前言
近年来，随着经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，自动机械和自动生产线作为先进的制造手段在机械行业中的地位日益壮大。多数机械制造厂为提高效益，逐步替代了过去的纯手动加工，实现了单机、成套设备乃至自动生产线的设计制造，并形成了一套完整的加工检测系统。
自动生产线按照产品的加工工艺过程而设计，自动机械连接工件送料装置、检测设备以及辅助机械等，具有独立控制及调节作用。在自动生产线上，毛坯或半成品上线后，以一定的节拍，按照指定的路线，完成各个工位的加工检测，最终得到相应合格的产品。自动生产线的控制一般采用气动控制与光电传感技术协调配合。光电器件将光信号转换为电信号，在对产品的特殊位置进行相关检测后，从而驱动设备的运转。生产线的执行机构在传感检测系统和电子信息处理系统的共同作用下，协调运动，从而按照预定的路线运动。其中，光电检测技术在自动机械和自动生产线中的应用十分广泛，如产品计数、光电定位、包装产品的充填高度选别、光电色质检测等。
高效率、高精度、高可靠性作为自动机械的优点在现代加工业中日益凸显。产品系列化、部件通用化、零件标准化的发展方向要求机械的设计制造周期缩短，便于组织专业化生产，这就要求在自动生产中实现高速化发展，不仅提高执行机构的运转速度，更要提高供料、输送以及辅助机构的运动速度，并达到平稳、低磨损、低能耗。
自动机械及生产线的快速发展及应用的同时，锂电池的需求量随着不同领域的扩展而不断增大。与此同时，锂电池相关部件的加工制造以及检测更需要实现高效自动化运转。本文围绕18650型锂电池盖帽厚度的自动化检测设备进行设计分析，主要讲述其检测原理。论文共分为四个章节：第一章为绪论阐述所选课题的背景；第二章针对测厚设备的方案进行选择对比；第三章分析设备的工作循环，绘制运动循环图；第四章为相关零部件的设计计算；第五章为PLC的设计。在本次设计中，各位老师和同学们给与了宝贵的指导意见，特此表示诚挚的感谢！
第一章概论
1.1课题背景
1.1.1锂电池的发展
锂电池以锂金属或其合金作为负极材料、使用非水电解质作为溶液的电池。早期，锂电池被应用于心脏起搏器中作为能源输出，其特点是自放电率低而且放电时电压平稳缓和。由于锂电池有高3.0伏的标称电压值，因而适合应用在集成电路中充当电源。锂电池的种类很多，应用广泛，其实用化程度可以普及至计算机、数码相机、笔记本电脑、电子手表等一系列产品。
随着科学技术的革命与发展，锂电池的重量、体积和厚度在向着“轻、小、薄”的方面发展，以满足当今人们的需求，与此同时，电子产品的无线化和可携带性更加推动着电池组件的优质化发展。二十世纪以来，微电子技术的发展，促使小型化的设备日益增多，而这，对电源的要求有了进一步的提高，锂电池的需求也在这个发展过程中日益加大。相关资料显示，2008年全球锂电池产量为27.8亿颗，产业规模多达71亿美元，截至2011年，锂电池年产量已达46.4亿颗，产业规模达到153亿美元。其中《2012年中国锂离子电池产业研究》显示，中国已成为除日本外最大的锂电池产销国，其规模可达397.8亿元。正是由于需求量巨大，多数电子产品制造商尤其是锂电池行业，不断增大自动化设备，改变原有的生产模式，自主开发制造，不断提高生产效率，完善质量体系，优化方案，最终形成特有的生产体制。
在倡导可持续发展，构建低碳环保型社会的今天，锂电池作为能量较高的储能元件并且具有环保性，其发展前景相当可观。2012年4月18日，国务院讨论通过了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》，明确提出以纯电力驱动为汽车工业转型的战略导向，而这无疑是对锂电池作为优质能源，推动改革的良好趋势。
1.1.2锂电池的特点
锂离子电池主要优点表现在：1.具有较高的比能量，储能量较大；2.额定的电压输出，适合于在集成电路中充当优质能源；3.自放电率低，保持电池自身能量不外泄；4.重量轻，便于携带，适应当今电子产品的发展；
5.绿色环保，不产生重金属污染，无有害物质等。
锂电池也存在其自身的不足：1.安全性差，可能发生爆炸等危险状况；
2.电池需要一定的保护线路，电池过充或放电过度都会对其造成影响；
3.生产成本大，要求的条件高等。
基于锂电池的以上特点，在电池的生产过程中，应注意安全操作，严格按照生产章程，并确保各项检测环节的有效性及实际性。
1.1.3锂电池生产线
由于需求量的加大，锂电池生产制造及检测环节已由原有的手工制作以及半自动化生产转型为自动生产，应用先进的科学技术和现代企业管理决策，简化了生产布局，改善劳动条件，促进了锂电池加工业实现了现代化生产制造，极大推进了其可供应程度，基本满足了企业对锂电池的需求。锂电池生产线可以表示为图1-1：
图1-1 锂电池生产线略图
1.2锂电池盖帽厚度的自动化检测设备
锂电池盖帽作为锂电池的一个重要部件，其厚度检测环节是生产线中的一个重要环节。由于锂电池使用不当会造成爆炸，盖帽是锂电池防爆的重要部件。盖帽的厚度过高，极可能使得电池不能准确安装，发生爆照。
锂电池盖帽厚度自动检测设备附属于整个电池生产线之列，是PLC和机械融合为一体综合运用机电一体化技术的重要设备。在检测过程中，传感器检测到锂电池盖帽厚度（4.5 0.15mm），数据经过微处理器计算，控制气缸等执行机构运动，筛选出不合格产品。在设计中应用多数非标零件，设计机械，形成独立的生产线系统。
1.2.1课题研究的内容
锂电池盖帽厚度的自动化检测设备需要保证生产中各个工序间的协调配合，
因此应充分把握总体生产线的而设计原理，分析了解各元件的选择设计及运动执行状况，对于PLC、夹具设计以及传动装置的应用和控制，应作出合理的规划和分析，尤其是各工位时间的选择、强度计算、气缸的行程和夹持力、材料的力学特性等。锂电池盖帽自送料、定位、检测、分类各个环节都必须严格规范，确切保证尺寸要求。
1.2.2课题研究的目的及意义
本次设计主要为了巩固所学知识，将机械和电子知识融合，对于机械传动、气动控制、电力拖动以及PLC控制等相关知识做到有机结合，设计中三维建模。应用Pro/e、Auto-cad等软件，提高计算机绘图能力。对于自动生产线的设计，帮助我们了解自动生产的基本结构，提高生产的自动化程度，减少劳动强度，使生产向集约型发展，充分增加效益，提高企业的综合竞争力。与此同时，锂电池以及类似相关类设计也将会对我们今后从事机械类工作有很大帮助。
第二章方案的选择
2.1锂电池盖帽
2.1.2锂电池盖帽基本参数
所测产品为18650锂电盖帽（如图2-1、2-2所示），该锂电池盖帽生产批量大。由于测厚技术的发展，对于电池盖帽的厚度，可以采取接触式连续测量装置。
图2-1 锂电池盖帽三维图图2-2锂电池盖帽二维参数图
2.1.2设备的生产率
生产任务为每班大于生产30000件左右，根据步进电机的调速控制以及PLC 程序等的控制，合理规划，可完成相应任务。
2.2锂电池盖帽厚度检测设备的基本组成
锂电池盖帽厚度检测装置应具有以下的功能：1）能够对锂电池盖帽完成排序、转向、定位等功能，并对电池盖帽的再传送过程中的位置做到初步预测，保证其在传送过程中各机械结构的协调；2）能够准确测量电池盖帽的厚度，并记录有关数据，达到数字化监测及识别功能；3）剔除不合格产品，对合格产品及不合格产品做到准确分类。
基于自动检测设备的以上要求，故可分为：驱动系统、传动系统、检测执行系统和控制系统以及辅助机构。
2.2.1传动装置的选择
根据锂电池盖帽的参数及尺寸特点，锂电池的直径对于其厚度相比较，直径较大于厚度，锂电池盖帽可选用平放方式送料，检测时以圆形底面作为基面，检测出锂电池盖帽的厚度。振动筛输送盖帽时均匀传送，减小震动，其结构可根据具体要求进行定制。对于检测时主轴转动以及检测可根据生产率选择。
传送装置是自动生产线结构中运动部件及工件的承载体。其作用是将工件按照一定的节拍速度将工件从一个工位送至另一个工位，自结构上将自动机和相关辅助系统结合为一个整体。传送装置种类较多，可大致分为直线传送装置和盘形传送装置。
1.直线传送装置
直线传送装置主要用于工件在自动生产线上直线段的传送，通常有滚轴式、链板式、悬挂链条式、推杆滑道式等，其结构特点是适用于各种工作环境、承载能力强，但检测过程中跨度较大，工件易受到碰、擦伤等损害，结构较复杂。
2.盘形传送装置
盘形传送装置主要是将工件固定于盘形结构的各个位置，工件在传输过程中，依据盘形板带动，可保护工件之间彼此不发生损伤，传送较可靠，但结构较复杂。
对比两类传送装置，直线型相对简单，但传送链较长，工位比较多时显得狭长，适宜外形结构复杂、尺寸较大的工件的生产检测；盘形装置可将锂电池盖帽定位在盘形板各个工位，保证其检测，传送时功率不大，产品不发生碰、擦伤等损害，合理利用厂房面积空间，结构布局比较紧凑，传动相对集中并且较为可靠。因此选择盘形生产线。
