固體電解質(zhì)界面膜 ” ( solid electrolyte interface) ,簡(jiǎn)稱 SEI 膜，SEI 膜的好壞自接影響到電池的循環(huán)壽命、穩(wěn)定性、自放電性、安全性等電化學(xué)性能。在理論的基礎(chǔ)上，會(huì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)這兩塊電路的功能做進(jìn)一步的討論。系統(tǒng)可以對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，每個(gè)設(shè)備又是由兩百多個(gè)電池單元構(gòu)成。客戶 /服務(wù)器 (C/S)模式，多個(gè)客戶 端采集數(shù)據(jù)，用一個(gè)服務(wù)器充當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)；瀏覽器 /服務(wù)器 (B/S)模式，客戶端安裝瀏覽器，通過(guò)直接訪問(wèn)遠(yuǎn)端地址，來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。但由于微處理器的運(yùn)算速度的限制，在許多情況下，這種微處理器輔助的電路控制系統(tǒng)仍舊要大量用到運(yùn)算放大器等模擬控制元件。 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的結(jié)構(gòu)模式：有三種，客戶 /服務(wù)器 (C/S)模式；瀏覽器 /服務(wù)器 (B/S)模式；客戶 /服務(wù)器 /瀏覽器 (C/S/B)模式；本論文將選擇第一種。 LabVIEW—— 虛擬儀器的軟件選擇有多種，本論文選擇 LabVIEW 設(shè)計(jì)虛擬儀器VI。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。用戶可通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤或觸摸屏來(lái)操作虛擬面板，就如同使用一臺(tái)專用的測(cè)量?jī)x器一樣，實(shí)現(xiàn)需要的測(cè)量測(cè)試目的。 一個(gè)電池需要一個(gè)充電電源，如果每個(gè)電源都需要單獨(dú)的設(shè)立一個(gè)監(jiān)控器去監(jiān)控，那么將消耗大量的精力和物力，因此將多個(gè)獨(dú)立的充電系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，由一個(gè)液晶去控制，再將所有的液晶通過(guò)路由器和控制中心的 PC 機(jī)連接在一起，就可以完成對(duì)大批量的鋰電池化成的監(jiān)控。其中，鋰電池作為一種環(huán)保的蓄電池，廣泛得到采用，其工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車能源系統(tǒng)、航空航天電源系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)，移動(dòng)通信系統(tǒng)以及移動(dòng)終端設(shè)備中。 關(guān)鍵詞 ： 鋰電池；監(jiān)控系統(tǒng)；液晶；上位機(jī)； 界面 2 Monitoring System of Lithium Battery Power Supply Abstract： Now, with the rapid development of industrial batteries, the capacity of industrial mass production and the product quality of the battery has been proposed higher performance of monitor system of lithium battery power supply is directly related to the the technical specifications of the power and ability to work safely and reliably. Connecting The multiple independent charging system into the work, can be pleted on large quantities of lithium batteries into the monitor. Therefore, in the lithium battery production processing, digital, intelligent, workbased monitoring system is particularly important This paper is based on two interface development software, and upper and lower machine monitoring interface will be designed. Not only can achieve realtime monitoring sites, but also through remote monitoring work, which is plied with the direction of development of modern surveillance systems. In the wellknown monitoring systems function under the premise, the overall system design will be put forward, and system hardware and software design solutions will also be given. Paper mainly design sampling circuit and 485 munication circuit, ang will design LCD monitor interface under the MCGS configuration development environment. And we will also focus on the development of scripts. The paper also gives a detailed PC monitoring system design, and design PC interface for monitoring by using LabVIEW. Keywords: lithium battery； monitor system； LCD； PC； interface 3 1 前 言 研究課題的背景及意義 目前，隨著電池工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)電池產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)的能力及電池的產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求，二次電池的充放電技術(shù)是與電池相伴而生的，與二次電池的發(fā)展和應(yīng)用有著密切的關(guān)系。 本論文基于兩種界面開(kāi)發(fā)軟件，分別設(shè)計(jì)上位機(jī)和下位機(jī)的監(jiān)控界面。目 錄 中文摘要 ........................................................... 1 英文摘要 ........................................................... 2 1 前言 ............................................................ 3 研究課 題的背景及意義 ........................................ 3 鋰電池化成電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................ 3 本論文的主要工作和論文結(jié)構(gòu) .................................. 5 2 監(jiān)控系統(tǒng)的總體方 案設(shè)計(jì) .......................................... 6 鋰電池化成的概念 ............................................ 