為了倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展,電池成為了各類產(chǎn)品的主流儲(chǔ)能供電源。針對(duì)電池,目前市面上也出現(xiàn)很多相關(guān)測(cè)量設(shè)備,比如內(nèi)阻測(cè)試儀,充放電測(cè)試系統(tǒng),電池模擬器等等。但極少數(shù)的廠家對(duì)電池的應(yīng)用給出完整的解決方案,以解決目前電池測(cè)試中的各類問(wèn)題,如防止反接,再比如如何提高測(cè)量效率,降低設(shè)備成本等。
本文要介紹的是在電池應(yīng)用中,艾德克斯完整的一系列的解決方案。
一、電池內(nèi)阻測(cè)試儀
內(nèi)阻是評(píng)價(jià)電池性能的重要指標(biāo)之一。目前市面上,對(duì)于單體的電芯篩選,多采用交流內(nèi)阻測(cè)試儀,其優(yōu)勢(shì)是可將測(cè)量時(shí)間控制在8ms左右,測(cè)量效率高,非常適用于產(chǎn)線的快速點(diǎn)檢。而對(duì)于大型電池組,如動(dòng)力電池,蓄電池,磷酸鐵鋰電池等,受到測(cè)試設(shè)備等方面的限制,不方便進(jìn)行交流內(nèi)阻的測(cè)量,因此多采用直流內(nèi)阻測(cè)試法,以對(duì)電池進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)和輸出能力的評(píng)估。另外一方面,直流內(nèi)阻不僅測(cè)試電池包本身內(nèi)阻,還包含了極化電阻等,能更真實(shí)的反應(yīng)電池供電時(shí)的內(nèi)阻特性。
當(dāng)然,對(duì)于完整的電池測(cè)試而言,除了內(nèi)阻測(cè)試之外,還包括長(zhǎng)時(shí)間的容量壽命驗(yàn)證,因此電源和電子負(fù)載也通常成為電池生產(chǎn)廠商以及使用電池廠商的標(biāo)配測(cè)量設(shè)備。同時(shí)結(jié)合內(nèi)阻的分析,通常實(shí)驗(yàn)室需要配置直流內(nèi)阻測(cè)試儀,交流內(nèi)阻測(cè)試儀或者一整套的測(cè)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(kuò)展了直流內(nèi)阻測(cè)試功能,可省去實(shí)驗(yàn)室的成本投入。用戶進(jìn)入IT6500C的菜單,選擇DCR測(cè)試項(xiàng),輸入電池容量后,即可輕松完成電池直流內(nèi)阻的測(cè)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(lái)越多的行業(yè)采用電池供電,如數(shù)碼產(chǎn)品,電動(dòng)工具,家用電器及電動(dòng)汽車等,對(duì)于電池模擬器設(shè)備的需求也日益提升。
多數(shù)哪些用戶會(huì)需要電池模擬器呢?比如如上列舉的行業(yè),都需要一臺(tái)電源模擬電池給其設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主板供電,已驗(yàn)證其產(chǎn)品不同工況下消耗的電流。比如手機(jī)在發(fā)送短信時(shí)消耗的電流,又或者接聽電話時(shí)消耗的電流等。當(dāng)然,一般的電源只能模擬電池對(duì)外輸出的電壓電流能力,卻無(wú)法模擬電池的內(nèi)阻,真實(shí)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(cè)量DCR的功能之外,也可以當(dāng)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(wú)縫充放電切換
在談及無(wú)縫充放電切換的功能時(shí),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(gè)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(jìn)入浮充模式,以彌補(bǔ)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(fù)極離子濃度升高,極化加劇(如蓄電池)。再比如鋰電池容易在負(fù)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(huì)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(fù)極與鎘板作用生成CdO ,造成極板有效容量下降,無(wú)法達(dá)到充滿電的目的,同時(shí)對(duì)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(jī)構(gòu),開始提出間歇-正負(fù)脈沖充電方法對(duì)其進(jìn)行去極化處理。且該種方式,不僅不會(huì)降低充電效率,同時(shí)更能真正的實(shí)現(xiàn)電池電量充滿,且延長(zhǎng)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(guò)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(fù)脈沖的切換,目前市面上的普通電源還很難做到無(wú)縫切換。而IT6500C系列的電源,配合功率耗散器,不僅可以實(shí)現(xiàn)正脈沖充電,負(fù)脈沖放電的功能,更可以實(shí)現(xiàn)正電流到負(fù)電流之間的無(wú)縫切換,為新能源動(dòng)力電池等各類電池的研究提供必要的技術(shù)支撐。
(審核編輯: 林靜)
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