摘要：于生产磷酸铁锂电池之际，工艺的运用会对电池使用性能直接施加影响，采用实时跟踪、采取及处理的办法，联合电池的充放电电压以及温度数值，能够把控该类电池的充放电特性，给电池使用方式的优化予以便利与参照。此文本经由剖析磷酸铁锂电池的性能测试方式，提出来有针对性地优化使用方针，致使电池带电时，能够确保电压数值处在稳定的放电范围之中，致使电池具备良好的温度特性 。

关键词：磷酸铁锂电池；性能测试；优化使用；电池内阻

引言：运行磷酸铁锂电池期间，它的能量比较偏高，具备充放电循环此特性。电力输出之际有稳定性，可达成大倍率放电成效，投入使用时有安全性，还能防止给环境带来污染。就电池的质量与工艺来讲，因存有较大差别，故而在性能方面存在不同。借助对电池性能予以测试，运用测试数据分析的办法，寻得有效的电池优化使用途径，从而促使电池使用率得以提高。

1.磷酸铁锂电池性能测试系统设计

1.1多通道电压采集

为让设备拥有优良的可扩展性，选用的是12位的AD7888，采取两片8通道的样式，致使芯片电压处在稳压情形下，数值维持在4.096V上下。A/D器件的理论精准度，能够实现0.001V。于单片机C程序里，运用误差处理的形式，每一个通道的采样次数，保持在100次左右，且及时去除异常值。在求取平均值之际，将精度把控于0.01V范围之内，运用SPI数据传输方式，并借助单片机的SPI功能把对A/D转换的控制予以加强掉，从而减少所占用的I/O口。

1.2通道温度采集

用到DS18B20温度传感器，去获取像这般几类参数，就是，电池正负极、室温、放电电阻。借助8个温度传感器，所预留的可扩展接口数量是4个。依靠CD4051八通道模拟开关芯片，在温度传感器接入之际，把它当作控制器，逐个选择接入的温度传感器，从而采集温度值。通过采用统一电压供电，让传感器性能保持稳定。

1.3继电器控制电路与硬件保护

在用的是车用12V/30A 属于BOSCH的继电器，处于电池充电这个过程当中，为了避免安全事故这一情况的发生呢，是需要添加电压比较器LM324 的，还有逻辑门电路74ls02 也要加入，以此来形成硬件保护电路。通过ULN2803 的驱动功能，让继电器能够顺利地实现开合动作。

1.4USB总线传输

操作CH340T芯片之际，开展辅助数据传输活计，相关设施两端分别同单片机串口以及上位机相连。于此情形下，同上位机数据通信时，需经由USB母口，且无需实行电平转换，具备优良的兼容性与扩展性。系统上电测试期间，芯片需跟电脑端维持同步，将其与串口相接之时，需串接具备一定阻值的电阻，以防遭受反馈电流的干扰。

2.程序设计与数据处理

2.1控制程序设计

在开展单片机控制程序的设置工作时，与上位机软件相适配的电池性能，要凸显该类性能自动化测试程序部分的关键功用。为确保测试跟控制操作的及时性，所有的程序设置都要做模块化处理，并且各模块之间要相互有关联。要是需要标志位置，就得进入处理程序，防止执行其他繁杂样式的程序，切实缩短程序代码执行的时间。经过提前扫描各个电压值以及温度值，在把它们上传到上位机软件里，从而达成实时监控的成效。上位机控制程序模块运行之际，为其供给判断情形，确保位置位标志具及时性。设置静置程序之时，于电池放电或充电完毕时，要等候电池可自行恢复。所设的空载程序，主要功用是针对上位机，给其传送标志位，令上位机联合电池，于处于空载时的两端电压状况，达成相应的记录事宜 。^[1]。

