IT6500C系列電源在電池領(lǐng)域的測試方案

 為了倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，電池成為了各類產(chǎn)品的主流儲能供電源。針對電池，目前市面上也出現(xiàn)很多相關(guān)測量設(shè)備，比如內(nèi)阻測試儀，充放電測試系統(tǒng)，電池模擬器等等。但極少數(shù)的廠家對電池的應(yīng)用給出完整的解決方案，以解決目前電池測試中的各類問題，如防止反接，再比如如何提高測量效率，降低設(shè)備成本等。

本文要介紹的是在電池應(yīng)用中，艾德克斯完整的一系列的解決方案。

一、電池內(nèi)阻測試儀

內(nèi)阻是評價電池性能的重要指標(biāo)之一。目前市面上，對于單體的電芯篩選，多采用交流內(nèi)阻測試儀，其優(yōu)勢是可將測量時間控制在8ms左右，測量效率高，非常適用于產(chǎn)線的快速點檢。而對于大型電池組，如動力電池，蓄電池，磷酸鐵鋰電池等，受到測試設(shè)備等方面的限制，不方便進(jìn)行交流內(nèi)阻的測量，因此多采用直流內(nèi)阻測試法，以對電池進(jìn)行壽命預(yù)測和輸出能力的評估。另外一方面，直流內(nèi)阻不僅測試電池包本身內(nèi)阻，還包含了極化電阻等，能更真實的反應(yīng)電池供電時的內(nèi)阻特性。

當(dāng)然，對于完整的電池測試而言，除了內(nèi)阻測試之外，還包括長時間的容量壽命驗證，因此電源和電子負(fù)載也通常成為電池生產(chǎn)廠商以及使用電池廠商的標(biāo)配測量設(shè)備。同時結(jié)合內(nèi)阻的分析，通常實驗室需要配置直流內(nèi)阻測試儀，交流內(nèi)阻測試儀或者一整套的測試系統(tǒng)。

在這里，我們特別推薦的是IT6500C系列的電源，將電源本身額外擴(kuò)展了直流內(nèi)阻測試功能，可省去實驗室的成本投入。用戶進(jìn)入IT6500C的菜單，選擇DCR測試項，輸入電池容量后，即可輕松完成電池直流內(nèi)阻的測試，并將結(jié)果顯示在面板上。

二、電池內(nèi)阻模擬功能

隨著越來越多的行業(yè)采用電池供電，如數(shù)碼產(chǎn)品，電動工具，家用電器及電動汽車等，對于電池模擬器設(shè)備的需求也日益提升。

多數(shù)哪些用戶會需要電池模擬器呢?比如如上列舉的行業(yè)，都需要一臺電源模擬電池給其設(shè)計產(chǎn)品的主板供電，已驗證其產(chǎn)品不同工況下消耗的電流。比如手機(jī)在發(fā)送短信時消耗的電流，又或者接聽電話時消耗的電流等。當(dāng)然，一般的電源只能模擬電池對外輸出的電壓電流能力，卻無法模擬電池的內(nèi)阻，真實考量電池的輸出電量能力。

而上述介紹的IT6500C系列的電源，除了具備測量DCR的功能之外，也可以當(dāng)做電池模擬器使用，且可模擬電池內(nèi)阻，范圍1毫歐~555.5歐姆。

三、無縫充放電切換

在談及無縫充放電切換的功能時，我們先粗略了解一下蓄電池及鋰電池的極化現(xiàn)象。

目前主流的充電模式分為三個階段，恒流充電，恒壓充電到最后浮充階段。恒流充電階段電流保持恒定，電池電壓快速上升到充電截止電壓，后轉(zhuǎn)為恒壓充電模式，充電電流逐漸減小，最后進(jìn)入浮充模式，以彌補(bǔ)蓄電池內(nèi)部損耗使其保持在充滿的狀態(tài)。但是這樣的充電方式，尤其在恒流充電階段，雖然一定程度上提升了充電的效率，但是也極容易使得正負(fù)極離子濃度升高，極化加劇(如蓄電池)。再比如鋰電池容易在負(fù)極析出固態(tài)金屬鋰，又或者鎳氫電池常規(guī)恒壓或恒流充電均會使電解液持續(xù)產(chǎn)生氫氧氣體，其氧氣在內(nèi)部高壓作用下，滲透至負(fù)極與鎘板作用生成CdO ,造成極板有效容量下降，無法達(dá)到充滿電的目的，同時對于電池也造成一定程度上的損害。

