首页 > 新能源汽车

组建基于LXI总线的高效锂离子电池测试系统

来源:新能源汽车网
时间:2016-06-15 08:10:08
热度:

组建基于LXI总线的高效锂离子电池测试系统  手机锂电池测试主要针对经过封装后的电池保护电路进行功能检测,利用电源、电子负载、多路开关和数字万用表等仪器仿真各种充放电时的极限过压、

  手机锂电池测试主要针对经过封装后的电池保护电路进行功能检测,利用电源、电子负载、多路开关和数字万用表等仪器仿真各种充放电时的极限过压、过流情况,检测电池保护电路是否有效。从源头上杜绝质量不合格的电池产品流入市场。

  锂离子电池的测试要求

原有测试系统与安捷伦电池测试方案外观对比图

  为测试电池保护电路的各项保护功能是否有效,电池测试系统的主要测试步骤包括以下部分:

  1) 常规开路电压测试

  电池功能测试,需要对电池进行短时间充电,并测量开路电压,判断电池的基本充电功能是否有效。

  2) 过流保护及恢复测试

  用电子负载对手机电池进行大电流放电,并测试其保护电路的内部电流切断功能。当切断放电回路后,测试电池能否恢复正常工作。

  3) 工作温度测试

  通过万用表读取温度传感器上电阻值,测试电池工作温度。

  4) 过充电及恢复测试

  用电源对手机电池进行过压充电,测试电池保护电路能否切断充电回路。

  5) 过放电及恢复测试

  用电子负载对手机电池进行过放电,测试电池保护电路能否切断放电回路。

  6) 交流内阻测试

  通过交流内阻仪测试电池交流内阻。

  锂离子电池测试系统

  典型的锂离子电池测试系统应包括以下测试仪器:

  ● 多通道开关用于给待测件加载不同激励,并切换不同测试设备

  ● 高精度数字万用表,完成对电池的直流电压、电流和电阻测试

  ● 两路以上的多路电源,用于给待测件进行充电测试,以及给测试夹具供电

  ● 电子负载,用于给待测件进行放电测试

  ● 交流内阻测试仪,用于测量1kHz交流情况下锂电池的交流内阻

  ● 工控机及测试软件,用于控制设备完成测试

  以锂电池测试中过流保护及恢复测试为例,我们描述一下具体的测试过程:

  测试系统中的计算机,通过GPIB接口向各台仪器依次发出指令,控制测试流程。首先通过切换多路复用开关,将电子负载与待测件连接。设置电子负载工作在恒流模式,使待测件输出一个比较大的恒定电流(例如5A),接通20ms后,将数字万用表也通过多路复用开关与电池输出端接通,测试电池的输出电压。如果电池输出电压为0,说明电池保护电路启动,已经切断电池输出回路,此项目测试通过。如果测试结果不为零,此项目标定为测试失败。测试结束后,迅速打开开关,切断电子负载与电池之间的连接,因为长时间大电流放电可能对电池造成永久损坏。

  基于以上的测试方案,2007年安捷伦推出新一代锂离子电池测试解决方案。新方案大量使用最近几年内推出的LXI(LAN Extensions for Instrumentation)系统测试仪器,这些LXI仪器与传统产品相比,通过网线组建系统,简化了系统集成的难度,提高了测试速度,而且大幅度减低了系统体积和组建成本。系统中各台仪器通过网线或GPIB电缆与计算机连接,组建成为基于LXI平台的混合测试系统,整个系统高度仅14U。在一些手机电池生产厂商的实际应用中,客户告诉我们,与他们原有的测试系统配置相比,新的解决方案使系统体积缩小超过1/3,成本缩减1/4以上,而测试速度也有10%左右的提高。另外更小的机箱体积,更简洁的系统连接以及开关电源带来的更小的电源功耗,也带来了许多的额外好处。

  在测试软件的开发上,LXI仪器同样支持各种主流软件开发环境,可以在VB, VC, C/C++, Labview等各种开发环境下编写测试程序,与传统的仪器控制方式完全相同。

  在电池测试过程中,客户最关心的问题除了保证电池质量,还包括如何提高电池产量,降低生产成本。另外,由于不同型号电池的电特性指标不同,测试系统在软件和硬件方面必须具有一定的灵活性,方便客户进行系统上的二次开发。最后,在面临生产线每天24小时连续开机的条件下,系统仪器的质量,维护成本,也是衡量电池测试系统解决方案的一个重要因素。