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        1. 電子發燒友網 > 電源/新能源 > 正文

          基于LXI總線的高效鋰離子電池測試系統設計方案

          2020年02月05日 16:36 ? 次閱讀

          手機鋰電池測試主要針對經過封裝后的電池保護電路進行功能檢測,利用電源、電子負載、多路開關數字萬用表等儀器仿真各種充放電時的極限過壓、過流情況,檢測電池保護電路是否有效。從源頭上杜絕質量不合格的電池產品流入市場。

          鋰離子電池的測試要求

          為測試電池保護電路的各項保護功能是否有效,電池測試系統的主要測試步驟包括以下部分:

          1) 常規開路電壓測試

          電池功能測試,需要對電池進行短時間充電,并測量開路電壓,判斷電池的基本充電功能是否有效。

          2) 過流保護及恢復測試

          用電子負載對手機電池進行大電流放電,并測試其保護電路的內部電流切斷功能。當切斷放電回路后,測試電池能否恢復正常工作。

          3) 工作溫度測試

          通過萬用表讀取溫度傳感器電阻值,測試電池工作溫度。

          4) 過充電及恢復測試

          用電源對手機電池進行過壓充電,測試電池保護電路能否切斷充電回路。

          5) 過放電及恢復測試

          用電子負載對手機電池進行過放電,測試電池保護電路能否切斷放電回路。

          6) 交流內阻測試

          通過交流內阻儀測試電池交流內阻。

          鋰離子電池測試系統

          典型的鋰離子電池測試系統應包括以下測試儀器:

          ● 多通道開關用于給待測件加載不同激勵,并切換不同測試設備

          ● 高精度數字萬用表,完成對電池的直流電壓、電流和電阻測試

          ● 兩路以上的多路電源,用于給待測件進行充電測試,以及給測試夾具供電

          ● 電子負載,用于給待測件進行放電測試

          ● 交流內阻測試儀,用于測量1kHz交流情況下鋰電池的交流內阻

          ● 工控機及測試軟件,用于控制設備完成測試

          以鋰電池測試中過流保護及恢復測試為例,我們描述一下具體的測試過程:

          測試系統中的計算機,通過GPIB接口向各臺儀器依次發出指令,控制測試流程。首先通過切換多路復用開關,將電子負載與待測件連接。設置電子負載工作在恒流模式,使待測件輸出一個比較大的恒定電流(例如5A),接通20ms后,將數字萬用表也通過多路復用開關與電池輸出端接通,測試電池的輸出電壓。如果電池輸出電壓為0,說明電池保護電路啟動,已經切斷電池輸出回路,此項目測試通過。如果測試結果不為零,此項目標定為測試失敗。測試結束后,迅速打開開關,切斷電子負載與電池之間的連接,因為長時間大電流放電可能對電池造成永久損壞。

          基于以上的測試方案,2007年安捷倫推出新一代鋰離子電池測試解決方案。新方案大量使用最近幾年內推出的LXI(LAN Extensions for Instrumentation)系統測試儀器,這些LXI儀器與傳統產品相比,通過網線組建系統,簡化了系統集成的難度,提高了測試速度,而且大幅度減低了系統體積和組建成本。系統中各臺儀器通過網線或GPIB電纜與計算機連接,組建成為基于LXI平臺的混合測試系統,整個系統高度僅14U。在一些手機電池生產廠商的實際應用中,客戶告訴我們,與他們原有的測試系統配置相比,新的解決方案使系統體積縮小超過1/3,成本縮減1/4以上,而測試速度也有10%左右的提高。另外更小的機箱體積,更簡潔的系統連接以及開關電源帶來的更小的電源功耗,也帶來了許多的額外好處。

          在測試軟件的開發上,LXI儀器同樣支持各種主流軟件開發環境,可以在VB, VC, C/C++, Labview等各種開發環境下編寫測試程序,與傳統的儀器控制方式完全相同。

          在電池測試過程中,客戶最關心的問題除了保證電池質量,還包括如何提高電池產量,降低生產成本。另外,由于不同型號電池的電特性指標不同,測試系統在軟件和硬件方面必須具有一定的靈活性,方便客戶進行系統上的二次開發。最后,在面臨生產線每天24小時連續開機的條件下,系統儀器的質量,維護成本,也是衡量電池測試系統解決方案的一個重要因素。