2.2.2动力驱动装置
常用的驱动方式有气压驱动、液压驱动、电力驱动等。在这三类驱动元件中，各自具有特点：1）气压驱动，气缸由电磁阀以及气动控制元件控制气缸伸缩，并存在一定的缓冲，气压驱动成本低，气动装置简单、轻便、安装维护简单，适合标准化、系列化、通用化。全气动装置具有防火、防潮能力，适用于高温、粉尘等恶劣工作环境。2）液压驱动，液压驱动的各个元件可以根据适用场合方便、灵活的布置，操作方便，可实现大范围无级变速，但处理不当，容易污染场地，使用和维修需要较高的技术水平。3）电力驱动，应用电机拖动，具有较高的速
度调节特性，可控制转速，可以在较低的速度下平稳运转，利用微型计算机控制以及各种电路可以对功率、转矩等进行调节，方便简单。从经济以及精度方面，适应不同的环境条件，可以选择气动驱动和电力驱动共同完成。
执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩机的压力能转换为机械能的能量转换装置。其主要包括气缸、气马达和摆马达。本课题采用的是气缸。气缸分为单作用气缸和双作用气缸。
在机械自动化系统中，执行元件根据输入能量的不同可分为电动、气动和液压三类。电动执行元件安装灵活，使用方便，在自动控制系统中应用最广。气动执行元件结构简单，重量轻，工作可靠并具有防爆特点，在中、小功率的化工石油设备和机械工业生产自动线上应用较多。液压执行元件功率大，快速性好，运行平稳，广泛用于大功率的控制系统，单作用气缸和双作用气缸各有自己的特点，各有优缺点，他们组成了气缸，下面我们就从单作用气缸和双作用气缸来阐释执行元件。
双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。本课题根据需求采用缓冲式气缸。
缓冲式气缸，如果速度较大，就会产生很大的冲击力，即产生振动又会影响精度。活塞承受反作用力，产生的振动，对反向间隙有了影响，机械部件寿命受损，对机械效率造成影响。在行程起始端，没有缓冲装置，气缸平稳性降低，冲击破换，极有可能影响整个系统，因此，往往在气缸末端添加缓冲装置，降速均匀，缓冲振动，提高寿命及精度，可靠性加大。
2.2.3控制系统
控制系统控制驱动机械结构的驱动、传动、执行等功能，将运动分配给各个执行结构，使它们按时间、顺序进行协调配合，实现自动化操作。控制系统选用PLC控制完成。PLC控制软件，实现时间控制、计数控制等功能。其实用性能具有标准化、系列化、模块化等特点，PLC与外部设备连接，输出接口具有较强的驱动能力，可以直连继电器、接触器、电磁阀等强电电器连接，接线连接，使用方便可靠。
在气动系统中，辅助控制元件主要是压力、流量、流动方向和发送信号控制的相关部件，这些元件组成部分气动回路调节检测，保证气动执行元件有序工作。压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等三大类气动控制元件在气动系统中担任不同作用，广泛采用。
压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力，满足各种压力要求或用以节能。压力控制阀又分为减压阀、安全阀和顺序阀。本课题根据设计需求选用的压力控制元件是减压阀。
减压阀的功用是：将供气气源压力减到每台装置所需要的压力，并保证减压后压力值稳定。减压阀按调压方式分为直动式和先导式两大类。直动式减压阀，由旋钮直接通过调节弹簧来改变其输出压力；先导式减压阀，则是以压缩空气来代替压弹簧来调节输出压力。本课题根据设计需求采用直动式带溢流阀的减压阀（简称溢流减压阀）和压力继电器。
2.3方案选择
2.3.1方案的选择确定
锂电池盖帽在设计中，由于要求其厚度检测有着要求4.5 0.15mm，在检测过程用应用探针检测锂电池盖帽上下表面的距离，其中以底面作为基面，探针检测接触上表面，从而数显厚度值，经过计算机处理后控制传动。其中，探针的选择，可以根据经济实用型，选择合理的传感系统，送料机构可以选择立式或平式输送。而电机和气缸组成综合方案，进行锂电池盖帽的检测传动系统。根据设计要求，可选择两类方案：方案一直线式、方案二为盘形旋转式。
方案一（如图2-3）为直线式盖帽传输，锂电池盖帽自振动筛中传送至传送带后，在检测气缸的检测下，检测锂电池盖帽的厚度，合格品由合格分选气缸分出，不合格品在传送带上传送至皮带末端，落入不合格分选箱内。
设备特点：由于选择直线式传送，结构简单，传送方便，但传动连较长，需要限位开关确定定位，工件传送过程中可能有划伤的危险。
图2-3 方案一、直线式检测
方案二（如图2-4）为盘形旋转方式，通过圆盘，在盘上开槽，带动盖帽运动，在检测时，应用探针技术检测电池盖帽的厚度。
圆盘在凹形支座中旋转，选择步进电动机作为动力源，根据电机计算精度以及生产效率确定轮盘直径，在转盘转动时，转盘与凹形支座组成简易夹具。转动一定角度后，气缸带动探针检测厚度，为保证探针准确定位，可选择导轨导向，合格产品，将由双杆气缸推动推板时，自合格落料口落下，进入合格品收集箱内，对于不合格品，双杆气缸不推出，推板工作位为平面，遮住落料口，电池盖帽将继续随着转盘转动，由不合格品落料口落下。
其他方案设计：其他设计方案可考虑电池盖帽厚度检测的技术方法，可以考虑CCD技术、超声波检测等，但由于成本过高，超声信号难以确定，CCD光源的固定位置在机构中难以准确安装放置，不能保证充分接收信号，因此仍选择自上述两种方案中选择。
分析方案一和方案二，方案一虽然简单，但是限位开关的设定以及其精确度难以保证，工件传送过程中有碰、擦伤危险；方案二，结构紧凑，精度较高，而且方案二支座与转盘组成夹具，保证定位，避免产品损坏。因此设计方案选择盘形旋转式结构设计。
图2-4 方案二、盘形旋转式结构
根据最终方案，锂电池盖帽厚度的自动化检测设备结构如图2-5：
图2-5 锂电池盖帽的自动化检测设备
2.3.2锂电池厚度检测设备生产线分析
整个生产线选择PLC进行程序控制，保证传动及定位精度，设计路线简易，由于整个生产线为专用生产线，生产批量较小，不适合铸造，所用零部件均需要紧固连接，尽量进行焊接和螺钉连接。生产过程严格按照零部件公差要求，确保其检测时定位精度，机械设备安全可靠。
第三章 运动循环设计
3.1执行机构运动循环图的设计和计算
自动机构运动循环图根据生产线的理论生产率确定，工艺方案确定后，传动方式和执行机构即可确定，机构的运动循环图就可以绘制，辅助程序编制。
1.确定主轴转盘的运动循环
理论生产率为： 秒件时
秒班小时班件/1/3600/8/30000=?=T Q (3-1) 主轴旋转带动转盘，可选择每工位间相距12°，即每秒旋转12°。
2.由于检测执行机构和合格品分拣执行机构均同步执行，检测执行机构相距送料检测处相距36°，分拣机构相距检测120°。
因此针对产品检验分类，循环图可以表示为：
图3-1 工作循环图
如图所示，检测气缸，自主轴旋转36°后，检测电池盖帽，此后根据生产效率所需时间执行动作，分类气缸，根据检测后的信号，决定执行动作，合格时，伸缩运动，不合格，保持缩回状态。
第四章零部件的选择和计算
4.1步进电机的选择
1.步进电机的转矩
通常根据需要的转矩大小，来选择电机的类型。选择大致说来，扭力在0.8N.m以下，选择20、28、35、39、42；扭力在1.0N.m附近时选择57类型；当扭力更大时，则选择90、110等规格的电机。
2.分辨力
在一个电脉冲作用下，电机转子转过的角位移，及步距角α。α越小，分辨率越高。最常用的有0.6°/1.2°,0.75°/1.5°,0.9°/1.8°,1°/2°,1.5°/3°等。
在设计中，考虑到转盘工位夹角为12°，扭力适中，因此，根据查表可选择57BYG350CL-0601型步进电机。其中电机的具体参数为：
规格型号：57BYG350CL-0601；
相数：3；
步距角（°）：0.6/1.2；
相电流(A)：6.0；
保持转矩(N.m)：0.9；
转动惯量(g/cm2)：220；
重量(kg)：0.75；
外形尺寸(mm)：57?57?54。
4.2同步带的设计计算
由于电机及负载均较低，故采用同步带连接电机及转轴，实现对主轴的转角控制。
已知条件为电机功率近似为：
=， (4-1)
400
Pπ
2fM
/
其中f为每秒脉冲数，根据实际要求产量，取f=40，M=0.9N.m.计算得P=0.56W；
1.设计功率d P
电机转速1n =6.3r/s ，传动比为i=2,每天两班制工作（按16h 计算）
电机功率近似为P=0.56W ，由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-50查得。载荷修正系数A K =1.8，因此：
