李義

（重慶市機(jī)械工業(yè)理化計(jì)量中心，重慶，400020）

1 電池充放電測(cè)試儀工作原理

就目前而言，大多數(shù)充放電測(cè)試儀都具備恒流充電、恒壓充電、恒流放電、充放電循環(huán)等測(cè)試功能，所以進(jìn)行多通道充放電測(cè)試的可能實(shí)現(xiàn)的。以蓄電池充放電測(cè)試儀的充電方法為例子，分析電池充放電測(cè)試儀的工作原理。

1.1 恒流充電法

恒流充電法是一種可以保持充電電流強(qiáng)度不變的充電方法，該方法是對(duì)充放電測(cè)試儀輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)蓄電池串聯(lián)電阻改變。然而，需要注意的是，電池的充電電流能力會(huì)改變，在充電的過(guò)程中，會(huì)下降。當(dāng)在充電后階段，充電電流能夠電解水，從而產(chǎn)生氣體。

1.2 階段充電法

階段充電法是一種可以使恒電流和恒電壓相互結(jié)合在一起的充電方法。通過(guò)以恒電流方式充電至預(yù)定的電壓值。其次，對(duì)恒電壓方式進(jìn)行改變，從而實(shí)現(xiàn)剩余充電。

1.3 恒壓充電法

在這種充電法中，充電電源電壓是一成不變的。在蓄電池端電壓上升后，電流會(huì)減小。我們通過(guò)恒壓充電法與恒流充電法這兩種充電法進(jìn)行比較之后，發(fā)現(xiàn)前者更貼近充電曲線。經(jīng)過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，該充電方法的優(yōu)勢(shì)是電解水極少，所以就能夠在一定程度上防止蓄電池過(guò)充。在充電初始階段，電流非常大，所以能夠會(huì)縮短蓄電池的使用壽命。通常情況下，很可能導(dǎo)致蓄電池極板出現(xiàn)彎曲，從而使電池?fù)p壞。

2 充放電測(cè)試儀校準(zhǔn)措施

精準(zhǔn)度比較高的數(shù)字多用表和標(biāo)準(zhǔn)電阻再加上一些輔助元件組合起來(lái)，這是充放電測(cè)試儀校準(zhǔn)檢測(cè)平臺(tái)使用較多的方式。通過(guò)這種檢測(cè)平臺(tái)，可以使電壓和電流的示值誤差時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。但是，需要注意的是，不能對(duì)電池持續(xù)放電時(shí)間測(cè)量，而且無(wú)法知道電池實(shí)際容量的值。另外，在實(shí)際使用的時(shí)候，如果出現(xiàn)損耗，很難對(duì)有關(guān)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。尋找能夠?qū)﹄姵爻浞烹姕y(cè)試進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)的方式，這對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)動(dòng)力的電池組的測(cè)試非常重要。

2.1 對(duì)充放電電壓進(jìn)行校準(zhǔn)

眾所周知，對(duì)于一般的電池充放電測(cè)試儀，通常是使用多種組合來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。所以，體積較大，拆卸非常困難。出廠就校準(zhǔn)就會(huì)增大運(yùn)輸?shù)碾y度。所以，通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)這種方式適宜采用。對(duì)于已組裝完畢的電池充放電測(cè)試儀，在對(duì)其電壓進(jìn)行校準(zhǔn)的時(shí)候，普遍使用這兩種方法。一種是標(biāo)準(zhǔn)電壓源校準(zhǔn)法，另外一種是標(biāo)準(zhǔn)電壓表校準(zhǔn)方法。

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)電壓源法校準(zhǔn)

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓源法的原理進(jìn)行分析，其是通過(guò)借助標(biāo)準(zhǔn)電壓源提供的標(biāo)準(zhǔn)電壓來(lái)校準(zhǔn)。如圖1（a）所示，為標(biāo)準(zhǔn)電壓源法接線圖。為在調(diào)整的時(shí)候，第一步就是要擱置好電池充放電測(cè)試儀，然后選擇恰當(dāng)?shù)牧砍?，最后通過(guò)有效的校準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)結(jié)合進(jìn)行調(diào)教。使用這種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)是能夠針對(duì)量程范圍進(jìn)行全面校準(zhǔn)，所以準(zhǔn)確度要求需要達(dá)到足夠高的要求。假設(shè)調(diào)校登記要求極高，那么這對(duì)電壓源的準(zhǔn)確度也會(huì)提出極高的要求。但是，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)電壓源有體積大的弊端，所以使用起來(lái)較為麻煩，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求較為苛刻。

圖1

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)電壓表法校準(zhǔn)