          測試系統儀器的選擇

          電池測試系統中多路開關的選擇:

          在單片電池測試中,多路開關主要用來向電池連接不同的負載或電源進行反復的充放電測試,也可使用多路開關進行測量儀表的切換。在普通電池測試流程中,單片電池完成全部測試大約需要數十次開關切換步驟,生產線每天的生產量通常在8000片以上,一天內單個開關的開啟閉合次數最多可以達到15萬次以上。所以良好的開關質量,以及快速的開關切換速率,是選擇開關產品的關鍵所在。

          安捷倫34980A中提供多種高品質開關插卡。這些開關提供了同種類產品中,最快的開啟閉合時間,以及最長的開關壽命,并通過開關次數統計功能能及時報告每一個開關的工作狀態,以便提前對即將失效的開關進行更換。另外,其內置數字萬用表可以直接完成各種直流信號的高精度測量。能節省投資,提高系統集成度和測試速度。

          電池測試系統中多路電源的選擇

          在電池測試中,加載在待測件上的電源將多于兩路,除去為待測件的夾具供電,這些電源還用于為電池充電,并仿真各種過壓、過充現象,并檢測電池保護電路的響應情況。在進行此類測試時,電源的響應速度非常關鍵,通常對電池進行過充,時間不能超過1秒,否則可能引發電池燃燒爆炸,而為了保證測試速度,這個時間一般限制在幾百毫秒。

          N6700模塊化直流電源,每臺電源機箱在1U高度內可置入多達4個電源模塊,組成相互獨立的多路電源。另外,這些電源模塊均內置電壓電流測量功能,可以監測輸出狀態,無須切換到其他測量儀器。在自動測試系統中,模塊化電源系統可以大幅度縮小多路電源體積,減低系統成本,成為當今搭建測試系統的電源首選。

          電池測試系統中電子負載的選擇

          電子負載用于測試電池的放電情況,以及仿真電池在短路情況下,輸出大電流時,內部保護電路能否及時切斷電池輸出。在電池測試環節中,大電流放電時間不能超過30ms,不然會引起意外的電池燃燒或爆炸,所以為保證測試安全,此類測試對電子負載的響應速度以及電流變化速度的要求非常高。

          安捷倫提供多種電子負載產品,其中快速的電流變化速度,最高可以達到107A/S。內置16bit電壓電流回讀功能,可以實時測量工作狀態下的電壓電流值,而無須切換到其他設備。

          交流內阻測試儀的選擇

          電池的內阻值直接與電池電芯質量和電池包裝質量相關,如果測量到的電池內阻值高于預期值,將說明電池質量很可能有問題。由于鋰離子電池經常伴隨動態負載,工作中常伴隨產生大量的電流脈沖,測量1kHz下的電池交流內阻已經成為電池內阻測量的行業標準。電池內阻越低,表明電池輸出的電壓值越穩定。因此測量1kHz下的電池內阻將可以非常有力的說明電池在動態負載體條件下,對自身輸出電壓的調節能力。安捷倫動態內阻測試儀4338B可以幫助解決交流內阻測試上的問題,提供高速準確的測量結果。

          通過以上這些儀器,可以非??焖俚慕M建起一個高效的電池測試系統。其中大部分儀器具有良好的擴展能力,比如34980A開關系統,可以通過插卡擴展更多的測量通道,N6700可以通過插入電源模塊增加系統中電源的數目或提高電源輸出功率等。這套系統還具有很好的擴充功能,經過非常簡單的修改后,可以應用在其他大容量電池的測試中,如PDA,筆記本電腦以及數碼攝像機等的電池測試。

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            AD637真有效(均方根)轉換芯片, 能將 0-8MHZ交流信號轉為直流輸出。關于這個芯片的介紹和論述很多...
          發表于 2019-12-20 08:02? 941次閱讀
          一個小體積便捷式、鋰電池可充電式AD637真有效值轉換器構思、設計、實施(并展示已完成部分)

          通過擴大硅納米顆粒生產來獲得容量更大的鋰離子電池

          新奧爾良一家初創企業希望通過使用常規制造技術,大規模生產硅納米顆粒,來幫助電池制造商提升電池容量。
          發表于 2019-12-19 16:15? 972次閱讀
          通過擴大硅納米顆粒生產來獲得容量更大的鋰離子電池

          新能源電動車將成為未來汽車行業發展的必然趨勢 提...