d P = P ×A K =0.56×1.8=1.008W (4-2)
2.选择带型和节距
根据d P =1.008W ，电机转速1n =6.3r/s=6.3×60=378r/min,由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》图12-13确定为带型为XL ，节距b p =5.080mm
3小带轮的齿数1Z
根据带型XL 和小轮转速1n ，由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-51得，小带轮的最小齿数min 1Z =10，故取1Z =10
4小带轮的节圆直径1d
1d =1Z b p /π=10×5.080/π=16.178mm ， (4-3) 由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-56得，标准同步带轮的直径
1d =16.17mm ，1a d =15.66mm 。
5大带轮的齿数2Z
2Z =i ×1Z =2×10=20 (4-4) 6大带轮的节圆直径2d
2d =2Z b p /π=20×5.080/π=32.34mm, (4-5) 由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-56得，标准同步带轮的直径
2d =32.34mm ，2a d =31.33mm 。
7带速v 1000601
1?=n d v π=10006037817.16???π=0.32m/s (4-6)
8初定轴间距0a
取0a =160mm
9带长及其齿数
()()()()??
?????-+++?=-+++=160417.1634.3234.3217.1621602422202122100ππ
a d d d d a L
=396.6mm (4-7) 由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-47查得应选择带长代号为160的XL 型同步带，其节线长p L =406.4mm ，节线上的齿数为z=80。
10实际轴间距a
此结构的轴间距可调整 mm L L a a p 16526.3964.40616020
0≈??
????-+=-+≈ (4-8) 11.小带轮啮合齿数m Z
()()=??????-???-=??
????--=102016021008.521022212211ππent Z Z a Z p Z ent Z b
m 4, (4-9) 12.基本额定功率0P
()
100020v m v T
P a -= (4-10) 由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-53查得 N T a 17.50=,
m=0.022kg/m,代入数据：
()=??-=1000
32.032.0022.017.502
0P 0.016kW=16W 13所需带宽s b 14.10
0p K P b b z d s s = (4-11) 由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-52查得XL 型0s b =9.5mm, 按m Z =4
查表12-49得z K =0.6，故 =??=14.116
56.062.15.9s b 5.36mm 由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表12-48查得，应选择带宽代号为025的XL 型带，其s b =6.4mm 。
14带轮的结构和尺寸
传动选用的同步带为160XL025；
小带轮： 1Z =10， 1d =16.17mm ， 1a d =15.66mm ；
大带轮： 2Z =20， 2d = 32.34mm, 2a d =31.33mm 。
根据上述参数即可确定带轮的结构及全部尺寸。
4.3主轴的结构设计
根据机械传动的整体方案，拟定轴上零件的布局及分配。轴的设计主要解决互相联系的两个方面的问题：
（1）设计计算。为了保证轴具有足够的承载能力，要根据轴的工作要求对轴进行强度计算，有些轴还要进行刚度或震动计算。
（2）结构设计。根据轴上零件拆装，定位和加工等结构设计的要求，确定出轴的形状和各部分尺寸。
轴的结构设计主要是使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。影响轴的结构的因素有很多，因此周的结构没有标准形式。设计时，必须针对轴的具体情况具体分析，全面考虑解决。轴的结构设计的主要要求是：
1）轴应便于加工，轴上零件应便于装拆（制造安装要求）。
2）轴和轴上零件应有正确而可靠的工作位置（定位固定要求）。
3）轴的受力合理，尽量减小应力集中等。
设计时以初估轴径为基础，边画图边定尺寸，逐步形成结构。通常按照这些要求设计出的是阶梯轴。
4.3.1选择轴的材料
该轴传递中小功率，且转速较低，故选择45钢，调制处理，其力学性能由
《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表21-1查得，b σ=640Mp ，s σ=355Mp ，1-σ=275Mp ，1-τ=155Mp ，[]1-σ=60Mp,s τ=207Mp,2.0=σ?,τ?=0.1,由表21-23查得A=112。
1.初步确定轴的最小直径d
已知P=η电P =0.56?0.75=0.42W ， n=378r/min,
由《机械设计手册（吴宗泽 主编）》表21-22公式初步估算轴径为： =?==33min 378
42.0112n P A d 11.6mm (4-12) 考虑到该处安装同步带轮，取轴径为12mm 。
轴的相关尺寸及轴类零件的定位，均围绕最小直径进行设计。
4.3.2主轴的结构设计
1）初步选择滚动轴承
由于轴向力较小，功率较低，转速不大，因而可选择60000型深沟球轴承。为了便于轴承的装配以及防止内圈划伤，可适当减小轴径，制造阶梯轴。
综合上述因素以及查阅《机械设计手册（单行本）》，初选轴承型号为61905，其尺寸为mm mm mm B D d 94225??=??，定位轴肩高度为h=1.5mm 。
2）根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度
（1）.Ⅰ轴段为初选d=12mm 。
由于同步带带宽取得s b =6.4mm ，带轮选择两端有挡圈，挡圈厚度为2mm ，故取得轴长Ⅰ为l =10.4mm ；
（2）.Ⅱ轴段作用为轴向定位同步带轮，过渡作用，防止轴承内圈划伤，因此取d=18mm,轴的长度取l =9mm ；
（3）.Ⅲ轴段安装轴承，轴径d=25mm,轴长度考虑到工作台底座等相关尺寸，取l =20mm;
(4).Ⅳ轴段对轴承内圈定位，轴肩取
h=1.5mm 轴径d=3d +2h=25+2?1.5=28mm ，
轴长度考虑直筒高度以及轴承等相关尺寸，取得l =78mm ；
（5）.Ⅴ轴段安装轴承、转盘等零件。
其轴径可根据轴承内径选择，取轴径d=25mm,其中安装轴承部分轴长度1l =B=9mm ，套筒对轴承内圈定位，高度为h=8mm,故2l =8mm,转盘高度为h=21mm,故取3l =21mm,因此,该段轴长度为=++=321l l l l 9+8+21=38mm 。
至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。
其结构示意图如图4-1所示（其中轴上各处倒角可参照机械设计标准GB-6403.4-48进行加工设计）：
图4-1 主轴的结构示意图
4.3.3轴上零件的周向定位
转盘、同步带轮均采用平键连接。
（1）.同步带轮与轴的连接
1>同步带轮与轴连接键的尺寸选择
查阅《机械设计手册（单行本）》，根据轴的直径选择键的尺寸，为h b ?=4mm ?4mm ，
长度l 根据长度系列选择l =6mm ，为非标准键，故需要校验键的强度。 2>同步带轮与轴连接键的强度校验
已知普通平键的连接强度为： []
p p kld T σσ≤??=3
102 (4-13) 式中：T ——传递的转矩，单位N.m ；
k ——键与轮毂键槽的接触高度，k=1.5h,其中h 为键的高度，单位mm ；
l ——键的工作长度，普通平头平键的工作长度即为键长，单位mm ； d ——轴的直径，单位mm ；
[]p σ——键、轴、轮毂三者最弱材料的挤压应力，单位MPa ； 传递的转矩
2
/3.656.055.9==
