電子負(fù)載測(cè)試電池的方法
電池是一種廣泛使用的儲(chǔ)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(gè)人日常生活中不可或缺的手機(jī)、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(píng)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(fèi)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(shí)為單位(簡(jiǎn)稱A)?H)表示。
1.電池容量測(cè)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(cè)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(cè)試電池的好工具?,F(xiàn)在我們用鼎陽(yáng)科技的SDL1030X測(cè)試電池,展示如何測(cè)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(cè)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(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)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(zhǎng)時(shí),應(yīng)考慮線路損壞。由于電線有阻抗,在大電流下會(huì)產(chǎn)生壓降,導(dǎo)致負(fù)載測(cè)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(bǔ)償功能(Sense功能)來消除電壓誤差。如下圖2所示,遠(yuǎn)端補(bǔ)償功能的原理是Sense終端直接檢測(cè)被測(cè)設(shè)備的輸出端。當(dāng)線路損壞電壓不容忽視時(shí),自動(dòng)補(bǔ)償線路損壞壓降,以確保被測(cè)設(shè)備的輸出電壓與負(fù)載獲得的輸入電壓一致)。測(cè)試電池的額定電流為2A,測(cè)試電纜只有20cm,因此無需使用遠(yuǎn)端補(bǔ)償功能。
圖1測(cè)試連接實(shí)物圖
圖2Sense遠(yuǎn)端補(bǔ)償連接圖
2.2設(shè)置停止條件
使用電池測(cè)試模式測(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。在選擇放電模式時(shí),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(shí)間。當(dāng)滿足三者中的任何一個(gè)條件時(shí),電池放電測(cè)試停止,負(fù)載自動(dòng)停止拉載。用戶還可以選擇其中一個(gè)或兩個(gè)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(cè)試選擇CC模式下的“電壓”作為終止測(cè)試條件。以下是設(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。
圖3進(jìn)入電池測(cè)試模式
B、CC模式和參數(shù)設(shè)置。在電池測(cè)試界面的1/2頁(yè),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)?!敖K止電壓”可設(shè)置在電池測(cè)試界面的2/2頁(yè)、“放電容量”和“放電時(shí)間”。由于本次測(cè)試僅測(cè)試終止電壓的單一測(cè)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(shí)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(cè)試
1.3.1啟動(dòng)測(cè)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(dòng)測(cè)試。啟動(dòng)測(cè)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(shì)圖顯示
在測(cè)試過程中,我們可以按下前面板的Display按鈕,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)載顯示實(shí)測(cè)電流隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。再次按下Display,退出波形顯示界面,返回電池測(cè)試功能的主界面。
圖6放電電流趨勢(shì)圖
1.4測(cè)試結(jié)束
當(dāng)電壓降至設(shè)定的6V電壓時(shí),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!”提示框。如圖7所示。
圖7結(jié)束提醒
2.測(cè)試結(jié)果
下圖8是測(cè)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(jí)到7.1389V,但此時(shí)電池沒有負(fù)載能力。
圖8測(cè)試結(jié)束
我們將測(cè)試結(jié)果和電池標(biāo)稱參數(shù)制成表格。
從表格上看,測(cè)試電池在2A電流下持續(xù)放電,當(dāng)電壓下降到6V時(shí),需要1小時(shí)57分36秒。容量為3920ma。計(jì)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(huì)逐漸下降,這個(gè)電池已經(jīng)使用了一年半以上,結(jié)果還不錯(cuò)。
3.結(jié)束
這一次,我們只介紹了各種電子負(fù)載測(cè)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(shí)間來評(píng)估電池。此外,還可以設(shè)置CP和CR模式進(jìn)行評(píng)估。為了充分了解電池的性能,應(yīng)從多個(gè)方向、多個(gè)角度進(jìn)行評(píng)估。
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