麻省理工學(xué)院（MIT）電動汽車團(tuán)隊(duì)（EVT）致力于開發(fā)氫燃料電池摩托車，推動碳中和未來。本文闡述RIGOL DL3000系列直流電子負(fù)載如何通過高精度電壓回讀與集成化測試方案，解決其能量存儲系統(tǒng)（ESS）中鋰離子電池的mΩ級內(nèi)阻測量難題，顯著提升測試效率與可靠性。

測試背景與技術(shù)挑戰(zhàn)

氫燃料電池摩托車通過燃料電池堆與鋰離子電池協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)能量高效利用。其能量存儲系統(tǒng)采用50V/32Ah的SPIM08HP鋰離子軟包電池組，需滿足以下嚴(yán)苛測試需求：

微小內(nèi)阻測量：電池內(nèi)阻僅數(shù)mΩ級別，傳統(tǒng)方法（示波器+差分探頭）易受噪聲干擾，導(dǎo)致測量誤差超±10%。

高電流測試：電池需在20A大電流充放電工況下完成性能評估，對設(shè)備負(fù)載能力與穩(wěn)定性要求極高。

成本與效率瓶頸：原有方案依賴示波器與電子負(fù)載組合，設(shè)備成本高且操作復(fù)雜，影響研發(fā)進(jìn)度。
RIGOL解決方案與產(chǎn)品優(yōu)勢

DL3031A直流電子負(fù)載憑借以下特性成為EVT團(tuán)隊(duì)的核心測試工具：

一體化高精度測量

0.1mV電壓回讀分辨率：直接通過電子負(fù)載讀取電池電壓，無需外接示波器。

20A大電流負(fù)載能力：支持持續(xù)20A放電測試，準(zhǔn)確模擬電池實(shí)際工況。

傳統(tǒng)方案：電池 → 電子負(fù)載 + 示波器（需差分探頭） → 數(shù)據(jù)分散處理

RIGOL方案：電池 → DL3031A（內(nèi)置S1501 Ultra Load軟件） → 單設(shè)備完成加載、測量、分析

2. 智能化軟件賦能

S1501 Ultra Load軟件：集成放電曲線自動記錄功能，清晰呈現(xiàn)開路電壓、內(nèi)阻壓降、放電衰減三階段。

一鍵計(jì)算內(nèi)阻：通過初始壓降ΔV與負(fù)載電流I，直接計(jì)算內(nèi)阻R=ΔV/I，避免人工計(jì)算誤差。

操作步驟與應(yīng)用實(shí)踐

1. 電池連接與參數(shù)設(shè)置
將電池組正負(fù)極接入DL3031A輸入端口，確保接觸阻抗＜1mΩ。
在軟件中設(shè)置恒流（CC）模式，負(fù)載電流20A，采樣率1kHz。

2. 測試執(zhí)行與數(shù)據(jù)捕獲
啟動放電測試，軟件實(shí)時(shí)顯示電壓-時(shí)間曲線。
識別曲線中的壓降階段，記錄ΔV=3.204V-3.054V=0.15V。

3. 內(nèi)阻計(jì)算與驗(yàn)證
根據(jù)公式R=0.15V/20A=7.5mΩ，與電池標(biāo)稱值7.2mΩ誤差僅4.2%。
重復(fù)測試3次，結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差＜0.1mΩ，驗(yàn)證方案穩(wěn)定性。

RIGOL DL3031A通過硬件精度革新（0.1mV分辨率）與軟件集成創(chuàng)新（S1501 Ultra Load），成功解決氫燃料電池摩托車電池組的mΩ級內(nèi)阻測試難題，助力MIT團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)室測試效率提升60%。未來，該方案可擴(kuò)展至燃料電池堆性能驗(yàn)證、多電池組并聯(lián)分析等場景，持續(xù)推動新能源汽車技術(shù)發(fā)展。

產(chǎn)品參數(shù)速覽

DL3031A：單通道150V/60A，功率350W，分辨率0.1mV/0.1mA

動態(tài)模式：30kHz，電流爬升速率0.001-5A/μs

保護(hù)功能：過壓/過流/過功率/過熱/反接保護(hù)