n P T =1.72N.m =?????=12645.1100072.12p σ 7.93MPa ； 选择键、轴、轮毂的材料均为钢，有《机械设计（第八版）》表6-2得需用挤压应力[]100=p σMPa 由于p σ<[]p σ,因此合适
（2）转盘与轴之间的键连接
同样，查阅《机械设计手册（单行本）》，根据轴的直径选择键的尺寸，为h b ?=8mm ?7mm ，长度l 根据长度系列选择=l 16mm,因此键的尺寸为=??l h b 8mm ?7mm ?16mm 。
同样校核键的强度：
=?????=25
1675.1100018.02p σ0.81MPa ； 选择键、轴、轮毂的材料均为钢，有《机械设计（第八版）》表6-2得需用挤压应力[]
100=p σMPa 由于p σ<[]p σ,因此合适。
4.3.4主轴的校核
由于主轴功率以及转矩均较小，且轴的转速不高，轴所受扭转变形较小，在对主轴校核时，可仅校核轴的扭转强度： []T T T d n P W T ττ≤≈=
3
2.09550 (4-14) 带入数据得： a T MP 2.4122.02/
3.656
.09550
3=?=τ， 由《机械设计（第八版）》表15-3得，45钢[]T τ的值为25-45a MP ，[]T T ττ≤,因此强度符合要求。
4.4气缸的计算及设计选型
4.4.1气缸的安装方式及类型
根据工作机构运动要求和结构要求选择气缸的类型和安装方式：
由于检测锂电池盖帽处，气缸带动导轨运动，导轨前端设置有探针，通过探针运动的距离，进而检测出锂电池盖帽的厚度，由《机械设计手册——气压传动与控制》，可以选择气缸类型及安装方式为：单作用活塞式支座前端固定气缸；
合格产品分类处，气缸带动推板伸出，进而使合格产品自推板孔处进入合格品收集箱内，为保证推板平稳，因而选择多位置固定型双轴气缸。
4.4.2气缸的参数
1）检测气缸的选择及其参数
锂电池盖帽随着转盘旋转至检测位置后，检测气缸伸出，气缸杆上固定有夹具，夹具夹持检测探针，对盖帽进行检测厚度。检测时，气缸受到较大的力矩，夹具需要较大的气缸杆。气缸的工作行程一般较大。查询AIRTAC 产品，可选择ACQ 型系列气缸，气缸具体型号为：ACQJS-20?80-50-B-LB-T 。规格如表4-1所示：
表4-1 检测气缸规格参数 内径（mm) 16
动作形式
复动型 工作介质
空气（经40微米以上滤网过滤） 使用压力范围
0.1-1.0a MP 保证耐压力
1.5a MP 工作温 度°C
-20~80 使用速度范围mm/s
30~500 行程公差范围mm
0~1.0 缓冲形式
防撞垫 接管口径 8.05?M
2)合格品分拣气缸的选择及其参数
合格品分拣气缸选择双轴气缸，保证推板的平稳及运动可靠。气缸类型可选择AIRTAC 产品，气缸型号为TN-10?20-S-T ，气缸行程，根据锂电池盖帽直径选取，锂电池盖帽为18mm,因此取行程为20mm,气缸杆连接治具与推板配合，保证执行动作。规格参数如表4-2所示：
表4-2 分拣气缸的规格参数 内径（mm)
10 动作形式
复动型 工作介质
空气（经40微米以上滤网过滤） 使用压力范围
0.1-1.0a MP 保证耐压力
1.5a MP 工作温 度°C
-20~70 使用速度范围mm/s
30~500 行程公差范围mm
0~1.0 缓冲形式
防撞垫 接管口径
8.05?M 不回转精度
±0.4° 调整行程mm -10~0
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 南昌工程学院 09 级毕业（设计）论文开题报 告 机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专 业 题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 班级09电气工程及其自动化（1）班 学号 指导教师饶繁星
日期2013 年 1 月 4 日 南昌工程学院教务处订制
题目：基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 一、选题的依据及课题的意义 随着手机、数码相机、摄像机、手提电脑、音频视频播放器等便携式电子设备的迅猛发展，由于其便携性的特点，便携式设备必须由电池来进行供电。目前，便携式仪表的主流供电电池有铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和锂聚合物电池等。与其它主流可充电电池相比，具有高单体电池电压、高功率密度、长循环寿命、无记忆效应、低自放电率等优点。锂电池是指以锂为负极材料的化学电池的总称，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，该类电池具有较高能量质量比和能量体积比。 为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态，大多数设备在应用场合需要显示电池组的剩余电量信息，以供使用者明确电池组的工作状态，及时对电池组进行充电。在电池放电过程中，电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以并不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。针对该要求，设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统的设计对全面掌握锂离子电池的电量状态，提高其利用率具有现实意义。本设计的研究成果若能广泛应用于便携式电子产品，为人类日常生活和生活质量的提高有着深远的意义。
二、研究概况及发展趋势综述 锂电池常用的电量检测方法有两种，一种是利用库仑计，根据电池工作的电流与时间进行计算出电池的实际容量，此种检测方法是最准确的检测方法，一般用的芯片有TI，美信等电池管理芯片，但是成本太高，调试复杂。另一种方法是利用电池工作的电压曲线来分析出电池的容量，这种方式比较简单，成本也低，由于直接采用比较器如LM339，LM324等，检测精度低，检测相对很不准确，温漂大，功耗大。 在满足要求的前提下，本设计尽可能采用简单的锂离子电池电量检测方案，提出的基于单片机的锂离子电池电量检测方案，抗干扰能力强，并且可以实现对锂离子电池电量的高精度检测。 在本设计方案中，没有考虑电池老化等复杂因素对电量检测精度产生的负面影响，所以检测结果稍有误差。未来在要求更高精度的锂离子电池电量检测应用中，该检测系统必须考虑这些复杂问题对检测精度的影响，还需要做进一步的改进，让检测精度提高一个水平。
容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是“mAh”，中文名称是毫安时（在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为了方便起见，一般用“Ah”来表示，中文名是安时，1Ah=1000mAh）。若电池的额定容量是1300mAh，如果以0.1C（C为电池容量）即130mA的电流给电池放电，那么该电池可以持续工作10小时（1300mAh/130mA=10h）；如果放电电流为1300mA，那供电时间就只有1小时左右（实际工作时间因电池的实际容量的个别差异而有一些差别）。这是理想状态下的分析，数码设备实际工作时的电流不可能始终恒定在某一数值（以数码相机为例，工作电流会因为LCD显示屏、闪光灯等部件的开启或关闭而发生较大的变化），因而电池能对某个设备的供电时间只能是个大约值，而这个值也只有通过实际操作经验来估计。 附：充电电池的分类 首先容我向大家介绍与充电电池种类以及相关术语。目前数码产品中使用最多的就是AA（俗称5号）和AAA（俗称7号）标准电池，还有一部份使用专用电池。不管它们的外形如何，从它里面的电芯可以分为镍镉可充电电池（Ni-Cd Battery）、镍氢可充电电池（Ni-Mh Battery）、锂离子电池（Li-lon Battery）三种。 镍镉可充电电池 镍镉可充电电池采用1.6倍电压充电，通常充电次数为300~800次。在充放电达500次后电容量会下降，只能达到约80%。镍镉电池的缺点是在充放电时，阴极会长出镉的针状结晶，有时会穿透分隔物而引起内部枝状晶体式的短路。 这里我顺带提一提大名鼎鼎的“记忆效应”，相信不少朋友都知道这个词，但它倒底是怎么一回事儿呢？针对镍镉电池而言，由于传统工艺中电池负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点。尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上，但在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。也就是说电池容量变小了，这就是所谓的“记忆效应”。 镍氢可充电电池 镍氢可充电电池主要是为了取代镍镉电池而设计的。镍氢电池是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的金属合金作为阴极，氢氧化钾碱性水溶液为电解液。镍氢电池的能量密度比镍镉电池大，相同体积的镍氢电池容量可以达到镍镉电池的2倍左右。同时它不含有害金属、更加环保，同时镍氢电池基本消除了“记忆效应”。它的充电效率高，能在2小时内充足90%电量。但是不耐过充和过度放电，因此这种电池的充电器必须可自动断电，否则易造成电池损坏。 基于以上优点，镍氢电池几乎已经完全取代了镍镉电池。目前销售数码相机、MP3的电脑市场上出售的标准AA、AAA电池绝大多数是镍氢电池，主流AA镍氢电池容量达到了1500～2600mAH时，主流AAA镍氢电池容量达650～800mAH。而容量仅几百mAH的镍镉电池仅在一些百货商场可以见到，但与镍氢电池相同明显没有性价比，不建议贪图价格上的便宜而选用镍镉电池。关于容量方面的选择，目前DC、MP3等产品的液晶屏越来越大，应该尽量选择大容量的产品。 锂离子电池 我们俗称的锂电池一般将多颗电芯串连起来，电压范围在3.0~4.0V之间（公称电压3.6V）。以前还有一种金属锂电池，但锂离子电池比金属锂电子更安全，原因就在于是采用锂离子状态，锂离子电池没有可流动的液态电解质，而是改为聚合物电解质导电。锂离子电池与相同
电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 1 范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 2 规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005,IDT） GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置（ISO/DIS 6469-1:2000,EQV）GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护（ISO/DIS 6469-3:2000,EQV）GB/T 19596-2004 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ） GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD) 3 术语和定义 3.1 蓄电池电子部件 采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。 注：蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制，或者通过蓄电池控制单元控制。 3.2 蓄电池控制单元 battery control unit （BCU） 控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。
蓄电池监测管理系统 一、概述 大量的统计表明，所谓的“蓄电池问题”绝大多数并不是整个蓄电池组的问题，而只是其中个别蓄电池性能劣化或连接处接触不良等原因形成的。如果能在线实时地监测到整个蓄电池组中每一块蓄电池的运行状态和性能以及连接情况，并在发现异常时告知管理部门及时处理，将会从根本上提高供电系统的可靠性和安全性。 数年前开始流行并沿用至今的蓄电池巡检装置，对蓄电池运行状态（主要是端电压）的监测有一定的作用，但这种监测对于供电系统的可靠性、安全性所起的作用十分有限。其原因是：即便是性能很差或连接不良的蓄电池在浮充状态时，端电压的变化并不明显，而等到蓄电池放电时发现异常，往往为时已晚。 从上世纪七十年代以来，国际上一些知名的公司和专家，通过深入地研究和探讨，发现通过测试蓄电池的内阻（或电导）可以较好的对应蓄电池的性能。
TLKS-BTS-I / BATT TEST SERVER分布式蓄电池性能在线监测系统，采用了国际上在蓄电池监测领域的最新研究成果，在实时性、准确性、抗干扰性、现场安装便捷性等各方面都有突出的特点，有很高的性价比。 二、原理示意图 采用蓄电池性能监测领域的最新研究成果——暂态直流小电流电量比较法。使暂态小电流流过已知电阻 R0和被测蓄电池内阻 R 内，同步测量暂态小电流在这两种电阻上的消耗电量，这两个电量值各自与其负载电阻 R0和 R 内的阻值成正比，通过这些量值的比例关系即可求得被测电池的内阻（或电导）。 将检测到的值数字化，通过GPRS/CDMA等的数据通道，实时上传到监测中心，中心收到数据后，加以分析，给出服务的建议。
（图1）系统原理示意图三、主要功能 1．能监测蓄电池浮充电压； 2．能监测蓄电池放电电压； 3．能探测蓄电池温度； 4．能给出蓄电池的电压曲线；
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
电池容量测试操作规程 设备名称：可充电电池综合测试仪 设备型号：BTS-2002 生产厂家：深圳市泰斯电子有限公司 操作步骤： 1．接通测试仪电源按上下键选择（2、Capacity test）容量测试模式。按ENTER键进入下一级菜单。 2．选择该项测试功能后，进入电池容量参数设置菜单。 如下所示： 3．以上1~3项和静态参数设置界面一样，可以参考《可充电电池综合测试仪操作规程》说明。 4．第四项选择功能为锂电池过充电和过放电测量允许控制，选择为YES，将在容量测量的过程中，进行 过充电和过放电保护测试。 5．按下确认键之后，开始启动容量测试，按照下面的流程做一次完整的容量测试：
充电到电池完全充满 过充电测试 搁置100秒 完整放电 过放电测试 结束 在充电过程中，累计充电电量，在放电过程中，累计放电电量，在放电完全结束之后，所显示的放电电量即为电池在此工作模式下的电池容量。 ⑦ Lion ,表示当前设置的电池类型为锂电池 第二项 CV ，表示当前是恒定电压 CC ，表示恒定电流 TC ，表示涓流电流，小电流模式（默认是0.1C ） OC, 过放电测试 第三项 CHARGE, 充电状态 DISCHR, 放电状态 WAIT …34 表示搁置状态，目前还剩余34秒，倒计时显示。 第四项 RUN, 运行模式 PAUSE ， 暂停模式 ERROR, 当前运行出错 COMP, 所选择功能完成 第五项 RUN TIME: 00:03:17 运行时间，表示当前测试过程已经持 续多少时间 第六项 V=3.92V 表示当前电池的电压，如显示为+/-符号，指示电池接反。 第七项 I=0.468A 表示当前电池的电流。 第八项 如当前在充电模式，显示CHARGE CAP: 26mAH ,表示当前已经充
锂电池的综合测试系统的研究 摘要：随着锂电池的应用越来越多，对生产的锂电池产品质量提出了更高的要求。与此同时，对锂电池检测系统也提出了更高的要求。本文主要介绍了一种基于单片机控制的锂电池全面综合测试系统。对其工作原理进行了叙述。 关键词：锂电池；检测系统；单片机；采集电路 1.引言 现在，使用的各种电池中，锂电池是近几十年发展起来的一种新型电源，具有很高的能量、没有记忆性、无污染等优点，成为首选的便携式设备的电源。自90年代的时候，日本的索尼公司成功开发了锂电池开始，锂电池一直是各个国家研究和开发的热点。随着快速发展的电子设备，锂电池需求越来越多。对锂电池测试设备的需要变得也越来越多。在我国许多的电池制造商引入外国电池的测试设备，但是非常的昂贵。国内的检测设备的测量精度、系统的稳定性、设备的利用率和自动化程序等都非常的低。 因此，研制开发一套成本合理，并可以满足需求的大规模生产的自动化的锂电池化成、测量、分选系统，是众多的锂电池制造商非常需要的。 2.锂电池检测系统的总体设计 在电池充电和放电的过程中电流、电压的精度确保控制在规定范围内是系统的核心控制方法。系统采用恒定电流电压的方法，即在恒流充电状态，不断检测每节电池的电压，当检测到充电电池电压达到饱和值时，充电状态从恒流充电状态自动进入恒压充电状态。恒压充电状态下，保持恒定的充电电压，当充电电流下降到规定值时，恒压充电状态终止。还设置最大恒压充电状态下时间值，一旦方式转换在恒压充电状态下，充电的时间过长，立即停止充电，是锂电池安全充放电的保证。 该系统采用模块化结构，使设备安装简单易于维护。共有512个检测点在每一台设备中，分为8个部分，有64个检测点在每一部分中，配置单独的恒流源在每个检测点上，实现单点独立控制和彼此互不影响的系统。该系统采用DSP 控制器作为主控器控制，8位单片机作为分控制器来控制，一个分控制器控制一个部分。因此使用DSP、单片机、开关恒流源相结合，形成智能的锂电池综合测试系统。如图1所示系统的结构框图。主要组成由 2.1.上位机 上位机通过串行总线发送数据到DSP主控制器，控制器控制系统操作启动、停止、分类的信息等，并实时接收主控制器电池测试数据。进行数据显示，并绘制曲线图。我们选用PC机作为上位机。
