Elektrochemische Impedanzmessmodul

Lithiumbatterien werden in drei Hauptfeldern weit verbreitet: Energiespeicher, Unterhaltungselektronik und elektrische Leistung.Diese Anwendungen reichen von Mobiltelefonen, Laptops und Elektrofahrrädern bis hin zu Elektrofahrzeugen, integrierten Systemen für die Solarlade-Storage sowie tragbare Energiespeichergeräte für Verbraucher- und Industrieprodukte.Im Laufe der Zeit führt die Batteriealterung zu einer Leistungsverschlechterung und zu irreversiblen Veränderungen der chemischen Zusammensetzung, was zu einer verringerten Kapazität und einem erhöhten inneren Widerstand führt.

Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine nicht zerstörerische Methode zur Parametermessung und eine effektive Technik zur Beurteilung des dynamischen Verhaltens der Batterie.Durch die Erkennung einer erhöhten Batterieimpedanz kann EIS den Gesundheitszustand (SOH) einer Batterie bestimmen, wodurch vorhersagt wird, wann ein Austausch erforderlich sein kann.

Der hoch integrierte AD5941 ist ein System-on-Chip (SOC) für hochpräzisen tragbare Anwendungen mit geringer Leistung, die elektrochemische Messtechniken verwenden.Es integriert unter anderem ein hochpräzisetztes analoges Front End (AFE), eine Hochschulanregungsschleife und einen 16-Bit-SAR ADC-Messkanal.Um die Bewertung der EIS-Leistung des AD5941 zu erleichtern und die Produktentwicklung zu beschleunigen, hat Excelpoint unter WPG Holdings das Messmodul für elektrochemische Impedanzspektroskopie für Batterien (EPSH-EIS5941-V1.0) entworfen.Dieses Modul unterstützt sowohl feste Frequenz- als auch Frequenz-Sweep-Modi.Seine hohe Integration und Kosteneffizienz machen es besonders für kompakte Handheld-Batterie-interne Widerstandstester geeignet.

Der hoch integrierte AD5941 verfügt über einen eingebauten Wellenformgenerator, einen Hochgeschwindigkeits-DAC (HSDAC) und einen Anregungsverstärker zur Erzeugung von Sinus-Anregungssignalen.Diese Signale werden über den CE0 -Pin und einen externen Darlington -Transistor auf den Akku angewendet.Der Ausgang wird durch einen ADG636 verarbeitet, der durch einen AD8694 verstärkt und dann in den ADC des AD5941 eingespeist wird.Die integrierte Hardware-Beschleunigungs-Engine (DTFT) des Geräts diskrete Fourier-Transformation (DFT) führt DFT für die ADC-Daten durch und generiert echte und imaginäre Komponenten, die in einem FIFO gespeichert sind.Die Daten werden an eine MCU übertragen und über USB auf einen PC hochgeladen.Die dazugehörige GUI -Software zeigt die Impedanz des Akkus und das entsprechende Nyquist -Grundstück an.Eine RCAL -Kalibrierungsmethode (Referenzwiderstandswiderstand) wird verwendet, um Messfehler zu beseitigen und die Genauigkeit zu verbessern.