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一文學(xué)會(huì)電子負(fù)載電池測(cè)試

作者: 時(shí)間:2024-05-20 來(lái)源:鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù) 收藏

電池是一種儲(chǔ)能介質(zhì),用途極其廣泛,所有便攜式電子設(shè)備均需配備電池。從大家日常生活離不開的手機(jī)、穿戴設(shè)備到航空航天以及火爆的新能源汽車都離不開電池。根據(jù)設(shè)備的用途配備不同容量的電池。那工程師們是如何評(píng)估電池質(zhì)量的呢。
電池的參數(shù)很多 ,如電池的標(biāo)稱電壓、電池容量、最大輸出功率、最大電流等等,而大部分消費(fèi)者最關(guān)心的也許是電池容量。電池容量是指在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)電池放出的電量,通常以安培?小時(shí)為單位(簡(jiǎn)稱A?H)表示。


2.電池容量測(cè)試

的原理是控制內(nèi)部功率MOSFET或晶體管的導(dǎo)通量(量占空比大?。?,依靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備。它能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出負(fù)載電壓,精確調(diào)整負(fù)載電流。因此是測(cè)試電池的良好工具。現(xiàn)在我們使用科技的一款SDL1030X進(jìn)行,來(lái)展示如何進(jìn)行。SDL1030X是一款分辨率0.1mV/0.1mA,基本電壓電流精度可達(dá)0.05%,功率可達(dá)300W的。本次測(cè)試的電池為電壓7.4V、容量為5000mAh的鋰電池。

2.1 線纜連接

將電池的正負(fù)極直接接入到電子負(fù)載的輸入端,如下圖1 所示。在接入電子負(fù)載時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面:

A、必須保證電池和電子負(fù)載的正負(fù)極正確連接。
B、使用的線纜必須滿足大電流且接口牢固,連接緊密。
C、當(dāng)大電流(比如大于5A)且線纜又比較長(zhǎng)時(shí),需要考慮線損。因?yàn)閷?dǎo)線存在阻抗,在大電流下,會(huì)產(chǎn)生壓降從而導(dǎo)致負(fù)載測(cè)量的電壓偏低。

為了消除這種誤差,需要使用電子負(fù)載的遠(yuǎn)端補(bǔ)償功能(Sense功能)來(lái)消除電壓誤差,如下圖2所示,遠(yuǎn)端補(bǔ)償功能的原理是Sense端子直接檢測(cè)被測(cè)設(shè)備的輸出端,當(dāng)線損電壓不可忽略時(shí),自動(dòng)補(bǔ)償線損壓降,保證被測(cè)設(shè)備輸出電壓與負(fù)載所獲得的輸入電壓一致)。本次測(cè)試的電池額定電流為2A且測(cè)試線纜只有20cm,故無(wú)需使用遠(yuǎn)端補(bǔ)償功能。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202405/458923.htm
測(cè)試連接實(shí)物圖
圖1 測(cè)試連接實(shí)物圖
Sense遠(yuǎn)端補(bǔ)償連接圖
圖2 Sense遠(yuǎn)端補(bǔ)償連接圖

 
2.2 設(shè)置停止條件

使用模式測(cè)試電池時(shí),可以選擇CC、CP、CR模式對(duì)電池進(jìn)行放電測(cè)試。當(dāng)選定放電模式時(shí),同時(shí)需要設(shè)置電池放電的停止條件。停止條件有:終止電壓、放電容量和放電時(shí)間。當(dāng)三者中任意一種條件滿足時(shí),電池放電測(cè)試停止,負(fù)載自動(dòng)停止拉載。使用者也可以選擇其中之一或者兩種條件作為終止判定條件,其它不需要的條件設(shè)置為“OFF”。
本次測(cè)試選定為CC模式下的“電壓”為終止測(cè)試條件。以下為設(shè)置步驟
A、進(jìn)入電池測(cè)試模式。按“Shift”+“CV”,并選擇“Battery”測(cè)試。圖3所示。