河南科技大学 课程设计说明书 课程名称电气控制技术 题目基于单片机的蓄电池容量测试系统设计学院农业工程学院＿＿班级＿＿学生姓名 指导教师＿＿＿日期 2015年4月3日
专业课程设计任务书 班级：农电112 姓名：唐聪杰学号：111403010224 设计题目：基于单片机的蓄电池容量测试系统设计 一、设计目的 熟悉专业课程设计的相关规程、规定，了解电力系统，电网设计数学模型的基本建立方法和相关算法的计算机模拟，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的相关专业课程内容，学习撰写工程设计说明书，对电力系统相关状态进行模拟，对电网设计相关参数计算机计算设计有初步的认识。 二、设计要求 （1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，建立数学模型。（2）通过课题设计，掌握电力系统计算机算法设计的方法和设计步骤。 （3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。 （4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 （一）设计内容 1．了解蓄电池容量测试原理； 2．设计基于单片机的蓄电池容量测试系统，包括软件和硬件； 3．利用protues软件对所设计系统进行仿真； 4．相关论文在学校图书馆中文数据库“万方数字化期刊”中查找。 （二）设计任务 1．建立相关算法、模型。 2．设计说明书，包括全部设计内容，对电力系统相关状态进行模拟。 3．总体方案图，仿真软件模拟波形图，计算相关参数。 四、设计时间安排 查找相关资料（2天）、确定总体方案，进行必要的计算。（1天）、对电力系统相关状态进行模拟，计算相关参数，（2天）、 使用（MATLAB）等相关软件进行电路图系统图设计与仿真。（2天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。 五、主要参考文献 [1] 电力工程基础 [2] 工厂供电，电力系统分析 [3] 相关设计仿真软件手册，如（MATLAB）等。 [4] 数学建模算法分析等 [5] 电气工程设计手册等 [2] 图书馆中文数据库“万方数字化期刊”其他相关网络资料 指导教师签字：年月日
1准备工作： 1.1工具准备 1.2资料准备 检修票，通信电源蓄电池组维护测试记录表（半年）， 1.3注意事项 放电仪的选用： 注意蓄电池放电仪型号选用，48V蓄电池放电仪（型号：IDCE-4815CT）只能用48V蓄电池测试，UPS蓄电池放电仪（型号：IDCE-6006CT）只能用于UPS蓄电池测试。切勿混用。 2操作步骤： 2.1手续办理： 2.1.1信息确认： 把测试事宜及内容告知管理处相关人员，了解测试站点近期市电供电情况，是否存在市电供电异常，确认测试站点当日及第二日市电供电正常，才进行测试，否则，不得进行测试。 2.1.2资料报备： （1）填写检修申请票，并由管理处相关人员签字确认，完成维护报备工作；
（2）通知网管中心，测试前将测试内容和涉及的设备向网管中心值班人员报备。 2.2检查记录： 2.2.1设备检查 （1）设备检查记录电池组浮充总电压、单体浮充电压、负载电流、环境温度以及开关电源的其它设置参数，检查蓄电池组的现有容量是否100%。 （2）检查所有的电池端子是否处于拧紧状态 （3）检查电池是否有漏液、酸雾等异常。 2.2.2仪器检查 按照设备清单清点配件是否齐全， 面板介绍 2.3开机与参数设置 2.3.1开机 UPS电源系统： 1)断开待测电池组断路器（注意：严禁两个断路器同时断开），如下图：
2)接交流电源，打开仪表上的市电开关，正常开机 40V蓄电池： 1)断开开关电源柜内的待测电池组熔断丝（注意：两组熔断丝严禁同时断开） 2)把正负极电缆接入仪器正负极接口，另一端与蓄电池正负极相连，然后先打开仪表 市电开关，再合上F1空开，仪表正常开机。(拆下的电池线铜鼻子做好绝缘保护）
锂电池要做CCC认证还是CQC认证 锂电池是做CQC认证,测试标准：GB31241 一、什么是CCC认证： 国家强制性产品认证标志名称为“中国强制认证”（China Compulsory Certificatio n）, 英文缩写为“CCC”，也可简称“CCC”标志。标志图案和种类国家质检总局和国家认监委公布了第一批实施强制性产品认证目录，该目录以原进口商品安全质量许可制度的产品和安全认证强制性监督管理的产品为基础，进行了少量调整。目录涉及安全、EMC、环保要求，包括19大类，132种产品。 二、CQC认证流程： 1）认证申请和受理； 2）型式试验； 3）工厂审查； 4）抽样检测； 5）认证结果评价和批准； 6）获得认证后的监督。
三、CQC认证资料： 1）填写附件CQC申请表； 2）填写附件工厂检查调查表 3）提供申请人、制造商、生产厂的营业执照、组织机构代码 4）电池和电芯规格书 5）安全关键元器件清单； 6）IC,MOS,PTC等规格书； 7）电池标签 四、CQC认证价格及周期： 正常周期：4-6周 企业申请印度BIS认证时要注意哪些问题 现在很多厂商都将产品出口印度，在印度的产品需要申请BIS认证。对于申请者来说，强制性注册法令主要强调了以下内容，注册申请者应予以关注： 1. 实施日期。 对于本地制造的产品自生产日期起算，对于进口产品自进口日期起算。
对于在生效日期以后到达印度的产品，必须遵守强制性注册要求并加贴自我声明。 如果在该日期以后进入印度，如果没有加贴自我声明标签，将不能清关。 2. 注册申请人。 注册证书申请人/持有人可以是国内制造商或工厂，但注册申请必须由其在印度当地的分公司进行，或授权印度当地代理商向BIS递交申请，直至完成注册。 3. 产品注册码。 产品注册码应由制造商或进口商申请，注册码由BIS提供。 注册码与制造商、工厂地址(即使工厂在海外)和产品相关联。 每个制造单元都需要独立申请注册，即使是由同一家工厂在不同厂址生产的同一产品。制造商(工厂)的本地授权代表可代表工厂进行注册申请。 4. 测试报告。 如果产品是通过OEM方式生产的，且产品已经在海外实验室或是CB实验室按照国际安全标准进行测试或加贴了CE、UL、FCC标志，也需要重新进行测试。 法令要求提交BIS认可的实验室出具的有效测试报告(90天内)提交强制注册。 5. 自我声明标签。
汽车蓄电池容量的检测方法详解 汽车蓄电池是汽车启动时的唯一电源，在汽车发电机不工作时，它可以在一段时间内向汽车的用电设备供电（1～2h）；在发电机正常发电时，它将发电机供给用电器后多余的电能转化成化学能储存起来，供下次启动或其它用电。 蓄电池的工作能力随其规格型号不同而不同，也随其生产的年代、厂家牌号有较大区别。同一个蓄电池，由于不同的使用维护水平，其剩余的工作力也不同。加上蓄电池自身的自行放电，极板硫化等不可避免的因素作用，也会使蓄电池的工作能力逐渐削弱以至报废。因此，在必要时对蓄电池的工作能力进行检测就成为汽车维护与保养的重要工作之一。 一、蓄电池的容量指标及其测定 蓄电池的工作能力用“容量”来衡量，它是在规定的端电压范围内，蓄电池对负载供给一定电流所能持续的时间（t），即衡量蓄电池电能做功的能力A=UIt（瓦秒）。在实际运用中，蓄电池的容量指标Q常用安培小时（Ah）来表示： Q＝I·t（A·h） I—放电电流（A）；t—放电时间（h） 由于电流单位安培(A)＝库伦/秒，所以容量的单位安培小时（Ah）＝库伦/秒×3600秒=3600库伦（3.6kC）。 库伦是电荷量单位，1库伦=6.24×1018（624亿亿）个电子所带的电量，所以容量与电池的物质量（正负极板数、总面积、电解液密度）有关。对于标准正、负极板组而言，每片正极板的额定容量为15Ah，每个单格电池中负极板数总是比正极板多1片，因此可以算出一定容量的单格电池中正负极板的准确片数，如3-QA-60Ah蓄电池，其额定容量为60Ah，正极板数=60（Ah）/15（Ah）＝4；负极板数＝4+1＝5。如果蓄电池的额定容量不是15Ah 的整数倍数，则极板的尺寸、厚度及材料就会有所区别。 蓄电池的常用容量指标有“额定容量”、“储备容量”和“启动容量”三种。 1. 额定容量 根据GB5008-91规定，额定容量是：将充足电的新蓄电池在电解液温度为25±5℃条件下以20h率的放电电流（即0.05Q20）连续放电至单格电池平均电压降到1.75V时输出的电量。
