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电池测试仪究竟测什么?从性能筛查到循环寿命全面认识

 同样叫电池测试仪,有的只能测量电压和内阻,有的可以进行完整充放电,还有的能够模拟车辆工况、记录循环衰减。设备名称看起来相近,功能和价格却可能相差很大。
  想知道电池测试仪应该怎么选,不能先看通道数或量程,而要先确定测试对象、测试阶段和最终需要得到的数据。一块电池从原材料入厂到使用退役,噪声源品牌会经历多种检测任务,不同任务需要的设备并不相同。
  第一站:电芯入厂,先做快速筛查
  电池生产、PACK组装和售后维修企业收到电芯后,通常需要判断电芯之间是否存在明显差异。这个阶段重视检测速度,常见项目包括开路电压、交流内阻、直流内阻和温度。
  电磁阀插头品牌开路电压可以反映电芯当前状态,但不能单独代表实际容量。两只电压接近的电芯,容量、内阻和老化程度仍可能不同。
  通信接口品牌内阻会影响电池带载时的电压下降和发热。电池使用时间增加、连接点松动或内部状态异常,都可能造成内阻变化。部分便携式电池分析仪除了电压和内阻,还能检测交直流电流、纹波电压、频率和温度。
  快速筛查适合发现离群电芯,却不能代替完整容量测试。仅凭一次内阻测量就判断电池寿命,容易产生误判。
  第二站:容量检测,确认电池能存多少电
  容量是电池测试中最受关注的指标之一。容量测试需要按照规定条件对电池充电,再以设定电流放电到截止电压,通过电流与时间的积分计算安时容量。
  如果同时记录电压、电流和时间,还可以计算放电能量。安时容量表示电池能够输出多少电荷,瓦时能量则进一步考虑了放电过程中的电压变化。对于工作电压不同的电池,只比较安时数并不全面。
  容量结果会受到多个条件影响:
  充电截止电压;
  放电截止电压;
  充放电电流;
  静置时间;
  环境温度;
  电池初始荷电状态;
  测试线和夹具接触情况。
  因此,容量测试必须使用统一程序。两份采用不同倍率和截止条件得到的数据,不能直接放在一起比较。
  常见锂离子电池测试会使用恒流、恒压充电以及恒流放电。Keysight的技术资料也将CC和CV列为锂电池测试中的基础工作方式。
  第三站:循环测试,观察性能怎样衰减
  新电池通过一次容量测试,只能说明当前状态。研发人员更关心电池经过数百次或更多次充放电后,还能保留多少容量,内阻和温升发生了什么变化。
  循环型电池测试仪可以反复执行充电、静置、放电和再次静置,并自动记录每个循环的数据。通过容量保持率、能量效率、库仑效率和内阻变化,可以分析电池衰减趋势。
  循环测试持续时间较长,对设备稳定性提出了更高要求。一次测试可能运行数周甚至更久,如果发生断电、通信中断或软件异常,数据恢复能力就非常重要。
  多通道设备还要确认各通道是否独立控制。部分系统虽然通道数量多,但通道之间存在共用量程或控制限制,可能无法同时运行不同的测试程序。
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