2.2上位机数据接收与存储

对于上位机软件部分，需要结合电池各点情况，以实时监控形式获得全面监控数据，根据下位机发送的信息与标志，及时处理传输过来的数据，所有数据应按既定格式存储于 Excel 表格中，给人工读取和数据处理环节提供便利。在数据持续传输的情况下，下位机以内定的格式，运用打包传输的办法，上位机依法定打包规格来开展解包工作，对那里面的电压予以分离，把温度数据也存到Excel表格里 。

2.3数据处理

就在最近一回的充放电标志那儿，于查询进程里，把结合标志之后的首个数据，要是碰到电路的干扰之时，就会出现不定的波动情形，并且数据之间的间隔是数秒。采用第2个数据跟第3个数据之间的均值，把它当作电压降数据，以此来保障数据的可靠性。通过选用类似的操作办法，在得出电流值的时候，再运用前期所记载的空载电压值，能够获取压差等数据，进一步计算出电池的内阻。

3.测试数据与优化使用

3.1测试平台

处于电池在实施充电这一环节期间，要运用直流电源去达成相关操作目标。并且，该直流电源在电流以及电压层面具备能够实现调控的特性。这里面，直流电源输出范围设定为0至5V变化区间、0至100A变化区间。当处于放电阶段时，我们得借助大功率电阻来达成对应任务要求的相关操作。而且，大功率电阻数量一共设置为4组就行。每一组里面大功率电阻的数量为2个。大功率电阻的阻值确定为0.5Ω，功率处于保持于大致25W的状态。我们把作为主要测试对象的目标设定为50A.H磷酸铁锂电池。

3.2数据一览

于Excel表格里记录所运用的数据，在对数据予以处理后，要保证数据有直观易懂的特性，能清晰看到基本参考数值，从而去确定电池的性能，比如：压降、充电时间、放电时间、电池内阻、充电容量、放电容量等等，经由对常规类型的数据做分析，确保实际所得到的性能参数拥有精确性 。

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3.3电池性能

就分析容量内阻数据，其之后，那是能够采用直观形式。这直观形式，可直接评判电池的好坏。当且仅当内阻数值相对较大的时候，容量是瞬时越大。于整合并运用容量数据之际，可以在不同的电流使用情况之下，对电池的充放电时间展开预估，由此进而选择最为适合的电池。依据电池的电压以及电流等数据予以跟踪，去分析电压与容量之间的关系，最终得出电池的最佳充放电区间，以此达到资源优化配置的目的。电流处于最小数值之际，磷酸铁锂电池的使用可达成理论层面的容量值。处于大倍率充放电情况下，磷酸铁锂电池里的锂离子，其运送速率比反应速率低，故而产生了容量衰减现象。此时锂离子粒径越小，便能够具备良好的倍率性能。

4.使用优化

通过挑选适宜的电池容量，于电池使用进程中，全面考量时间跟电流间的关系。在契合系统需求情形下，应运用不同种类的充放电关系。依据电池相关参数，对剩余容量SOC予以校正。于放电进程中，要测出AD电压值，且还得加上因内阻导致的降压等数据，所获取的电芯电压具备真实性。在处于各异的放电电流状况时，放电平台存在差异性，不过最终的电芯电压具备统一性。于充电期间，依据所测的AD电压数值，要减去因内阻致使的升压，以此保障电芯电压的真实性。于不同充电电流情形下，所获取的电压数值各不一样，当超过满SOC值对应的电芯电压时，电压的上升速率相对较快，实际的充入容量较少。要是电池长时间不取用，还得考量电池自放电等关键要素。于充电进程中，让电池电量处在最稳定的区间，能够有效防止电芯疲劳，确保电池的性能具备稳定性。

结束语：对于以单片机做基础的，所涉及的电池性能测试系统，通常运用直流放电法的压差拿来获取内阻。把电池在充放电时的电压温度变化情况，以实时跟踪的形式结合起来，借助对测试数据全面剖析，从而对电池性能给出确切测评。依托相关性能指标，联合不同类型的使用环境，对电池使用方式予以更进一步优化，以此推动电池使用率得以提升。