锂离子电池是目前最常见的二次锂电池，拥有高能量密度，与高容量镍镉/镍氢电池相比，其能量密度为前者的1.5～2倍。其平均使用电压为3.6V，是镍镉电池、镍氢电池的3倍。它的内阻较大，不能进行大电流充放电，并且需要精确的充放电控制，以防止电池损坏并达到最佳使用性能。锂离子电池广泛使用在各种便携电子产品中，包括手机、笔记本电脑、mp3等。 锂聚合物电池是一种新型的二次锂电池，具有更大的容量；内阻较低，允许10C充放电电流。它和锂离子电池一样需要精确的充放电控制。目前，锂聚合物电池主要用于一些需要大电流充放电的应用中，如动力/模型汽车等。 充电电池容量估算方法 在多数便携应用中，都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间。 图1 简化的电池电量计框图 最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。 另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。
目录 1．前言 (2) 2．功能概述 (3) 3．仪器外观 (5) 4．接线方式 (6) 5．主功能菜单 (7) 6．电池静态参数测量模式 (8) 7．电池容量测量模式 (12) 8．单独充电模式 (14) 9．单独放电模式 (14) 10．程控电源模式 (14) 11．程控电子负载模式 (15) 12．电压与内阻表模式 (16) 13．仪器校准模式 (16) 14．读码功能（DS2502兼容码） (17) 15．仪器特性指标 (18)
前言 常见的可充电电池包含锂电池，镍镉电池，镍氢电池，以及密封铅酸蓄电池等。 其中，锂电池具有容量大，重量轻，循环次数高等特点，广泛应用于移动电话，PDA,数码相机，摄像机，笔记本电脑等领域，是目前最为先进的可充电电池。这里所指锂电池是成品锂电池包，由锂电芯（锂离子电芯或者锂聚合物电芯）加锂电池保护板组成。 镍镉电池是比较早应用的可充电电池，具有成本较低，低内阻，能够大电流放电的特点，至今在一些电动工具、电动车上面有广泛应用。 镍氢电池和镍镉电池类似，但是因为不含重金属，所以对环境的污染较小，目前在一些常见的消费类电子产品中应用广泛，已基本取代以前镍镉电池的应用领域。 小型密封铅酸电池，又称免维护铅酸电他，目前工艺成熟，目前主要应用在固定式后备电源场合，如不间断电源，应急照明灯等等场合。 针对这些可充电电池的生产检测需要，特研制了专用的可充电电池综合检测仪，本测试仪可以对电池的一些基本参数做一个定量的精确的测量，可以测量电池的开路电压，内阻，充电，放电性能，电池容量特别针对锂电池的功能还有过充电保护，过放电保护，过电流保护，短路保护等功能，并测出过相应的数值，极大的方便了电池的生产和售前售后服务工作。采用非常简单的几个步骤就可以直观的判断电池的性能和好坏，同时也具有快速筛选的功能，可以设定测量参数的上限和下限，可以容易的从一批电池成品中快速检测出不良电池，提高生产效率。另外，也附加了一些特别的功能，使之具有一些通用仪器设备的特征，扩大了设备的使用灵活性，以及具有应用范围广泛的特点。 此外，本测试仪可根据客户的需要提供软件升级服务，在基本型号的基础上，可以通过软件升级为可连接电脑的型号，可以通过电脑来设置和保存测试数据，自动记录测试结果。也可以通过电池条码来记录每块电池的测试数据，有利于生产质量的分析控制，产品追朔等等。另外，可以通过加装硬件升级模块来提高电压和内阻的测试精度上升一个数量级，来满足更苛刻的质量要求。
2020年锂电池检测系统行业分析 一、行业变动趋势及原因 (2) 二、影响行业发展的因素 (2) 1、有利因素 (2) （1）国家政策对锂电池及其设备制造行业的大力支持 (2) （2）锂电池行业市场需求旺盛，下游厂商寻求产能扩张 (3) （3）下游厂商对设备性能、可靠性和智能化的需求增加 (3) （4）全球锂电池生产线逐步向中国转移 (4) （5）充电基础设施有望进入快速发展阶段 (5) （6）消费类和小动力锂电池市场增长 (6) （7）电化学储能装机规模快速增长 (7) 2、不利因素 (8) （1）国内企业在资金、技术、规模等方面与国际先进水平尚存差距 (8) （2）缺乏综合型专业人才 (8) （3）行业标准缺乏 (8) 三、行业经营模式 (9) 四、行业竞争格局 (10)
一、行业变动趋势及原因 经过多年发展与积累，新能源汽车产业技术水平显著提升、产业体系日趋完善，产销量、保有量提升，电动化、网联化、智能化发展势头强劲，共享化市场孕育兴起，产业进入叠加交汇、融合发展新阶段。根据中国汽车工业协会数据显示，2019年我国新能源汽车产销量分别达到124.2万辆和120.6万辆，相较于2014年10.32万辆与9.74万辆的产销量，年复合增长率分别为164.47%和165.41%，新能源汽车市场正处于快速发展阶段，进而带动了锂电池行业的发展，直接促进了多家大型锂电池厂商进行产能扩容或兴建新厂。 市场的快速发展将带动锂电池检测系统、锂电池智能制造设备、储能相关产品及智能充电基础设施等相关产业快速发展。但由于国家逐步降低对新能源汽车的补贴，造成新能源汽车企业利润下降，也对锂电池成本的降低提出了新的要求，成本压力将传导至锂电池设备企业，因此，不排除未来锂电池检测系统产品价格下降的可能。 二、影响行业发展的因素 1、有利因素 （1）国家政策对锂电池及其设备制造行业的大力支持 锂电池技术是解决大规模电网储能、新能源汽车动力电池等领域技术的主要发展方向，而锂电池生产工艺的提升离不开锂电池设备制造行业的发展。国家目前将电动汽车等新能源行业列入重点发展的新
BTS电池检测系统（串口版）硬件说明 共11 页 （包括封面） 深圳市新威尔电子有限公司 二零零九年一月
目录 1小功率BTS电池检测系统3 1.1下位机外观结构及组成3 机箱前面板示意图3 机箱后面板示意图3 与上位机（PC）的连接3 1.2下位机硬件的工作流程3 电源供电过程4 指令执行过程4 通道数据采样反馈过程5 1.3 BTS小电流设备的安装与调试5 1.4 电池夹具5 2大功率BTS电池检测系统6 2.1大功率BTS主要硬件结构6 2.2大功率BTS 工作流程6 2.3主要硬件介绍7 2.3.1下位机板功能7 2.3.2 CCDC通道板功能7 2.3.3 防干扰板功能8 2.3.4 防反接板功能8 2.3.5 电阻箱功能9 2.3.6 散热器功能9 2.4大功率BTS设备设计实例9 设计步聚9 单通道所需电源个数10 单通道CCDC通道板的个数10 确定机箱型号10 2.5大功率BTS常见故障11 振动11 干扰11 反接11
1 小功率BTS电池检测系统 小功率BTS串口版工作模式通常是由上位机直接与下位机串联工作，实现对下位机的控制。上位机（PC计算机）部分主要由数据分析软件（BTSDA7.0）与客户端控制软件（TC53）组成。 1.1 下位机外观结构及组成 机箱前面板示意图 ①电源及状态指示灯 ②电源开关 ③通道工作指示灯(共八个) ④电池上下夹具（中间夹电池） ⑤164插座，连接鳄鱼夹具 机箱后面板示意图 ①通讯口插座 ②电源插座 ③通讯线 与上位机（PC）的连接 1（①）RS-232通讯口，与（③）通讯线一端相连； 2（②）电源接220V交流电； 3（③）通讯线的另一端用来连接上位机（PC电脑）。 1.2 下位机硬件的工作流程
电池功能测试仪说 明书 1 2020年4月19日
（JX-08）电池功能测试仪说明书 一.功能简介 本测试仪共有3个功能菜单,在测试仪的显示屏幕上显示为: [测试模式选择] 综合测试 容量测试 识别代码 1. 综合测试: A. 测试电池种类: 锂电, 镍氢, 镍镉。 B. 测试电池电压：2.4V, 3.6 V, 4.8V, 6.0V, 7.2V。 C. 标称电压为3.7V的电池等同于3.6V；标称电压为7.4V的电 池等同于7.2V。 D. 测试时间根据所选项目不同大约需要0.8-1.5秒。 2．容量测试： A. 测试电池种类: 锂电, 镍氢, 镍镉。 B. 测试电池电压：2.4V, 3.6 V, 4.8V, 6.0V, 7.2V。 C. 测试项目：电池的总容量，平台容量，过充保护电压，过放保 护电压，短路及过流保护。 D.测试时间根据电池型号及设置不同大约需要1-3小时。3．识别代码：可读出摩托罗拉系列手机电池内的代码，64+1024位。 二．测试步骤说明
