利用電子負(fù)載評估電池質(zhì)量的方法

　　電池是一種廣泛使用的儲能介質(zhì)。所有便攜式電子設(shè)備都需要配備電池。電池是每個人日常生活中不可或缺的手機、可穿戴設(shè)備、航空航天和熱門新能源汽車。根據(jù)設(shè)備的用途配備不同容量的電池。工程師們?nèi)绾卧u估電池的質(zhì)量。

　　電池的參數(shù)很多，如標(biāo)稱電壓、電池容量、最大輸出功率、最大電流等，大多數(shù)消費者可能最關(guān)心電池容量。電池容量是指在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)釋放的電池，通常是安培的?小時為單位(簡稱A)?H)表示。

　　1.電池容量測試

　　電子負(fù)載的原理是控制內(nèi)部功率MOSFET或晶體管的導(dǎo)通量(占空比)，依靠功率管的耗散功率消耗電能。它能準(zhǔn)確檢測負(fù)載電壓，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)負(fù)載電流。因此，電子負(fù)載是測試電池的好工具。現(xiàn)在我們用鼎陽科技的SDL1030X測試電池，展示如何測試電池。SDL1030X是分辨率0.1mV/0.1mA，基本電壓電流精度可達(dá)0.05%，功率可達(dá)300W電子負(fù)載。本次測試的電池電壓為7.4V、鋰電池容量為5000mah。

　　1.1線纜連接

　　將電池的正負(fù)極直接連接到電子負(fù)載的輸入端，如下圖1所示。接入電子負(fù)載時應(yīng)注意以下幾個方面：

　　A、電池和電子負(fù)載的正負(fù)極必須正確連接。

　　B、電纜必須滿足大電流，接口牢固，連接緊密。

　　C、當(dāng)大電流(如大于5A)且電纜較長時，應(yīng)考慮線路損壞。由于電線有阻抗，在大電流下會產(chǎn)生壓降，導(dǎo)致負(fù)載測量電壓低。為了消除這一誤差，需要使用電子負(fù)載的遠(yuǎn)端補償功能(Sense功能)來消除電壓誤差。如下圖2所示，遠(yuǎn)端補償功能的原理是Sense終端直接檢測被測設(shè)備的輸出端。當(dāng)線路損壞電壓不容忽視時，自動補償線路損壞壓降，以確保被測設(shè)備的輸出電壓與負(fù)載獲得的輸入電壓一致)。測試電池的額定電流為2A，測試電纜只有20cm，因此無需使用遠(yuǎn)端補償功能。

　　圖1測試連接實物圖

　　圖2Sense遠(yuǎn)端補償連接圖

　　2.2設(shè)置停止條件

　　使用電池測試模式測試電池時，可以選擇CC、CP、CR模式對電池進行放電測試。在選擇放電模式時，需要設(shè)置電池放電的停止條件。停止條件包括：終止電壓、放電容量和放電時間。當(dāng)滿足三者中的任何一個條件時，電池放電測試停止，負(fù)載自動停止拉載。用戶還可以選擇其中一個或兩個條件作為終止判斷條件，其他不必要的條件設(shè)置為“OFF”。

　　本次測試選擇CC模式下的“電壓”作為終止測試條件。以下是設(shè)置步驟

　　A、進入電池測試模式。按“Shift”+“CV并選擇“Battery測試。圖3所示。

　　圖3進入電池測試模式

　　B、CC模式和參數(shù)設(shè)置。在電池測試界面的1/2頁，將“功能”設(shè)置為CC模式，將電流量程設(shè)置為5A，電壓量程為36V，放電電流為2A;如圖4。

　　圖4CC模式及參數(shù)設(shè)置

　　C、設(shè)置終止條件參數(shù)。“終止電壓”可設(shè)置在電池測試界面的2/2頁、“放電容量”和“放電時間”。由于本次測試僅測試終止電壓的單一測試條件，終止電壓為6V(根據(jù)電池規(guī)格，低于6V的電池將無法正常供電)，因此“放電容量”和“放電時間”設(shè)置為“放電容量”O(jiān)FF”;如圖5。

　　圖5設(shè)置終止條件參數(shù)

　　1.3開始測試

　　1.3.1啟動測試

　　按SDL1030X前面板的“參數(shù)設(shè)置和電纜連接并確認(rèn)正確后”O(jiān)N/OFF按鈕，啟動測試。啟動測試后，SDL1030X將繼續(xù)以設(shè)定的額定電流消耗電池的電能。

　　1.3.2趨勢圖顯示

　　在測試過程中，我們可以按下前面板的Display按鈕，進入趨勢圖界面，查看被測信號的趨勢，如圖6所示。電子負(fù)載顯示實測電流隨時間變化的趨勢。再次按下Display，退出波形顯示界面，返回電池測試功能的主界面。

　　圖6放電電流趨勢圖

　　1.4測試結(jié)束

　　當(dāng)電壓降至設(shè)定的6V電壓時，電子負(fù)載將停止拉載并結(jié)束測試，彈出“電池放電測試完成!”提示框。如圖7所示。

　　圖7結(jié)束提醒

　　2.測試結(jié)果

　　下圖8是測試結(jié)束后的截圖。從圖中可以看出，負(fù)載拉載后，電池空載，電壓升級到7.1389V，但此時電池沒有負(fù)載能力。

　　圖8測試結(jié)束

　　我們將測試結(jié)果和電池標(biāo)稱參數(shù)制成表格。

　　從表格上看，測試電池在2A電流下持續(xù)放電，當(dāng)電壓下降到6V時，需要1小時57分36秒。容量為3920ma。計算后，該電池容量為最大容量的78.4%

　　由于電池在使用過程中容量會逐漸下降，這個電池已經(jīng)使用了一年半以上，結(jié)果還不錯。

　　3.結(jié)束

　　這一次，我們只介紹了各種電子負(fù)載測試電池方法之一。電子負(fù)載不僅可以設(shè)置終止電壓，還可以設(shè)置放電容量和放電時間來評估電池。此外，還可以設(shè)置CP和CR模式進行評估。為了充分了解電池的性能，應(yīng)從多個方向、多個角度進行評估。欲了解更多信息，歡迎訪問安泰測試進行咨詢。