          隨著近期大型電動船和電動飛機的首次亮相交通出行的電動時代已逐步來臨。鋰電池作為新能源電動車運作的心臟....
          發表于 2019-12-19 10:56? 434次閱讀
          新能源電動車將成為未來汽車行業發展的必然趨勢 提...

          未來是物聯網行業做大連接的5年!

          另外,截至(12月17日)收盤,小編根據東方財富Choice數據顯示,兩市平盤股有81只,A股市場包....
          發表于 2019-12-18 15:08? 1170次閱讀
          未來是物聯網行業做大連接的5年!

          3.7V鋰電池升壓到12V/2A

          推薦采用ESOP-8帶輸出關斷的13V、10A同步升壓IC-HT7166,簡介如下: HT7166是一款高功率、全集成升壓轉換...
          發表于 2019-12-16 21:00? 775次閱讀
          3.7V鋰電池升壓到12V/2A

          鋰電池保護板怎么選擇

          鋰電池保護板選購要點:為了保護鋰電池組壽命,建議任何時候電池充電電壓都不要超過3.6v,就是鋰電池保....
          發表于 2019-12-16 10:54? 849次閱讀
          鋰電池保護板怎么選擇

          使用MOS管做電流隔離

          charge+輸入5V, 1A, 用MOS(AO3400)管起隔離作用(寄生二極管),再接一個鋰電池保護芯片和鋰電池,鋰電池電...
          發表于 2019-12-15 13:32? 318次閱讀
          使用MOS管做電流隔離

          智能手機的電池能使用多久

          智能手機的鋰離子聚合物電池都有一定的使用壽命,而且電池也是手機中最容易出現耗損的零件。而鋰電池的壽命....
          發表于 2019-12-15 11:43? 1498次閱讀
          智能手機的電池能使用多久

          如何才能延長iPhone手機的電池壽命

          當初買iPhnoe手機的時候,不僅僅是因為注重它的外觀和功能,更多的是因為它的電池耐用性。很多人都知....
          發表于 2019-12-15 10:17? 1347次閱讀
          如何才能延長iPhone手機的電池壽命

          冬季電動汽車續航大打折扣,有什么技術可以改善

          電動汽車采用的鋰電池,根據電池的特征而言,電池會因為低溫的原因導致電池內部的電解液化學反應出現變慢的....
          發表于 2019-12-12 10:07? 641次閱讀
          冬季電動汽車續航大打折扣,有什么技術可以改善

          ABS與CATL宣布將共同合作研究下一代船舶用鋰...

          根據美國船級社(ABS)的最新消息,ABS和中國電池企業CATL將共同合作研究下一代船舶用鋰電池的推....
          發表于 2019-12-11 09:49? 319次閱讀
          ABS與CATL宣布將共同合作研究下一代船舶用鋰...

          單節鋰電池電量指示芯片

          YJ60A  是一款單節鋰電池電量指示芯片,可實現四個電壓點的檢測,檢測精度高。 ...
          發表于 2019-12-07 20:56? 1134次閱讀
          單節鋰電池電量指示芯片

          必達保安系統2083-G536WMT-AN2智能...

          智能和人性化兼具的圖標提示,能讓用戶更加便利的使用智能門鎖。
          發表于 2019-12-06 08:54? 1080次閱讀
          必達保安系統2083-G536WMT-AN2智能...

          液氮凍結電池技術獲突破 將是運輸損壞或有缺陷鋰電...

          目前,要運輸損壞和有缺陷的鋰離子汽車電池困難重重,因為立法部門規定這些電池必須要裝置在防爆箱內,而一....
          發表于 2019-12-05 11:42? 179次閱讀
          液氮凍結電池技術獲突破 將是運輸損壞或有缺陷鋰電...

          “魔力水晶”將助推鋰電池和電動汽車的發展

          莫納什大學(Monash University)的馬修希爾(Matthew Hill)獲得所羅門獎(....
          發表于 2019-12-05 10:09? 331次閱讀
          “魔力水晶”將助推鋰電池和電動汽車的發展

          常州百利鋰電近幾年產線市場占有率均保持行業首位 ...