开机后显示可供选择的三项菜单，经过“▲”“▼”键选择需要进行的测试项目,按“ENT”键进入测试功能。 1. 综合测试： 选择此功能后,进入“参数设置”: [参数设置] 电池类型: 锂电 电池电压:3.6V 识别端子:R1/R2 1. 1.设置说明: 经过按键“▲”“▼”选择需要设置的项目。 电池类型:指电芯的类型。经过按键“” - 3 - 2020年4月19日
“”循环翻滚选择，可选择 为“锂电”“镍氢”“镍镉” 电池电压:指电池的标称电压值。经过按键“” - 4 - 2020年4月19日
万用表怎么检测电池容量_电池电量 1、怎样测量电池电量检测普通锌锰干电池的电量是否充足，通常有两种方法。第一种方法是通过测量电池瞬时短路电流来估算电池的内阻，进而判断电池电量是否充足；第二种方法是用电流表串联一只阻值适当的电阻，通过测量电池的放电电流计算出电池内阻，从而判断电池电量是否充足。 第一种方法的最大优点是简便，用万用表的大电流档就可直接判断出干电池的电量，缺点是测试电流很大，远远超过干电池允许放电电流的极限值，在一定程度上影响干电池使用寿命。第二种方法的优点是测试电流小，安全性好，一般不会对干电池的使用寿命产生不良影响，缺点是较为麻烦。 用MF47型万用表对一节新2号干电池和一节旧2号干电池分别用上述两种方法进行测试对比。假设ro是干电池内阻，RO是电流表内阻，用第二种测试方法时，RF是附加的串联电阻，阻值3，功率2W。 实测结果如下。新2号电池E=1.58V（用2.5V直流电压档测量），电压表内阻为50k，远大于ro，故可近似认为1.58V是电池的电动势，或称开路电压。用第一种方法时，万用表置5A直流电流档，电表内阻RO=0.06，测得电流为3.3A。所以ro+RO=1.58V3.3A0.48，ro=0.48-0.06=0.42。用第二种方法时，测得电流为0.395A，RF+ro+RO=1.58V0.395A=4，电流500mA档内阻为0.6，所以ro=4-3-0.6=0.4。 旧2号电池用第一种方法测量时，先测得开路电压E=1.2V，电表内阻RO=6，读数为6.5mA，万用表置50mA直流电流档，ro+RO=1.2V0.0065A184.6，ro=184.6-6=178.6。用第二种方法，测得电流为6.3mA，ro+RO+RF=1.2V0.0063A=190.5，ro=190.5-6-3=181.5。 显然两种测试方法的结果基本一致。最终计算结果的微小差别是由于读数误差、电阻RF 的误差以及接触电阻等多方面因素造成的，这种微小误差不致影响对电池电量的判断。如果被测电池的容量小、电压高（例如15V、9V叠层电池），则应将RF的阻值适应增大。 2、数字万用表测量电池的电压用数字万用表测量电池的电压，不但可以方便地判断出电池的正负极，还可以看出电池是否快没电了。如果测量出的电压大于或者等于标注电压，
LAND电池测试系统操作规程 1. 进行电池测试，用参比电极（三电极）时，用四端子鳄鱼夹，小红夹接参比电极，大红夹接镍片正极，大黑夹、小黑夹负极电极片依次连接。 2. 软件启动前，应先打开软件测试系统电源，并保证测试系统的通信口与计算机串口连接可靠。 3. 用鼠标双击“LAND电池测试”快捷图标，启动测试仪软件，寻检到箱号且 测试仪上的时钟与计算机系统时间同步，说明工作状态正确，即可进行设置过程测试。 4. 工作过程设置：即通道自动测试过程编程。 5. 通道实时状态显示：主界面即是通道实时状态显示窗口。 6. 通道选取：用鼠标左键点击通道的电池轮廓，电池轮廓的外围会出现一个黄色的矩形框，他表示通道已被选取。 7. 选择弹出菜单条目，“启动…”即可进入“启动”对话框。 点击“当前过程名称”选择合适的工作过程； 点击“编辑”编辑当前选定的测试过程（不允许改变其过程名称）； 点击“快速调入”从过程模板文件或过程模板组文件中调入过程参数； 点击“通道标注”可以定义与通道相关的备注文字； 设定“数据备份方案”即预约备份方案。 8. 工作过程执行完毕，通道自动停止。但用户可以在必要的时候，点击“停止”强行终止。 9. 强行跳转：选择弹出菜单条目“强制跳转”，然后选择即将跳转的“工作步骤”，点击“跳转”按钮，完成“强制跳转”操作。 10. 过程参数重置：其操作与“启动通道”完全一样。是在测试中途，动态的替换掉以前设置的工作过程，而仍然保持当前的工作步号不变。 11. 续接启动：对于已经工作停止的通道（包括用户停止、安全停止以及测试完成），可使用“续接启动”功能，恢复原来的测试工作，并保持数据接续。 12. 活性物质参数：点击弹出菜单条目“活性物质参数”即可设置。 13. 测试数据备份： （1）数据预约备份：测试完成（或强制停止）后才有数据备份需求，这样进行数据备份的次数也是最少的。可以再通道“启动”时定义，也可以在通道“过程 参数重置”时定义；
电池测试系统使用说明书 2012年09月
目录 第一章简介 (1) 第二章性能概述 (2) 第三章硬件结构 (5) 一、机箱前面板示意图 (5) 二、机箱后面板示意图 (5) 三、电池夹具使用说明 (5) 四、与计算机连接 (6) 第四章控制软件BXTech-BTS使用说明 (7) 一、软件运行环境 (7) 二、安装方法 (7) 三、软件启动 (7) 四、软件功能概述 (8) 五、软件的使用 (9) 第五章售后服务承诺 (20) 第六章附件 (21) 一、设备的安全操作 (21) 二、测试过程的安全保护设置 (22) 警告： 1．使用测试设备前，请仔细阅读本说明书中的安全事项。 2．不正当的测试操作，会导致电池损坏或者发生危险。 3．设备在测试中，设备外壳必须接地，以确保安全正常工作。 4．设备在通电中，不得强行拆拔器件，否则会导致设备损坏
第一章简介 BXTech系列电池测试系统是针对锂聚合物、锂离子、镍氢、镍镉等电池而研制的新一代通用型电池测试系统。该系统支持包括材料研究、电池循环测试、电池化成、容量分选、组合电池测试、成品电池测试、电池测试数据处理等电池测试领域的绝大部分应用。 根据锂离子电池测试标准，锂离子电池在恒流充电后必须经过一个恒压充电过程，才能将电池充满（大约有10-20%甚至多的电能是靠恒压充电充入的）,因此，BXTech 系列电池测试系统为每个电池通道设有独立的恒压源及恒流源，恒压源及恒流源均可任意编程控制，这就为锂离子电池测试提供了符合国际测试设备标准的硬件平台。 另外，针对动态内阻测试的需求,每一电池通道可增设独立的脉冲源。 BXTech系列电池测试系统采用模块化结构，系统可升级性好。 模块外形图
交通与汽车工程学院 课程设计说明书 课程名称: 微机检测课程设计 课程代码: 8416671 题目: 年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间:年月日 完成时间:年月日 课程设计成绩： 学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际 能力（20） 创新（5） 说明书（计算书、图纸、分析 报告）撰写质量（45） 总分 （100） 指导教师签名：年月日
目录 摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 问题的提出 (3) 1.2 任务与分析 (3) 2 方案设计 (4) 2.1 系统设计方案 (4) 2.2 系统总体框图 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1 89C51单片机 (5) 3.2 LCD12864人机交互设备 (7) 3.3 ADC0804 AD转换芯片 (8) 4系统软件设计 (10) 4.1 proteus软件环境介绍 (10) 4.2 protel软件环境介绍 (11) 4.3系统软件分析 (11) 4.4 程序流程图 (12) 5 系统调试过程 (14) 结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录 (24)
摘要 此次蓄电池电压检测系统设计以89C51单片机为控制核心。随着现代工业蓬勃发展，蓄电池在各行各业的应用越来越广泛，它为各种系统提供必不可少的电源。蓄电池在现代汽车上更是必不可少。此次课程设计电压检测系统原理图以51单片机、AD0804芯片、液晶屏lcd12864和一些常用元器件完成制作。通过滑动变阻器的滑头端输出电压来模拟蓄电池的电压，经AD采样，在液晶屏上显示蓄电池电压，并且当电压低于规定值2V时, 会提醒驾驶员“电压过低，请充电”的显示条目。经测试，该系统的硬件电路设计任务要求。 关键词：汽车蓄电池；LCD12864；51单片机；proteus仿真