利用电子负载评估电池质量的方法

　　电池是一种广泛使用的储能介质。所有便携式电子设备都需要配备电池。电池是每个人日常生活中不可或缺的手机、可穿戴设备、航空航天和热门新能源汽车。根据设备的用途配备不同容量的电池。工程师们如何评估电池的质量。

　　电池的参数很多，如标称电压、电池容量、最大输出功率、最大电流等，大多数消费者可能最关心电池容量。电池容量是指在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)释放的电池，通常是安培的•小时为单位(简称A)•H)表示。

　　1.电池容量测试

　　电子负载的原理是控制内部功率MOSFET或晶体管的导通量(占空比)，依靠功率管的耗散功率消耗电能。它能准确检测负载电压，准确调节负载电流。因此，电子负载是测试电池的好工具。现在我们用鼎阳科技的SDL1030X测试电池，展示如何测试电池。SDL1030X是分辨率0.1mV/0.1mA，基本电压电流精度可达0.05%，功率可达300W电子负载。本次测试的电池电压为7.4V、锂电池容量为5000mah。

　　1.1线缆连接

　　将电池的正负极直接连接到电子负载的输入端，如下图1所示。接入电子负载时应注意以下几个方面：

　　A、电池和电子负载的正负极必须正确连接。

　　B、电缆必须满足大电流，接口牢固，连接紧密。

　　C、当大电流(如大于5A)且电缆较长时，应考虑线路损坏。由于电线有阻抗，在大电流下会产生压降，导致负载测量电压低。为了消除这一误差，需要使用电子负载的远端补偿功能(Sense功能)来消除电压误差。如下图2所示，远端补偿功能的原理是Sense终端直接检测被测设备的输出端。当线路损坏电压不容忽视时，自动补偿线路损坏压降，以确保被测设备的输出电压与负载获得的输入电压一致)。测试电池的额定电流为2A，测试电缆只有20cm，因此无需使用远端补偿功能。

　　图1测试连接实物图

　　图2Sense远端补偿连接图

　　2.2设置停止条件

　　使用电池测试模式测试电池时，可以选择CC、CP、CR模式对电池进行放电测试。在选择放电模式时，需要设置电池放电的停止条件。停止条件包括：终止电压、放电容量和放电时间。当满足三者中的任何一个条件时，电池放电测试停止，负载自动停止拉载。用户还可以选择其中一个或两个条件作为终止判断条件，其他不必要的条件设置为“OFF”。

　　本次测试选择CC模式下的“电压”作为终止测试条件。以下是设置步骤

　　A、进入电池测试模式。按“Shift”+“CV并选择“Battery测试。图3所示。

　　图3进入电池测试模式

　　B、CC模式和参数设置。在电池测试界面的1/2页，将“功能”设置为CC模式，将电流量程设置为5A，电压量程为36V，放电电流为2A;如图4。

　　图4CC模式及参数设置

　　C、设置终止条件参数。“终止电压”可设置在电池测试界面的2/2页、“放电容量”和“放电时间”。由于本次测试仅测试终止电压的单一测试条件，终止电压为6V(根据电池规格，低于6V的电池将无法正常供电)，因此“放电容量”和“放电时间”设置为“放电容量”OFF”;如图5。

　　图5设置终止条件参数

　　1.3开始测试

　　1.3.1启动测试

　　按SDL1030X前面板的“参数设置和电缆连接并确认正确后”ON/OFF按钮，启动测试。启动测试后，SDL1030X将继续以设定的额定电流消耗电池的电能。

　　1.3.2趋势图显示

　　在测试过程中，我们可以按下前面板的Display按钮，进入趋势图界面，查看被测信号的趋势，如图6所示。电子负载显示实测电流随时间变化的趋势。再次按下Display，退出波形显示界面，返回电池测试功能的主界面。

　　图6放电电流趋势图

　　1.4测试结束

　　当电压降至设定的6V电压时，电子负载将停止拉载并结束测试，弹出“电池放电测试完成!”提示框。如图7所示。

　　图7结束提醒

　　2.测试结果

　　下图8是测试结束后的截图。从图中可以看出，负载拉载后，电池空载，电压升级到7.1389V，但此时电池没有负载能力。

　　图8测试结束

　　我们将测试结果和电池标称参数制成表格。

　　从表格上看，测试电池在2A电流下持续放电，当电压下降到6V时，需要1小时57分36秒。容量为3920ma。计算后，该电池容量为最大容量的78.4%

　　由于电池在使用过程中容量会逐渐下降，这个电池已经使用了一年半以上，结果还不错。

　　3.结束

　　这一次，我们只介绍了各种电子负载测试电池方法之一。电子负载不仅可以设置终止电压，还可以设置放电容量和放电时间来评估电池。此外，还可以设置CP和CR模式进行评估。为了充分了解电池的性能，应从多个方向、多个角度进行评估。欲了解更多信息，欢迎访问安泰测试进行咨询。