電池的主要性能包括電動(dòng)勢(shì)、額定容量、額定電壓、開路電壓、內(nèi)阻、充放電速率、阻抗、壽命和自放電率。

　　電子負(fù)載，顧名思義，是用電子器件實(shí)現(xiàn)的“負(fù)載”功能，其輸出端口符合歐姆定律。具體地說(shuō)，電子負(fù)載是通過(guò)控制內(nèi)部功率器件MOSFET或晶體管的導(dǎo)通量，使功率管耗散功率，消耗電能的設(shè)備。

　　電子負(fù)載一般具有定電流、定電壓、定電阻、定功率、短路及動(dòng)態(tài)負(fù)載多種模式，可以模擬各種不同的負(fù)載狀況。

　　電池在研發(fā)和生產(chǎn)中，需要使用到電子負(fù)載模擬其各種運(yùn)作狀態(tài)，以更好的判斷電池的產(chǎn)品品質(zhì)。下面就以費(fèi)思的FT6800A大功率可編程直流電子負(fù)載來(lái)說(shuō)明負(fù)載在電池充放電測(cè)試中的應(yīng)用狀況。

　　FT6800A大功率可編程直流電子負(fù)載規(guī)格參數(shù)基本參數(shù)表

　　一、電池放電參數(shù)測(cè)試

　　準(zhǔn)備：負(fù)載、電池、電腦、測(cè)試線(兩對(duì))及遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)線。接線如圖2：

　　(操作可以由手動(dòng)進(jìn)行操作，并通過(guò)負(fù)載配置的軟件來(lái)查看界面，輕松自如)

　　1、電池內(nèi)阻測(cè)試：

　　電池內(nèi)阻是指電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)受到的阻力。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化(逐漸變大)。

　　內(nèi)阻測(cè)量法：

　　根據(jù)物理公式R=V/I，測(cè)試設(shè)備讓電池在短時(shí)間內(nèi)(一般為5~18秒)強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)很大的恒定直流電流(目前一般使用0.5C/1C/2C/4C等大電流值進(jìn)行測(cè)量)，測(cè)量此時(shí)電池兩端的電壓降，并按公式計(jì)算出當(dāng)前的電池內(nèi)阻。

　　具體測(cè)試如下：

　　為避免在測(cè)試過(guò)程中因線路損耗造成產(chǎn)生測(cè)量誤差我們采用四線制測(cè)量(兩根電流控制線、兩根采樣線以作線損補(bǔ)償)，接線如圖2。

　　線材要求：電流線服從電流國(guó)標(biāo)要求，采樣線無(wú)要求，聯(lián)通即可。

　　電池內(nèi)阻測(cè)試接線圖如圖2。

　　具體操作如下：

　　連接好待測(cè)電池和測(cè)量?jī)x器電子負(fù)載;

　　1)進(jìn)入負(fù)載電池內(nèi)阻測(cè)試界面，shift3;

　　2)設(shè)置被測(cè)電池的放電電流，設(shè)置例如2C(這個(gè)根據(jù)要求測(cè)量相關(guān)電流)。 ;

　　3)按下開始按鈕開始測(cè)試，負(fù)載屏幕將顯示被測(cè)電池的內(nèi)阻。

　　4)軟件有相對(duì)應(yīng)功能，測(cè)試方法及設(shè)置跟手動(dòng)相同。

　　注：因?yàn)橐獪y(cè)量的電池的內(nèi)阻很小，線路的電阻就要考慮進(jìn)去了。一條短短的從儀器到電池的連接線本身也存在電阻(大約也是毫歐級(jí))，還有電池與連接線的接觸面也存在接觸電阻，這些因素必須都在儀器的內(nèi)部事先做好誤差調(diào)節(jié)。

　　2、電池容量測(cè)試：

　　電池容量是電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)電池放出的電量，即電池的容量，通常以安培、小時(shí)為單位(簡(jiǎn)稱安時(shí)，以A.H表示，1A.h=3600C)電池容量C的計(jì)算式為C=∫t0It1dt (在t0到t1時(shí)間內(nèi)對(duì)電流I積分). 在某一放電率下于25℃放電至終止電壓所提的最低限度的容量是設(shè)計(jì)與生產(chǎn)時(shí)的規(guī)定的電池的容量，這叫做某一放電率RH的額定容量。電池容量一般以AH(安培小時(shí))計(jì)算，放電電池(恒流)I×放電時(shí)間(小時(shí))T 。