進(jìn)入電池測(cè)試模式
圖3 進(jìn)入電池測(cè)試模式

B、CC模式及參數(shù)設(shè)置。在電池測(cè)試界面的1/2 頁(yè),把“功能”設(shè)置到CC模式,同時(shí)把電流量程設(shè)置為5A,電壓量程為36V,放電電流為2A;如圖4。

CC模式及參數(shù)設(shè)置
圖4 CC模式及參數(shù)設(shè)置

C、終止條件參數(shù)設(shè)置。在電池測(cè)試界面的2/2 頁(yè),可以設(shè)置“終止電壓”“、“放電容量”和“放電時(shí)間”。由于本次測(cè)試只測(cè)試終止電壓這單一測(cè)試條件,終止電壓為6V(根據(jù)電池規(guī)格書,低于6V電池將無(wú)法正常供電)因此“放電容量”和“放電時(shí)間”均設(shè)置為“OFF”;如圖5。

終止條件參數(shù)設(shè)置
圖5 終止條件參數(shù)設(shè)置

2.3 開始測(cè)試

2.3.1啟動(dòng)測(cè)試

參數(shù)設(shè)置及線纜連接完畢并確認(rèn)無(wú)誤后,按下SDL1030X前面板的“ON/OFF ”按鍵,啟動(dòng)測(cè)試。啟動(dòng)測(cè)試后,SDL1030X將以設(shè)定的額定電流持續(xù)消耗電池的電能。

2.3.2 趨勢(shì)圖顯示

在測(cè)試過(guò)程中,我們可以按下前面板的Display 按鍵,進(jìn)入趨勢(shì)圖界面,查看被測(cè)信號(hào)的趨勢(shì),如圖6所示。電子負(fù)載顯示的是實(shí)測(cè)電流隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。再次按下Display,則退出波形顯示界面,并返回電池測(cè)試功能的主界面。

放電電流趨勢(shì)圖
圖6 放電電流趨勢(shì)圖

2.4 測(cè)試結(jié)束

在SDL1030X持續(xù)的消耗電能過(guò)程中,電池的電壓將會(huì)緩慢下降,當(dāng)電壓降至設(shè)置的6V電壓后,電子負(fù)載將停止拉載并結(jié)束測(cè)試,彈出“電池放電測(cè)試完成!”的提示框。如圖7所示。

結(jié)束提醒
圖7 結(jié)束提醒

3.測(cè)試結(jié)果

下圖8為測(cè)試結(jié)束后的截圖。從圖中可以看到,在負(fù)載拉載后電池空載,電壓反而又升級(jí)到了7.1389V,但此時(shí)的電池已經(jīng)沒有負(fù)載能力。

測(cè)試結(jié)束
圖8 測(cè)試結(jié)束

我們把測(cè)試結(jié)果和電池標(biāo)稱參數(shù)制作成一個(gè)表格。

參數(shù) 額定值 測(cè)試結(jié)果
電壓 7.4V 6.000V
測(cè)試電流 2A 2A
測(cè)試時(shí)間 -- 01:57:36
電池容量 5000mA(最大容量) 3920mA
 
表1 電池標(biāo)稱參數(shù)測(cè)試結(jié)果

從表格上看,此次測(cè)試的電池在2A電流下持續(xù)放電,電壓下降到6V時(shí),耗時(shí)1小時(shí)57分36秒。容量為3920mA。經(jīng)計(jì)算此塊電池容量為最大容量的78.4%
由于電池在使用過(guò)程中,容量會(huì)逐漸衰減而此塊電池使用時(shí)間已經(jīng)超過(guò)1年半,從結(jié)果看還不錯(cuò)。


4.結(jié)束

此次我們只是介紹電子負(fù)載多種測(cè)試電池方法中的一種,電子負(fù)載不但可以設(shè)置終止電壓,還可以設(shè)置放電容量及放電時(shí)間對(duì)電池進(jìn)行評(píng)估。除此之外還可以設(shè)置CP和CR模式對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。為充分了解電池性能應(yīng)多方位多角度進(jìn)行評(píng)估。




評(píng)論


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