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電池充放電測試儀的使用現狀

上傳時間:2017-04-18閱讀次數:編輯:admin
電池充放電測試儀校準方法的探討
姝,趙華一,趙新明
(天津市計量監督檢測科學研究院,天津300192)
摘要:二次電池在不同行業廣泛使用過程中,出現了一些使用不當造成電池過充或者過放電的問題,這樣容易帶來電池溫度過高引起燃燒或者爆炸的安全隱患,電池充放電測試儀的出現解決了如何把控電池充放電性能的
難題。本文介紹了電池充放電測試儀的使用現狀,簡單分析了充放電測試儀的工作原理,對該設備的校準方法進行了深入的研究,模擬研制出了1臺電池充放電測試儀的校準裝置。
關鍵詞:電池充放電測試儀;充電;放電;校準方法
隨著國家大力推廣節能減排,綠色出行的政策,電動汽車、電動自行車等電動工具行業得到迅猛發展,因此這些電動設備的核心———電池行業迅速壯大。電池充放電測試儀是檢測電池的充放電性能、電池容量、電池充放電安全的核心設備,因此電池充放電測試儀的計量特性準確與否對電池安全性能的檢驗起著至關重要的作用。
電池充放電測試儀工作原理
目前大多數充放電測試儀都具備恒流充電、恒壓充電、恒流放電、充放電循環等測試功能,可以多通道同時進行充放電測試。下面以蓄電池充放電測試儀的充電方法為例來對電池充放電測試儀的工作原理進行闡述。
(1)恒流充電法
恒流充電法是用調整充放電測試儀輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法,保持充電電流強度不變的充電方法。但由于電池的可承受充電電流的能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的,到充電后期,充電電流多用于電解水,產生氣體,使出氣過甚。
(2)階段充電法
采用恒電流和恒電壓相結合的快速充電方法。首先以恒電流方式充電至預定的電壓值,然后改為恒電壓方式完成剩余的充電。
(3)恒壓充電法
充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數值,隨著蓄電池端電壓的逐漸升高,電流逐漸減少。與恒流充電法相比,其充電過程更接近于最佳充電曲線。這種充電方法電解水很少,避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大,對蓄電池壽命造成很大影響,且容易使蓄電池極板彎曲,造成電池報廢。
綜上所述,電池充放電測試儀目前使用比較多的方法是階段充電法。
電池充放電測試儀校準方法
目前市場上使用較多的充放電測試儀的放電電流和充電電壓的準確度等級分為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0級。在國內目前使用較多的校準方法就是使用準確度等級比較高的數字多用表、標準電阻等拼湊起來的檢測平臺來完成校準工作。
這種方法主要是對電池充放電測試儀的電壓、電流的示值誤差進行校準,但是對于電池的放電時間及電池容量卻無法測量。這里首先對平時使用的校準方法進行簡單闡述,然后探究一種可以做到動態檢測電池充放電測試儀的電流、電壓及容量等指標的校準方法。
常用的電池充放電測試儀電壓、電流示值誤差的校準方法電池充放電測試儀電壓示值的校準采用由多功能標準源作為電壓源輸出,數字多用表檢測方法實現,其接線圖如圖1所示。
電池充放電測試儀充放電電流示值校準時,對于數字多用表電流量程的準確度問題我們采用
數字多用表直接測量電壓的校準接線圖
了兩種方法來進行校準。對于2A以下的小電流充放電設備可以采用數字多用表電流端直接測量的方法,接線圖如圖2所示。
對于2A以上的充放電設備適于采用電阻的間接測量法進行校準,接線圖如圖3所示。
圖2數字多用表直接測量電流的校準接線圖
圖3采用電阻采樣法間接測量電流校準接線圖
圖4電池充放電測試儀校準裝置工作原理圖
 
2.2
使用自我研制的電池充放電測試儀校準裝置進行校準
由于目前通常使用的校準方法無法滿足對電池充放電測試儀的所有參數進行校準的要求,我們通過多年在這項工作上經驗的積累,模擬研制出1臺專門的電池充放電測試儀校準裝置,該校準裝置的工作原理如圖4所示。根據其工作原理,電池充放電動機校準裝置核心為模擬負荷模塊、電流采樣模塊、用于校準充放電動機電壓示值的直流電壓源模塊、數據采樣及處理模塊、充放電計時模塊和顯示模塊。其中模擬負荷用于模擬電池充電,由電流采樣傳感器獲取電流信號,通過處理器進行處理轉換,最終在顯示器進行電流的顯示。放電過程以測試電池或者直流電流源作為源,由電流采樣傳感器獲取電流信號,通過處理器進行處理轉換,最終在顯示器進行電流的顯示。充放電動機電壓信號校準的方案為校準裝置集成直流標準電壓源,將標準電壓源的電壓作為模擬電池電壓對電池充放電動機的電壓采樣端,對不同電壓點電壓值進行校準。該校準裝置不僅能實現動態測量電池充放電的電流、電壓,而且可以測量放電時間從而做到對電池容量的檢測。該裝置操作簡單、體積較小、方便攜帶,適合現場操作且具有性能穩定、準確度等級相對較高的特點。

3、結語
綜上所述,電池充放電測試儀是具有檢測和維護功能的設備,能為大多數電池企業及檢驗機構提供有效電池的日常維護檢測及電池質量驗收檢測,因而為用戶安全使用電池充放電提供了保障。為了保障電池充放電測試儀的計量特性,我們的計量校準工作更顯得尤為重要。
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