电池充放电测试仪的校准方法研究

李义

（重庆市机械工业理化计量中心，重庆，400020）

1 电池充放电测试仪工作原理

就目前而言，大多数充放电测试仪都具备恒流充电、恒压充电、恒流放电、充放电循环等测试功能，所以进行多通道充放电测试的可能实现的。以蓄电池充放电测试仪的充电方法为例子，分析电池充放电测试仪的工作原理。

1.1 恒流充电法

恒流充电法是一种可以保持充电电流强度不变的充电方法，该方法是对充放电测试仪输出电压进行调整，或者对蓄电池串联电阻改变。然而，需要注意的是，电池的充电电流能力会改变，在充电的过程中，会下降。当在充电后阶段，充电电流能够电解水，从而产生气体。

1.2 阶段充电法

阶段充电法是一种可以使恒电流和恒电压相互结合在一起的充电方法。通过以恒电流方式充电至预定的电压值。其次，对恒电压方式进行改变，从而实现剩余充电。

1.3 恒压充电法

在这种充电法中，充电电源电压是一成不变的。在蓄电池端电压上升后，电流会减小。我们通过恒压充电法与恒流充电法这两种充电法进行比较之后，发现前者更贴近充电曲线。经过实践研究发现，该充电方法的优势是电解水极少，所以就能够在一定程度上防止蓄电池过充。在充电初始阶段，电流非常大，所以能够会缩短蓄电池的使用寿命。通常情况下，很可能导致蓄电池极板出现弯曲，从而使电池损坏。

2 充放电测试仪校准措施

精准度比较高的数字多用表和标准电阻再加上一些辅助元件组合起来，这是充放电测试仪校准检测平台使用较多的方式。通过这种检测平台，可以使电压和电流的示值误差时进行校准。但是，需要注意的是，不能对电池持续放电时间测量，而且无法知道电池实际容量的值。另外，在实际使用的时候，如果出现损耗，很难对有关情况进行预测。寻找能够对电池充放电测试进行动态检验的方式，这对于电动汽车和电动自行车动力的电池组的测试非常重要。

2.1 对充放电电压进行校准

众所周知，对于一般的电池充放电测试仪，通常是使用多种组合来进行检测。所以，体积较大，拆卸非常困难。出厂就校准就会增大运输的难度。所以，通常情况下，现场校准这种方式适宜采用。对于已组装完毕的电池充放电测试仪，在对其电压进行校准的时候，普遍使用这两种方法。一种是标准电压源校准法，另外一种是标准电压表校准方法。

2.1.1 标准电压源法校准

通过对标准电压源法的原理进行分析，其是通过借助标准电压源提供的标准电压来校准。如图1（a）所示，为标准电压源法接线图。为在调整的时候，第一步就是要搁置好电池充放电测试仪，然后选择恰当的量程，最后通过有效的校准点来结合进行调教。使用这种检测方法的优势是能够针对量程范围进行全面校准，所以准确度要求需要达到足够高的要求。假设调校登记要求极高，那么这对电压源的准确度也会提出极高的要求。但是，经过研究发现，这类电压源有体积大的弊端，所以使用起来较为麻烦，而且对现场环境要求较为苛刻。

图1

2.1.2 标准电压表法校准

通过对标准电压表法校准法的原理进行分析，首先需要将电池充放电测试仪设置好，将测试仪调整为恒压充电模式。然后，使用电阻模式设置好直流电子负载，这样可以使充电电压的校准更精准。如图1（b）所示，为标准电压源法接线图。需要注意的是，数字电压表必须有足够高的等级。在使用的时候，蓄电池需要串联起来，从而起到直流电子负载的作用。通过该种校准方法，可以对现场的器件进行充分利用。需要注意的是，存在电压校准值完全依赖于现场能够提供的蓄电池的数量，以及能够产生电量的大小。

处在中等等级划分的电池充放电测试仪就可以使用直流分流器法作为校准的方法，充放电测试仪的充电电流做出校准，就需要使用标准电压表和标准电阻。校准准确度与标准电阻的关系非常密切，在校准的时候，需要考虑多方面的因素，比如电阻的发热。当电阻发热的时候，电阻阻值会发生波动变化，这一点是我们需要注意的。电流传感器法适用于充电电流在几百安培范围的电池充放电测试仪。这种传感器的校准模式综合性比较强。而且，其可使大电流通过电流传感器按照一定的变比转换，从而得到方便测试的小电流，从而我们可以进行标准电流表的测试，还可以对其进行校准。标准电流表法、分流器法、电流传感器法的接线图如图2 所示。

图2

2.3 充放电测试仪放电校准

电池充放电测试仪进行放电电流校准的主要使用的模式是恒定电流放电模式。通过该模式，可以将电池充放电测试仪充当电子负载使用。对消耗数值进行设定，然后使其在稳定直流电源中放电。这种校准方式与充电电流校准方式有相似之处。恒定电流的放电模式下，使用充电电流的校准方式有以下三种，如图3 所示。

图3

3 智能测试系统在电池充放电测试仪中的应用

在物联网飞速发展的过程中，与其关系密切的电池充放电测试系统在生活和工作中的应用也越来越广发。通过对该系统进行分析，可知其使用的测试方式一般是模块化的，所以其实时性和可靠性较高。基于原测试系统的基本功能，可以有直流内阻测试、与第三方设备关联等新型功能。通过对该功能进行扩展，可以满足不同用户的需要。当在使用设备的时候，我们可以通过测试系统得到一些关键信息，从而保存到云服务器里，而且，还可以使结果快速传达给用户，从而方便及时处理问题，提高测试的效率，而且可以使测试更加准确。从该系统的总体设计来看，主要包括四个部分，分别是上位机、中位机、下位机系统和物联网系统。其中，上位机主要是起到对设备运行进行编辑的作用，使设备的运行状态能够实时显示出来，从而方便对测试获取的数据进行存储和记录，并且可以进行分析与统计。中位机能够使上位机和下位机进行有机衔接在一起，通过对两者的数据和命令进行传达，从而方便对通道并联和脱机运行管理，最终实现与第三方设备的对接。其中，下位机是测试系统的执行部分，它的主要任务是实现控制流程，可以对通道进行一些控制，而且可以充放电。然后，可以使测试数据及时被采集，第一时间上传到系统。物联网系统能够分析设备运行的关键信息，从而方便及时获取。

4 小结

在检测电池充放电性能的过程中，电池充放电测试仪的重要性是不言而喻的。如果其准确性不高，那么就会使电池性能测试的可靠度不高。所以，有必要对其做校准。本文首先对电池充放电测试仪充放电电压、充电电流和放电电流的现场校准方法进行了分析和探讨，其次并就智能测试系统在电池充放电测试仪中的应用进行了一些探讨，希望能够对本行业领域研究的相关人员提供一定的参考价值。