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓表法校準(zhǔn)法的原理進(jìn)行分析，首先需要將電池充放電測(cè)試儀設(shè)置好，將測(cè)試儀調(diào)整為恒壓充電模式。然后，使用電阻模式設(shè)置好直流電子負(fù)載，這樣可以使充電電壓的校準(zhǔn)更精準(zhǔn)。如圖1（b）所示，為標(biāo)準(zhǔn)電壓源法接線圖。需要注意的是，數(shù)字電壓表必須有足夠高的等級(jí)。在使用的時(shí)候，蓄電池需要串聯(lián)起來(lái)，從而起到直流電子負(fù)載的作用。通過(guò)該種校準(zhǔn)方法，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的器件進(jìn)行充分利用。需要注意的是，存在電壓校準(zhǔn)值完全依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)能夠提供的蓄電池的數(shù)量，以及能夠產(chǎn)生電量的大小。

處在中等等級(jí)劃分的電池充放電測(cè)試儀就可以使用直流分流器法作為校準(zhǔn)的方法，充放電測(cè)試儀的充電電流做出校準(zhǔn)，就需要使用標(biāo)準(zhǔn)電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電阻。校準(zhǔn)準(zhǔn)確度與標(biāo)準(zhǔn)電阻的關(guān)系非常密切，在校準(zhǔn)的時(shí)候，需要考慮多方面的因素，比如電阻的發(fā)熱。當(dāng)電阻發(fā)熱的時(shí)候，電阻阻值會(huì)發(fā)生波動(dòng)變化，這一點(diǎn)是我們需要注意的。電流傳感器法適用于充電電流在幾百安培范圍的電池充放電測(cè)試儀。這種傳感器的校準(zhǔn)模式綜合性比較強(qiáng)。而且，其可使大電流通過(guò)電流傳感器按照一定的變比轉(zhuǎn)換，從而得到方便測(cè)試的小電流，從而我們可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)電流表的測(cè)試，還可以對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)電流表法、分流器法、電流傳感器法的接線圖如圖2 所示。

圖2

2.3 充放電測(cè)試儀放電校準(zhǔn)

電池充放電測(cè)試儀進(jìn)行放電電流校準(zhǔn)的主要使用的模式是恒定電流放電模式。通過(guò)該模式，可以將電池充放電測(cè)試儀充當(dāng)電子負(fù)載使用。對(duì)消耗數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，然后使其在穩(wěn)定直流電源中放電。這種校準(zhǔn)方式與充電電流校準(zhǔn)方式有相似之處。恒定電流的放電模式下，使用充電電流的校準(zhǔn)方式有以下三種，如圖3 所示。

圖3

3 智能測(cè)試系統(tǒng)在電池充放電測(cè)試儀中的應(yīng)用

在物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的過(guò)程中，與其關(guān)系密切的電池充放電測(cè)試系統(tǒng)在生活和工作中的應(yīng)用也越來(lái)越廣發(fā)。通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行分析，可知其使用的測(cè)試方式一般是模塊化的，所以其實(shí)時(shí)性和可靠性較高。基于原測(cè)試系統(tǒng)的基本功能，可以有直流內(nèi)阻測(cè)試、與第三方設(shè)備關(guān)聯(lián)等新型功能。通過(guò)對(duì)該功能進(jìn)行擴(kuò)展，可以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要。當(dāng)在使用設(shè)備的時(shí)候，我們可以通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)得到一些關(guān)鍵信息，從而保存到云服務(wù)器里，而且，還可以使結(jié)果快速傳達(dá)給用戶(hù)，從而方便及時(shí)處理問(wèn)題，提高測(cè)試的效率，而且可以使測(cè)試更加準(zhǔn)確。從該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)來(lái)看，主要包括四個(gè)部分，分別是上位機(jī)、中位機(jī)、下位機(jī)系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。其中，上位機(jī)主要是起到對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行編輯的作用，使設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能夠?qū)崟r(shí)顯示出來(lái)，從而方便對(duì)測(cè)試獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記錄，并且可以進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)。中位機(jī)能夠使上位機(jī)和下位機(jī)進(jìn)行有機(jī)銜接在一起，通過(guò)對(duì)兩者的數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行傳達(dá)，從而方便對(duì)通道并聯(lián)和脫機(jī)運(yùn)行管理，最終實(shí)現(xiàn)與第三方設(shè)備的對(duì)接。其中，下位機(jī)是測(cè)試系統(tǒng)的執(zhí)行部分，它的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)控制流程，可以對(duì)通道進(jìn)行一些控制，而且可以充放電。然后，可以使測(cè)試數(shù)據(jù)及時(shí)被采集，第一時(shí)間上傳到系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠分析設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵信息，從而方便及時(shí)獲取。

4 小結(jié)

在檢測(cè)電池充放電性能的過(guò)程中，電池充放電測(cè)試儀的重要性是不言而喻的。如果其準(zhǔn)確性不高，那么就會(huì)使電池性能測(cè)試的可靠度不高。所以，有必要對(duì)其做校準(zhǔn)。本文首先對(duì)電池充放電測(cè)試儀充放電電壓、充電電流和放電電流的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法進(jìn)行了分析和探討，其次并就智能測(cè)試系統(tǒng)在電池充放電測(cè)試儀中的應(yīng)用進(jìn)行了一些探討，希望能夠?qū)Ρ拘袠I(yè)領(lǐng)域研究的相關(guān)人員提供一定的參考價(jià)值。