　　恒流放電測(cè)試容量：

　　1) 連接好電子負(fù)載與被測(cè)電池之間的測(cè)試線，本處采用四線制測(cè)量，接線如圖1;

　　2) 電子負(fù)載進(jìn)入電池容量測(cè)試界面shift+4;

　　3)根據(jù)被測(cè)電池設(shè)置放電電流，本次測(cè)試設(shè)置為80安培(根據(jù)測(cè)試要求0.5C/1C/2C/4C);

　　4)設(shè)置終止電壓(電池放電截止電壓);

　　5)開始測(cè)試;

　　6)軟件有相對(duì)應(yīng)功能，測(cè)試方法及設(shè)置跟手動(dòng)相同。

　　3、電池輸出電流(電池保護(hù)板OCP點(diǎn)測(cè)試，于電池相連時(shí)測(cè)試)：

　　1)連接好電子負(fù)載與被測(cè)電池之間的測(cè)試線，本處采用四線制測(cè)量，接線如圖

　　2)電子負(fù)載進(jìn)入OCP測(cè)試界面shift+5

　　3)根據(jù)被測(cè)電池設(shè)置起始電流， 本次測(cè)試設(shè)置為20安培。

　　4)設(shè)置步進(jìn)電流，(電流增量)

　　5)設(shè)置終止電壓(稍低于電池保護(hù)板低壓保護(hù)點(diǎn))，

　　6)設(shè)置步進(jìn)時(shí)間(時(shí)間間隔)，

　　7)設(shè)置電流最大值(稍大于電池保護(hù)板過(guò)流值)，

　　8)開始測(cè)試，

　　9)軟件有相對(duì)應(yīng)功能，測(cè)試方法及設(shè)置跟手動(dòng)相同。

　　4、電池放電其他測(cè)試：

　　脈沖放電：模擬電池使用在比如直流電機(jī)控制板的環(huán)境。

　　測(cè)試方法：軟件測(cè)試，使用動(dòng)態(tài)功能，監(jiān)控容量和電壓曲線。

　　工況模擬：模擬實(shí)際使用狀況。

　　測(cè)試方法：軟件測(cè)試，使用序列功能，模擬實(shí)際工況狀態(tài)測(cè)試。循環(huán)測(cè)試，保護(hù)板保護(hù)穩(wěn)定性測(cè)試。

　　二、電池充電測(cè)試：

　　1、恒壓充電

　　1)連接好電子負(fù)載與被測(cè)電池之間以及直流電源的測(cè)試線，本處采用四線制測(cè)量，并連接好電腦(監(jiān)測(cè)充電過(guò)程)，接線如圖5;

　　2)開啟電池恒壓功能;

　　3)根據(jù)被測(cè)電池設(shè)置電子負(fù)載恒壓參數(shù);

　　4)調(diào)整直流電源輸出電流;

　　5)電源輸出開啟;

　　6)開啟電子負(fù)載開始恒壓充電測(cè)試。

　　2、恒流充電

　　1)連接好電子負(fù)載與被測(cè)電池之間以及直流電源的測(cè)試線，本處采用四線制測(cè)量，并連接好電腦(監(jiān)測(cè)充電過(guò)程)，接線如圖5;

　　2)根據(jù)被測(cè)電池設(shè)置電子負(fù)載恒流參數(shù)，

　　3)設(shè)置卸載電壓以保證電池充滿和停止充電

　　4)電源輸出開啟

　　5)開啟電子負(fù)載開始恒壓充電測(cè)試，

　　3、恒流轉(zhuǎn)恒壓

　　1)連接好電子負(fù)載與被測(cè)電池之間以及直流電源的測(cè)試線，本處采用四線制測(cè)量，并連接好電腦(監(jiān)測(cè)充電過(guò)程)。接線如圖5;