而目前很多前端的電池研發(fā)機(jī)構(gòu)，開始提出間歇-正負(fù)脈沖充電方法對其進(jìn)行去極化處理。且該種方式，不僅不會降低充電效率，同時更能真正的實現(xiàn)電池電量充滿，且延長電池壽命的作用。

以鎳氫電池為例，采用脈沖充電方式，這樣充電過程中產(chǎn)生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液，使析氣量大大降低，減小析氣量可以使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然得到消除，從而減小了鉛酸蓄電池的內(nèi)壓，可以吸收更多的電量。

圖一、脈沖充放電曲線

以上正負(fù)脈沖的切換，目前市面上的普通電源還很難做到無縫切換。而IT6500C系列的電源，配合功率耗散器，不僅可以實現(xiàn)正脈沖充電，負(fù)脈沖放電的功能，更可以實現(xiàn)正電流到負(fù)電流之間的無縫切換，為新能源動力電池等各類電池的研究提供必要的技術(shù)支撐。

圖二、IT6500C對電池充放電無縫切換曲線

四、防反接模塊，有效保護(hù)電源和電池

在電池充放電應(yīng)用中，若操作者誤將電池反接到電源兩端，會損壞電源。其一會損壞電源內(nèi)部用于續(xù)流的反向二極管。此外有些電源內(nèi)部為了加快下降速度，會增加假負(fù)載模塊，但假負(fù)載功率有限，會瞬間被電池的大電流給燒壞。因為電池的反接，造成生產(chǎn)測試甚至整個系統(tǒng)的down機(jī)，屢見不鮮。ITECH在這部分提供了完善的保護(hù)配件，防止電池反接模塊。防反接模塊可以在檢測到電池反接的時候，立馬物理性的切斷電源和電池之間的回路，有效保護(hù)電池。此外防反接模塊也能有效進(jìn)行短路保護(hù)，當(dāng)檢測到短路發(fā)生時，也可有效斷開回路，保護(hù)電池。

五、有效解決靜置模式下，電源倒吸電池電流問題

目前電池的實際測試應(yīng)用中，還存在一個典型的現(xiàn)象，即當(dāng)電池充滿電后，倘若電源依然接在電池兩端，雖然電源已經(jīng)OFF且停止充電，但由于電源內(nèi)部存在電阻電容等器件，或者如上所述的內(nèi)部假負(fù)載等，會慢慢消耗電池的電量，使得被充滿電的電池，容量減小，被二次消耗。

同樣還是艾德克斯的IT6500C系列電源及配套的電池測試系統(tǒng)，可提供防電池倒灌裝置，避免當(dāng)電池充滿電的情況下，由于電源內(nèi)部環(huán)路倒吸電池電量的發(fā)生。此外，即便在無此倒灌裝置的條件下，IT6500C系列的單純硬件本身，也已經(jīng)將電池的該類應(yīng)用問題，做了盡可能的優(yōu)化。目前我們可以做到最領(lǐng)先的技術(shù)，即無論電池電壓為多少伏，倒吸電流大小是基本恒定的，不會隨著電池電壓規(guī)格的增大，倒吸電流也同步增大的現(xiàn)象。而同類國外其他品牌的實驗結(jié)果是大約有41mA的倒吸電流，且隨著電池電壓增大而增大，但I(xiàn)T6500C系列大約只有10mA。

總結(jié)

艾德克斯有一系列針對電池測試的解決方案，IT6500C配合功率耗散器可以對電池或電池包進(jìn)行無縫充放電、測試電池直流阻抗、模擬電池輸出內(nèi)阻。面對低功耗物聯(lián)網(wǎng)電子待測物，IT6400系列雙極性直流電源具有極大優(yōu)勢，不但可以無縫測試電池充放電性能，更可以提供精度高達(dá)50nA的電流，可以測試車位檢測儀、智能手環(huán)、地下供水表等待機(jī)功耗。利用ITS5300測試系統(tǒng)更可以自動完成電池的充放電性能(包括交直流內(nèi)阻、溫度、SOC)及壽命檢測。