6 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 .......................................... 7 監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ........................................ 8 3 監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ........................................... 12 主電路的簡(jiǎn)單介紹 ........................................... 12 采樣電路設(shè)計(jì) ............................................... 14 485 通訊電路設(shè)計(jì) ............................................ 19 4 下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................. 21 下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能描述 ................................... 21 電池單元 與液晶的通訊 ....................................... 22 MCGS 嵌入式組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 ................................... 24 基于 MCGS 組態(tài)軟件的液晶監(jiān)控界面設(shè)計(jì) ....................... 25 基于 MCGS 的組態(tài)過(guò)程和腳本驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā) ....................... 32 5 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................. 34 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖 ....................................... 34 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能描述 ................................... 34 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)通訊 ................................... 36 LabVIEW 概述 .............................................. 37 基于 LabVIEW 的上位機(jī)界面設(shè)計(jì) .............................. 38 結(jié)論 .............................................................. 44 謝辭 .............................................................. 45 參考文獻(xiàn) .......................................................... 46 1 鋰電池化成電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要： 目前，隨著電池工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)電池產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)的能力及電池的產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求，電池化成監(jiān)控設(shè)備的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電源工作的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。不僅可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能 通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，符合現(xiàn)代化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。首先，一個(gè)性能可靠的電源是必不可少的，其次電池化成監(jiān)控設(shè)備的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到化成的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作，從而對(duì)電池的化成起著至關(guān)重要的作用。 在鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中，電池的化成工藝處理是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，鋰電池的化成參數(shù)一般經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和反復(fù)試驗(yàn)而得到。因此，在鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要。 計(jì)算機(jī)和儀器的結(jié)合有兩種方式：一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。虛擬儀器主要是指這種方式。 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器 —— 網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)相結(jié)合，將三大功能中的數(shù)據(jù)分析和處理、測(cè)量結(jié)果的顯示放到計(jì)算機(jī)上用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 鋰電池化成電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 1）就控制器這方面而言 —— 數(shù)字化：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，采用單片機(jī)或 DSP 等微處理器控制的智 能化成監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為主流。 5 2）就系統(tǒng)的通訊方式而言 —— 網(wǎng)絡(luò)化：目前大部分的組網(wǎng)采用 CAN 總線或RS485 總線的方式?？蛻?/服務(wù)器 /瀏覽器 (C/S/B)模式為前兩者的結(jié)合。系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)設(shè)備的每個(gè)電池單元實(shí)時(shí)測(cè)控，顯示化成過(guò)程中的運(yùn)行參數(shù)，電壓電流波形；可以對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警，顯示故障信息；同時(shí)液晶和 PC 機(jī)的監(jiān)控界面也是必不可少。 3）介紹下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，并在 MCGS 組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境中，設(shè)計(jì)出液晶監(jiān)控界面；并且還會(huì)重點(diǎn)討論腳本程序的開(kāi)發(fā)。 鋰電池化成的步驟： 1) 恒流充電：電池以恒流充電至截止電壓， 充電時(shí)間 T1（充電時(shí)間到 T1 結(jié)束恒流充電，進(jìn)入恒壓充電階段）。 鋰電池化成的第一步恒流充電和第二步恒壓充電如圖 所示 恒 流 恒 壓充 電 電 壓充 電 電