　　2)根據(jù)被測(cè)電池設(shè)置電子負(fù)載恒流參數(shù)，

　　3)設(shè)置直流電源輸出電壓以控制電池的最終恒定電壓

　　4)電源輸出開啟

　　5)開啟電子負(fù)載開始恒流充電測(cè)試，

　　三、電池保護(hù)電路測(cè)試：

　　電池保護(hù)電路包括過(guò)度充電保護(hù)、過(guò)電流、短路保護(hù)和過(guò)放電保護(hù)級(jí)保護(hù)穩(wěn)定性等，該電路就是要確保這樣的過(guò)度充電及放電狀態(tài)時(shí)的安全，并防止特性劣化。

　　接線方式：把負(fù)載替換電池進(jìn)行測(cè)試，串聯(lián)在電源輸出兩端。

　　優(yōu)點(diǎn)：可以快速檢測(cè)BMS的上述幾大保護(hù)特性和保護(hù)穩(wěn)定性(穩(wěn)定性分析建議使用軟件進(jìn)行測(cè)試)。精確度高，并且適合生產(chǎn)性測(cè)試(自動(dòng)測(cè)試功能，自動(dòng)測(cè)試，自動(dòng)判斷合格與否)

　　缺點(diǎn)：無(wú)法模擬電池組中單節(jié)電池的電壓特性測(cè)試。

　　過(guò)度充電保護(hù)：當(dāng)充電器對(duì)電池過(guò)度充電時(shí)，電池會(huì)因溫度上升而導(dǎo)致內(nèi)壓上升，需終止當(dāng)前充電的狀態(tài)。此時(shí)，集成保護(hù)電路IC 需檢測(cè)電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)電池過(guò)充電壓臨界點(diǎn)即激活過(guò)度充電保護(hù),將充電回路切斷，進(jìn)而截止充電。另外，為防止由于噪音所產(chǎn)生的過(guò)度充電而誤判為過(guò)充保護(hù)，因此需要設(shè)定延遲時(shí)間，并且延遲時(shí)間不能短于噪音的持續(xù)時(shí)間以免誤判。

　　測(cè)試方法：負(fù)載使用OVP測(cè)試，使用軟件進(jìn)行測(cè)試，電壓增量為正，開始電壓低于截止電壓

　　過(guò)度放電保護(hù)

　　在過(guò)度放電的情況下，電解液因分解而導(dǎo)致電池特性劣化，并造成充電次數(shù)的降低。過(guò)度放電保護(hù)IC 原理：為了防止電池的過(guò)度放電狀態(tài)，假設(shè)電池接上負(fù)載，當(dāng)電池電壓低于其過(guò)度放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí)將激活過(guò)度放電保護(hù)，使放電回路切斷而截止放電，以避免電池過(guò)度放電現(xiàn)象產(chǎn)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。當(dāng)電池接上充電器，且此時(shí)電池電壓高于過(guò)度放電電壓時(shí)，過(guò)度放電保護(hù)功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過(guò)放電檢測(cè)電路設(shè)有延遲時(shí)間以避免產(chǎn)生誤動(dòng)作。

　　測(cè)試方法：負(fù)載使用OVP測(cè)試，使用軟件進(jìn)行測(cè)試，電壓增量為負(fù)，開始電壓高于截止電壓

　　過(guò)電流及短路電流保護(hù)

　　因?yàn)椴幻髟?放電時(shí)或正負(fù)極遭金屬物誤觸) 造成過(guò)電流或短路，為確保安全，必須使其立即停止放電。同樣，過(guò)電流檢測(cè)也必須設(shè)有延遲時(shí)間以防有突發(fā)電流流入時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作。通常在過(guò)電流產(chǎn)生后，若能去除過(guò)電流因素,將會(huì)恢復(fù)其正常狀態(tài),可以再進(jìn)行正常的充放電動(dòng)作。

　　在進(jìn)行保護(hù)電路設(shè)計(jì)時(shí)使電池充電到飽滿的狀態(tài)是使用者很關(guān)心的問(wèn)題，同時(shí)兼顧到安全性問(wèn)題

　　測(cè)試方法：負(fù)載使用OCP測(cè)試，使用軟件進(jìn)行測(cè)試，電流增量為正，開始電流低于截止電流。

　　穩(wěn)定性測(cè)試，參考工況模擬。

　　工況模擬：模擬實(shí)際使用狀況。

　　測(cè)試方法：軟件測(cè)試，使用序列功能，模擬實(shí)際工況狀態(tài)測(cè)試。循環(huán)測(cè)試，保護(hù)板保護(hù)穩(wěn)定性測(cè)試。