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电池充放电测试仪的使用现状


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电池充放电测试仪校准方法的探讨
蔡 姝,赵华一,赵新明
( 天津市计量监督检测科学研究院 ,天津 300192 ) 摘要: 二次电池在不同行业广泛使用过程中 ,出现了一些使用不当造成电池过充或者过放电的问题 , 这样容易 带来电池温度过高引起燃烧或者爆炸的安全隐患 ,电池充放电测试仪的出现解决了

如何把控电池充放电性能的 难题。本文介绍了电池充放电测试仪的使用现状 , 简单分析了充放电测试仪的工作原理 , 对该设备的校准方法 进行了深入的研究,模拟研制出了 1 台电池充放电测试仪的校准装置 。 关键词: 电池充放电测试仪; 充电; 放电; 校准方法

随 着 国 家 大 力 推 广 节 能 减 排, 绿 色 出 行 的 政策 , 电 动 汽 车 、 电 动 自 行 车 等 电 动 工 具 行 业 — — 得到迅 猛 发 展 , 因 此 这 些 电 动 设 备 的 核 心 — 电池行业 迅 速 壮 大 。 电 池 充 放 电 测 试 仪 是 检 测 电池的 充 放 电 性 能 、 电 池 容 量 、 电 池 充 放 电 安 全的核心 设 备 , 因 此 电 池 充 放 电 测 试 仪 的 计 量 特性准确与 否 对 电 池 安 全 性 能 的 检 验 起 着 至 关 重要的作用 。

的数值, 随着蓄电池端电压的逐渐升高, 电流逐 渐减少。 与恒流充电法相比, 其充电过程更接近 于最佳充电曲线。 这种充电方法电解水很少, 避 免了蓄电池过充。 但在充电初期电流过大, 对蓄 电池寿命造成很大影响, 且容易使蓄电池极板弯 曲,造成电池报废。 综上所述, 电池充放电测试仪目前使用比较 多的方法是阶段充电法。

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电池充放电测试仪工作原理
目前大 多 数 充 放 电 测 试 仪 都 具 备 恒 流 充 电、

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电池充放电测试仪校准方法
目前市场上使用较多的充放电测试仪的放电

恒压充电、 恒 流 放 电、 充 放 电 循 环 等 测 试 功 能, 可以多通道同时进行充放电测试。 下面以蓄电池 充放电测试仪的充电方法为例来对电池充放电测 试仪的工作原理进行阐述。 ( 1 ) 恒流充电法 恒流充电法是用调整充放电测试仪输出电压 或改变与蓄电池串联电阻的方法, 保持充电电流 强度不变的充电方法。 但由于电池的可承受充电 电流的能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的, 到充电后期,充电电流多用于电解水, 产生气体, 使出气过甚。 ( 2 ) 阶段充电法 采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法 。 首先以恒电流方式充电至预定的电压值, 然后改 为恒电压方式完成剩余的充电。 ( 3 ) 恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定
作者简介: 蔡 姝 ( 1979 —) ,女,助理工程师;

电流 和 充 电 电 压 的 准 确 度 等 级 分 为 0. 1 、 0. 2 、 0. 5 、1. 0 、2. 0 级。在国内目前使用较多的校准方 法就是使用准确度等级比较高的数字多用表、 标 准电阻等 拼 凑 起 来 的 检 测 平 台 来 完 成 校 准 工 作 。 这种方法主要是对电池充放电测试仪的电压、 电 流的示值误差进行校准, 但是对于电池的放电时 间及电池容量却无法测量。 这里首先对平时使用 的校准方法进行简单阐述, 然后探究一种可以做 到动态检测电池充放电测试仪的电流、 电压及容 量等指标的校准方法。 2. 1 常用的电池充放电测试仪电压、 电流示值误 差的校准方法 电池充放电测试仪电压示值的校准采用由多 功能标准源作为电压源输出, 数字多用表检测方 法实现,其接线图如图 1 所示。 电 池 充 放 电 测 试 仪 充 放 电 电 流 示 值 校 准 时, 对于数字多用表电流量程的准确度问题我们采用

收稿日期: 2016-02-04

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图1

数字多用表直接测量电压的校准接线图

了两种方法来进行校准。对于 2 A 以下的小电流充 放电设备可以采用数字多用表电流端直接测量的 方法,接线图如图 2 所示。对于 2 A 以上的充放电 设备适于采用电阻的间接测量法进行校准, 接线 图如图 3 所示。
图4 电池充放电测试仪校准装置工作原理图

核心为模拟负荷模块、 电流采样模块、 用于校准 充放电动机电压示值的直流电压源模块、 数据采 样及处理模块、 充放电计时模块和显示模块。 其 中模拟负荷用于模拟电池充电, 由电流采样传感 器获取电流信号, 通过处理器进行处理转换, 最 终在显示器进行电流的显示。 放电过程以测试电 池或者直流电流源作为源, 由电流采样传感器获 取电流信号, 通过处理器进行处理转换, 最终在

图2

数字多用表直接测量电流的校准接线图

显示器进行电流的显示。 充放电动机电压信号校 准的方案为校准装置集成直流标准电压源, 将标 准电压源的电压作为模拟电池电压对电池充放电 动机的电压采样端, 对不同电压点电压值进行校 准。该校准装置不仅能实现动态测量电池充放电 的电流、 电压, 而且可以测量放电时间从而做到 对电池容量的检测。 该装置操作简单、 体积较小、 方便携带, 适合现场操作且具有性能稳定、 准确

图3

采用电阻采样法间接测量电流校准接线图

度等级相对较高的特点。

2. 2

使用自我研制的电池充放电测试仪校准装置 进行校准

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结语

由于目前通常使用的校准方法无法满足对电 池充放电测试仪的所有参数进行校准的要求, 我 们通过多年在这项工作上经验的积累, 模拟研制 出 1 台专门的电池充放电测试仪校准装置, 该校 准装置的工作原理如图 4 所示。 根据其工作原理 , 电池充放电动机校准装置

综上所述, 电池充放电测试仪是具有检测和 维护功能的设备, 能为大多数电池企业及检验机 构提供有效电池的日常维护检测及电池质量验收 检测,因而为用户安全使用电池充放电提供了保 障。为了保障电池充放电测试仪的计量特性 , 我 们的计量校准工作更显得尤为重要 。

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