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IT6500C系列電源的測試解決方案

鉅大LARGE  |  點擊量:975次  |  2020年02月09日  

為了倡導可持續(xù)發(fā)展,電池成為了各類產(chǎn)品的主流儲能供電源。針對電池,目前市面上也出現(xiàn)很多相關測量設備,比如內(nèi)阻測試儀,充放電測試系統(tǒng),電池模擬器等等。但極少數(shù)的廠家對電池的應用給出完整的解決方案,以解決目前電池測試中的各類問題,如防止反接,再比如如何提高測量效率,降低設備成本等。


本文要介紹的是在電池應用中,艾德克斯完整的一系列的解決方案。


一、電池內(nèi)阻測試儀

內(nèi)阻是評價電池性能的重要指標之一。目前市面上,對于單體的電芯篩選,多采用交流內(nèi)阻測試儀,其優(yōu)勢是可將測量時間控制在8ms左右,測量效率高,非常適用于產(chǎn)線的快速點檢。而對于大型電池組,如動力電池,蓄電池,磷酸鐵鋰電池等,受到測試設備等方面的限制,不方便進行交流內(nèi)阻的測量,因此多采用直流內(nèi)阻測試法,以對電池進行壽命預測和輸出能力的評估。另外一方面,直流內(nèi)阻不僅測試電池包本身內(nèi)阻,還包含了極化電阻等,能更真實的反應電池供電時的內(nèi)阻特性。


當然,對于完整的電池測試而言,除了內(nèi)阻測試之外,還包括長時間的容量壽命驗證,因此電源和電子負載也通常成為電池生產(chǎn)廠商以及使用電池廠商的標配測量設備。同時結(jié)合內(nèi)阻的分析,通常實驗室需要配置直流內(nèi)阻測試儀,交流內(nèi)阻測試儀或者一整套的測試系統(tǒng)。


在這里,我們特別推薦的是IT6500C系列的電源,將電源本身額外擴展了直流內(nèi)阻測試功能,可省去實驗室的成本投入。用戶進入IT6500C的菜單,選擇DCR測試項,輸入電池容量后,即可輕松完成電池直流內(nèi)阻的測試,并將結(jié)果顯示在面板上。


二、電池內(nèi)阻模擬功能

隨著越來越多的行業(yè)采用電池供電,如數(shù)碼產(chǎn)品,電動工具,家用電器及電動汽車等,對于電池模擬器設備的需求也日益提升。


多數(shù)哪些用戶會需要電池模擬器呢?比如如上列舉的行業(yè),都需要一臺電源模擬電池給其設計產(chǎn)品的主板供電,已驗證其產(chǎn)品不同工況下消耗的電流。比如手機在發(fā)送短信時消耗的電流,又或者接聽電話時消耗的電流等。當然,一般的電源只能模擬電池對外輸出的電壓電流能力,卻無法模擬電池的內(nèi)阻,真實考量電池的輸出電量能力。


而上述介紹的IT6500C系列的電源,除了具備測量DCR的功能之外,也可以當做電池模擬器使用,且可模擬電池內(nèi)阻,范圍1毫歐~555.5歐姆。


三、無縫充放電切換

在談及無縫充放電切換的功能時,我們先粗略了解一下蓄電池及鋰電池的極化現(xiàn)象。


目前主流的充電模式分為三個階段,恒流充電,恒壓充電到最后浮充階段。恒流充電階段電流保持恒定,電池電壓快速上升到充電截止電壓,后轉(zhuǎn)為恒壓充電模式,充電電流逐漸減小,最后進入浮充模式,以彌補蓄電池內(nèi)部損耗使其保持在充滿的狀態(tài)。但是這樣的充電方式,尤其在恒流充電階段,雖然一定程度上提升了充電的效率,但是也極容易使得正負極離子濃度升高,極化加?。ㄈ缧铍姵兀?。再比如鋰電池容易在負極析出固態(tài)金屬鋰,又或者鎳氫電池常規(guī)恒壓或恒流充電均會使電解液持續(xù)產(chǎn)生氫氧氣體,其氧氣在內(nèi)部高壓作用下,滲透至負極與鎘板作用生成CdO,造成極板有效容量下降,無法達到充滿電的目的,同時對于電池也造成一定程度上的損害。


