磷酸鋰鐵動(dòng)力電池測(cè)試儀功率模塊的設(shè)計(jì)

摘 要：介紹一個(gè)磷酸鋰鐵動(dòng)力電池測(cè)試儀的功率模塊的設(shè)計(jì)。闡述了功率模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程，不同測(cè)試條件下，對(duì)充、放電工作都進(jìn)行了詳細(xì)電路、功率和熱分析并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)際測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，功率模塊設(shè)計(jì)復(fù)用程度很高，可以按不同的測(cè)試要求靈活配置。

關(guān)鍵詞：磷酸鋰鐵動(dòng)力電池測(cè)試儀；功率模塊；設(shè)計(jì)

1 引言

自鋰離子電池問(wèn)世以來(lái)，圍繞它的研究、開(kāi)發(fā)工作一直不斷地進(jìn)行著，上世紀(jì)90年代末又開(kāi)發(fā)出鋰聚合物電池，2002年后則推出磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。

在對(duì)動(dòng)力電池的研究與使用中，測(cè)試是很重要的一環(huán)。對(duì)大功率動(dòng)力電池的測(cè)試則對(duì)測(cè)試設(shè)備提出的更高的要求。

本文針對(duì)大功率動(dòng)力電池的測(cè)試要求，設(shè)計(jì)了一款復(fù)用程度高，而且可以按不同的測(cè)試要求靈活配置的功率模塊。

2 設(shè)計(jì)描述

為達(dá)到在3V的輸入下達(dá)到120A的負(fù)載電流，R應(yīng)該為0.025歐姆，此時(shí)R的負(fù)荷功率為360W。考慮可以靈活裝配的功率電阻一般為50W，選用8個(gè)0.2歐姆50W電阻分兩路并聯(lián)，這樣每路在3V下的負(fù)載電流為60A，最大的總功率可以達(dá)到400W。Q的容量分析分兩部分，其一是在模塊最大電流點(diǎn)需要有通過(guò)120A的容量，其二是在模塊的半功率點(diǎn)Q的負(fù)載功率達(dá)到最大。兩點(diǎn)都需要通過(guò)才能滿足要求。根據(jù)前面設(shè)計(jì)，每路分配3個(gè)容量為120A，導(dǎo)通電阻為8毫歐的場(chǎng)效應(yīng)管IRF3205。導(dǎo)線的線損不能過(guò)大，否則系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)值，而且會(huì)使導(dǎo)線本身過(guò)分發(fā)熱。使用3*15銅排作為載流導(dǎo)線，載流面積為45平方，安全載流為185A。單個(gè)模塊發(fā)熱功率達(dá)到360W或更高，將電阻和場(chǎng)效應(yīng)管裝置在散熱器上，用風(fēng)扇主動(dòng)散熱。

3.3 功率分布分析

3.4 散熱設(shè)計(jì)

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)測(cè)表明，本文設(shè)計(jì)的功率模塊達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，10個(gè)樣品累計(jì)經(jīng)歷5000次電池測(cè)試周期后工作良好，無(wú)一出現(xiàn)工作異常。同時(shí)，由于機(jī)械設(shè)計(jì)合理安裝方便，可以靈活與控制器配置成各種不同的電池測(cè)試方案，很好地支撐動(dòng)力電池的測(cè)試和研究需求。

參考文獻(xiàn)

[1]葛新法.電子設(shè)備冷卻風(fēng)扇的選擇[J].聲學(xué)與電子工程，2004.

[2]D.S.Steinberg.電子設(shè)備冷卻技術(shù)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1980.

[3]呂光大.建筑電氣安裝工程圖集[M].北京：水利電力出版社， 1987.

作者簡(jiǎn)介：郭俊釗（1979～），男，廣東廣州人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)楣怆娮樱?jì)算機(jī)通信網(wǎng)等。