          11月26日,由清華大學與金壇區政府聯合主辦的2019中國鋰離子電池材料智能制造技術及裝備國際研討會....
          發表于 2019-12-04 14:32? 294次閱讀
          常州百利鋰電近幾年產線市場占有率均保持行業首位 ...

          廣東鴻寶科技董事長喻世民如何看待鋰電制造業

          裝備制造業是國民經濟發展的基礎性產業,設備企業更成為推動鋰電制造企業創新升級、發展壯大的生力軍。對于....
          發表于 2019-12-03 14:32? 165次閱讀
          廣東鴻寶科技董事長喻世民如何看待鋰電制造業

          關于S-8261ABJMD-G3JT2G 掉電鎖電池輸出問題

          在使用關于S-8261ABJMD-G3JT2G 的過程中發現如下問題請問是否正常,或如何解決: 電路是1節鋰離子電池充...
          發表于 2019-12-03 13:11? 566次閱讀
          關于S-8261ABJMD-G3JT2G 掉電鎖電池輸出問題

          圣達電氣研發生產的4.5微米高端鋰電銅箔中試樣品

          當前,國內市場上的動力電池大部分采用的是8至9微米銅箔。隨著新能源汽車的推廣,6微米、4.5微米厚高....
          發表于 2019-12-03 11:50? 1432次閱讀
          圣達電氣研發生產的4.5微米高端鋰電銅箔中試樣品

          一文解讀鎳鎘電池和鎳氫電池與鋰電池的區別

          鎳鎘電池和鎳氫電池和鋰電池是目前最流行的三種電池品種,那么這三者的區別在于哪呢?以下來說明一下。
          發表于 2019-12-03 09:30? 741次閱讀
          一文解讀鎳鎘電池和鎳氫電池與鋰電池的區別

          鋰離子電池測試過程的誤差分析

          部分動力電池企業將電池送外檢測,不同結構給出的結果往往也存在差異,更別提測試過程出現的各種數據波動等....
          發表于 2019-12-02 17:19? 1422次閱讀
          鋰離子電池測試過程的誤差分析

          全國ETC用戶累計已達1.7億,鋰電廠家利潤增長...

          近日,交通運輸部新聞發言人吳春耕在例行新聞發布會上表示,截至11月27日全國ETC用戶累計已達到17....
          發表于 2019-12-02 16:04? 1290次閱讀
          全國ETC用戶累計已達1.7億,鋰電廠家利潤增長...

          鋰電池和鋰電芯的區別

          鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得....
          發表于 2019-12-02 15:21? 448次閱讀
          鋰電池和鋰電芯的區別

          鋰電隔膜種類_鋰電隔膜生產工藝

          纖維素膜:強度較高、過濾速度快、可捕集粗顆粒,也能收集凝膠狀沉積物,阻力小,雜質含量低。
          發表于 2019-12-02 15:08? 212次閱讀
          鋰電隔膜種類_鋰電隔膜生產工藝

          FS7022替代完全PL7022雙節鋰電池保護電路IC-芯片解決方案

          發表于 2019-11-30 15:21? 279次閱讀
          FS7022替代完全PL7022雙節鋰電池保護電路IC-芯片解決方案

          電池亞馬遜UN38.3報告獨家代理有CNAS與CMA

          今天跟大家一起了解一下關于鋰電池亞馬遜認證——UN38.3認證。 近日,各亞馬遜電商陸續收到了通知,要求自2020年...
          發表于 2019-11-25 21:19? 1059次閱讀
          電池亞馬遜UN38.3報告獨家代理有CNAS與CMA

          便攜音箱鋰電池有什么用途?

          1、內置鋰電池,可連續播放4小時以上; 2、連接方便,音箱與電腦僅一條電源線連接; 3、外型纖小,適合隨身攜帶,隨...
          發表于 2019-11-06 09:12? 206次閱讀
          便攜音箱鋰電池有什么用途?

          請問藍牙充電選型什么方案成本最低?

          用CC2541做一款藍牙產品,選用了BQ24040作為鋰電池充電管理芯片,后級選用了TPS62740作為電源轉換,感覺成本有...
          發表于 2019-11-05 09:55? 121次閱讀
          請問藍牙充電選型什么方案成本最低?
          2019中文字幕视频
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