而目前很多前端的電池研發(fā)機構,開始提出間歇-正負脈沖充電方法對其進行去極化處理。且該種方式,不僅不會降低充電效率,同時更能真正的實現(xiàn)電池電量充滿,且延長電池壽命的作用。


以鎳氫電池為例,采用脈沖充電方式,這樣充電過程中產(chǎn)生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液,使析氣量大大降低,減小析氣量可以使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然得到消除,從而減小了鉛酸蓄電池的內(nèi)壓,可以吸收更多的電量。



圖一、脈沖充放電曲線


以上正負脈沖的切換,目前市面上的普通電源還很難做到無縫切換。而IT6500C系列的電源,配合功率耗散器,不僅可以實現(xiàn)正脈沖充電,負脈沖放電的功能,更可以實現(xiàn)正電流到負電流之間的無縫切換,為新能源動力電池等各類電池的研究提供必要的技術支撐。



圖二、IT6500C對電池充放電無縫切換曲線


四、防反接模塊,有效保護電源和電池

在電池充放電應用中,若操作者誤將電池反接到電源兩端,會損壞電源。其一會損壞電源內(nèi)部用于續(xù)流的反向二極管。此外有些電源內(nèi)部為了加快下降速度,會增加假負載模塊,但假負載功率有限,會瞬間被電池的大電流給燒壞。因為電池的反接,造成生產(chǎn)測試甚至整個系統(tǒng)的down機,屢見不鮮。ITECH在這部分提供了完善的保護配件,防止電池反接模塊。防反接模塊可以在檢測到電池反接的時候,立馬物理性的切斷電源和電池之間的回路,有效保護電池。此外防反接模塊也能有效進行短路保護,當檢測到短路發(fā)生時,也可有效斷開回路,保護電池。


五、有效解決靜置模式下,電源倒吸電池電流問題

目前電池的實際測試應用中,還存在一個典型的現(xiàn)象,即當電池充滿電后,倘若電源依然接在電池兩端,雖然電源已經(jīng)OFF且停止充電,但由于電源內(nèi)部存在電阻電容等器件,或者如上所述的內(nèi)部假負載等,會慢慢消耗電池的電量,使得被充滿電的電池,容量減小,被二次消耗。


同樣還是艾德克斯的IT6500C系列電源及配套的電池測試系統(tǒng),可提供防電池倒灌裝置,避免當電池充滿電的情況下,由于電源內(nèi)部環(huán)路倒吸電池電量的發(fā)生。此外,即便在無此倒灌裝置的條件下,IT6500C系列的單純硬件本身,也已經(jīng)將電池的該類應用問題,做了盡可能的優(yōu)化。目前我們可以做到最領先的技術,即無論電池電壓為多少伏,倒吸電流大小是基本恒定的,不會隨著電池電壓規(guī)格的增大,倒吸電流也同步增大的現(xiàn)象。而同類國外其他品牌的實驗結(jié)果是大約有41mA的倒吸電流,且隨著電池電壓增大而增大,但IT6500C系列大約只有10mA。


總結(jié)

艾德克斯有一系列針對電池測試的解決方案,IT6500C配合功率耗散器可以對電池或電池包進行無縫充放電、測試電池直流阻抗、模擬電池輸出內(nèi)阻。面對低功耗物聯(lián)網(wǎng)電子待測物,IT6400系列雙極性直流電源具有極大優(yōu)勢,不但可以無縫測試電池充放電性能,更可以提供精度高達50nA的電流,可以測試車位檢測儀、智能手環(huán)、地下供水表等待機功耗。利用ITS5300測試系統(tǒng)更可以自動完成電池的充放電性能(包括交直流內(nèi)阻、溫度、SOC)及壽命檢測。


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