電池充放電測試儀的校準方法研究

李義

（重慶市機械工業(yè)理化計量中心，重慶，400020）

1 電池充放電測試儀工作原理

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

1.1 恒流充電法

恒流充電法是一種可以保持充電電流強度不變的充電方法，該方法是對充放電測試儀輸出電壓進行調(diào)整，或者對蓄電池串聯(lián)電阻改變。然而，需要注意的是，電池的充電電流能力會改變，在充電的過程中，會下降。當在充電后階段，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合在一起的充電方法。通過以恒電流方式充電至預定的電壓值。其次，對恒電壓方式進行改變，從而實現(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，電流會減小。我們通過恒壓充電法與恒流充電法這兩種充電法進行比較之后，發(fā)現(xiàn)前者更貼近充電曲線。經(jīng)過實踐研究發(fā)現(xiàn)，該充電方法的優(yōu)勢是電解水極少，所以就能夠在一定程度上防止蓄電池過充。在充電初始階段，電流非常大，所以能夠會縮短蓄電池的使用壽命。通常情況下，很可能導致蓄電池極板出現(xiàn)彎曲，從而使電池損壞。

2 充放電測試儀校準措施

精準度比較高的數(shù)字多用表和標準電阻再加上一些輔助元件組合起來，這是充放電測試儀校準檢測平臺使用較多的方式。通過這種檢測平臺，可以使電壓和電流的示值誤差時進行校準。但是，需要注意的是，不能對電池持續(xù)放電時間測量，而且無法知道電池實際容量的值。另外，在實際使用的時候，如果出現(xiàn)損耗，很難對有關情況進行預測。尋找能夠?qū)﹄姵爻浞烹姕y試進行動態(tài)檢驗的方式，這對于電動汽車和電動自行車動力的電池組的測試非常重要。

2.1 對充放電電壓進行校準

眾所周知，對于一般的電池充放電測試儀，通常是使用多種組合來進行檢測。所以，體積較大，拆卸非常困難。出廠就校準就會增大運輸?shù)碾y度。所以，通常情況下，現(xiàn)場校準這種方式適宜采用。對于已組裝完畢的電池充放電測試儀，在對其電壓進行校準的時候，普遍使用這兩種方法。一種是標準電壓源校準法，另外一種是標準電壓表校準方法。

2.1.1 標準電壓源法校準

通過對標準電壓源法的原理進行分析，其是通過借助標準電壓源提供的標準電壓來校準。如圖1（a）所示，為標準電壓源法接線圖。為在調(diào)整的時候，第一步就是要擱置好電池充放電測試儀，然后選擇恰當?shù)牧砍?，最后通過有效的校準點來結合進行調(diào)教。使用這種檢測方法的優(yōu)勢是能夠針對量程范圍進行全面校準，所以準確度要求需要達到足夠高的要求。假設調(diào)校登記要求極高，那么這對電壓源的準確度也會提出極高的要求。但是，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這類電壓源有體積大的弊端，所以使用起來較為麻煩，而且對現(xiàn)場環(huán)境要求較為苛刻。

圖1

2.1.2 標準電壓表法校準

通過對標準電壓表法校準法的原理進行分析，首先需要將電池充放電測試儀設置好，將測試儀調(diào)整為恒壓充電模式。然后，使用電阻模式設置好直流電子負載，這樣可以使充電電壓的校準更精準。如圖1（b）所示，為標準電壓源法接線圖。需要注意的是，數(shù)字電壓表必須有足夠高的等級。在使用的時候，蓄電池需要串聯(lián)起來，從而起到直流電子負載的作用。通過該種校準方法，可以對現(xiàn)場的器件進行充分利用。需要注意的是，存在電壓校準值完全依賴于現(xiàn)場能夠提供的蓄電池的數(shù)量，以及能夠產(chǎn)生電量的大小。

處在中等等級劃分的電池充放電測試儀就可以使用直流分流器法作為校準的方法，充放電測試儀的充電電流做出校準，就需要使用標準電壓表和標準電阻。校準準確度與標準電阻的關系非常密切，在校準的時候，需要考慮多方面的因素，比如電阻的發(fā)熱。當電阻發(fā)熱的時候，電阻阻值會發(fā)生波動變化，這一點是我們需要注意的。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試儀。這種傳感器的校準模式綜合性比較強。而且，其可使大電流通過電流傳感器按照一定的變比轉(zhuǎn)換，從而得到方便測試的小電流，從而我們可以進行標準電流表的測試，還可以對其進行校準。標準電流表法、分流器法、電流傳感器法的接線圖如圖2 所示。

圖2

2.3 充放電測試儀放電校準

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

圖3

3 智能測試系統(tǒng)在電池充放電測試儀中的應用

在物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的過程中，與其關系密切的電池充放電測試系統(tǒng)在生活和工作中的應用也越來越廣發(fā)。通過對該系統(tǒng)進行分析，可知其使用的測試方式一般是模塊化的，所以其實時性和可靠性較高。基于原測試系統(tǒng)的基本功能，可以有直流內(nèi)阻測試、與第三方設備關聯(lián)等新型功能。通過對該功能進行擴展，可以滿足不同用戶的需要。當在使用設備的時候，我們可以通過測試系統(tǒng)得到一些關鍵信息，從而保存到云服務器里，而且，還可以使結果快速傳達給用戶，從而方便及時處理問題，提高測試的效率，而且可以使測試更加準確。從該系統(tǒng)的總體設計來看，主要包括四個部分，分別是上位機、中位機、下位機系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。其中，上位機主要是起到對設備運行進行編輯的作用，使設備的運行狀態(tài)能夠?qū)崟r顯示出來，從而方便對測試獲取的數(shù)據(jù)進行存儲和記錄，并且可以進行分析與統(tǒng)計。中位機能夠使上位機和下位機進行有機銜接在一起，通過對兩者的數(shù)據(jù)和命令進行傳達，從而方便對通道并聯(lián)和脫機運行管理，最終實現(xiàn)與第三方設備的對接。其中，下位機是測試系統(tǒng)的執(zhí)行部分，它的主要任務是實現(xiàn)控制流程，可以對通道進行一些控制，而且可以充放電。然后，可以使測試數(shù)據(jù)及時被采集，第一時間上傳到系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠分析設備運行的關鍵信息，從而方便及時獲取。

4 小結

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