充放電測試儀，是動力鋰電池最常用的測試設備。新電池需要做配組，進行一致性篩選；電池包設計定型過程中，多個環節的測試需要進行充放電；考察電池包性能，進行工況測試需要充放電測試儀的輔助；舊電池，充放電測試健康狀況；一些認證、抽查和應甲方要求進行的測試，都需要進行充放電。
1 鋰電池主要參數
充放電測試設備，需要能夠在充放電過程中，實時監測電池單體、模塊和電池包的相關參數，這些參數包括如下內容。
容量，電池從滿電狀態放電至放電截止條件，總共放出來的電量，單位Ah。容量受到放電電流、環境溫度等的影響比較大，因此，提起容量，必得說什麼溫度和什麼放電電流下的容量。
荷電狀態（SOC），電池當前電量與總體可用容量的比值，用百分數表示。
放電深度（DOD），電池從滿電開始截止到當前，已經放出的電量與總體可用容量的比值，也用百分號表示，與SOC的關係是DOD=1-SOC；
開路電壓（VOC），斷開外部電路測量得到的電池兩極間電壓，數值上等於電池的電動勢；
工作電壓，接通外部迴路以後，測量電池兩極之間的電壓，數值上等於電池電勢減去電池內阻佔壓（以放電過程為例）；
充電截止電壓，電池管理系統設置的充電過程能夠達到的最高電壓，到達這個電壓以後，電池管理系統要求充電過程結束。充電截止電壓一般略低於電池允許的最高開路電壓；
放電截止電壓，放電過程允許的電池的最低電壓，當放電過程觸及這個數值超過一定延時時間，電池管理系統要求斷開放電迴路。
內阻，電池自身電化學反應的固有特性，以迴路阻抗的形式表現在充放電過程中。主要由兩部分構成，歐姆內阻和極化內阻。在充放電曲線上，電流加載瞬間，電池端電壓的瞬間跌落是歐姆內阻帶來的影響；充電截止，電流消失到端電壓平穩一段時間內電壓的回升則是極化電阻的影響力的體現。
2 一般充放電測試儀的功能有哪些？
1）具有恆流恆壓充放電功能，可以實現自動壽命循環，自動進行標準工況或者人為設定工況的測試；循環測試，可是實現循環的嵌套；
2）具有記錄實時電流、電壓、溫度、荷電量等相關測試數據和故障數據的功能；
3）可以設置不同充放電終止條件，總電壓、單體電壓、電池荷電狀態等；
4）安全監控功能，處理對過流、過壓、過溫、欠壓、欠流、短路、掉電保護、等故障狀況；
5）根據測試記錄，繪製時間-電壓、時間-電流、時間-階段容量、時間-充電累計容量、時間-放電累計容量、時間-總容量、時間-功率、時間-電阻、時間-能量、時間-單體電池電壓、循環次數-指定階段容量(循環容量衰減曲線)等曲線；
6）屏幕顯示，上位機顯示，聲光報警，屏幕輸入、選擇，上位機輸入、選擇等人機互動功能.
3 充放電測試儀基本工作原理
3.1 充電工作過程
充放電測試儀可以實現多種形式的充電過程，恆壓充電，恆流充電，先恆流再恆壓充電，正向脈衝充電，正負脈衝充電等等。可以根據電池性能的需要，完成不同形式的充電過程。
恆壓充電，充放電設備調節至恆壓源模式，由於設置的充電電壓一定是在電池滿電電壓附近的一個值，電流在充電之初數值最大。隨著電池端電壓的升高，充電機與電池之間的壓差越來越小，充電電流也逐漸減小。當充電電流減小到一定數值以後，充電結束。恆壓充電，在初始階段充電電流比較大，對電芯的壽命不利。
恆流充電，充放電設備調節至恆流模式，電流在整個充電過程中保持不變，電池端電壓隨著時間的推移逐漸升高，直到觸及充電截止電壓，充電過程結束。恆流充電，如果電流設置比較小，會耗費較長的充電時間；如果電流比較大，使得電池的極化現象比較顯著，在撤掉充電迴路以後，電池電壓會有較大的下跌。
先恆流後恆壓，恆流充電和恆壓充電的優點，先設置一個比較大的電流恆流充電，目的是提高充電效率；當電量達到一定值時，轉換成恆壓充電，充電電流則逐步減小。目的是給電池充入較多的電量。
脈衝充電，一段時間的較大電流充電，用一段零電流時間隔斷，間隔的這段時間，可以起到電池部分的去極化作用，減少充電過程中的電能損失，並且可以充入較多的電量。
脈衝充電可以有多種形式，變電流脈衝充電，變電壓脈衝充電，以及正負脈衝充電等。以變電流脈衝充電為例，以充電電流為調節對象，電流在等長時間內維持不變，並在這段時間以後中斷一小段時間，隨後再出現一段連續恆定電流充電，如此循環。大的趨勢上，電流遵循逐漸減小的規律。變電壓脈衝充電與變電流脈衝充電類似，只是調節的對象換成電壓，充電過程中電流按規律遞減，而電壓是按規律遞增。正負脈衝充電，則把間隔的零電流時間替換成負向電流，據說，這麼做是為了更好的去極化。
3.2 放電工作過程
充放電測試儀對於電池放電性能的測試，主要針對壽命測試、工況模擬測試、容量測試、一致性篩選以及其他電池參數測試和安全測試等不同場景。不同的測試目的，決定了放電過程中電流、電壓的變化規律。可以在上位機輸入電流電壓要求，測試儀會根據控制系統要求，調節電源按需輸出。
3.3 充放電測試儀工作原理
充放電測試儀的具體實現形式根據功能要求的不同而多種多樣，但基本都包含下面幾個部分：顯示器或者上位機，控制器（包含通訊功能），可編程電源模塊，電子負載，各種傳感器以及其他輔助組件。
上位機，輸入試驗人員的測試意圖，顯示測試結果數據及根據結果繪製的曲線圖形。
控制器，根據上位機傳來的指令，分配電源模塊、通訊模塊、信號採集模塊等的具體任務，接受各部分上傳的數據，並對數據進行處理，典型的處理比如計算電池充放電量SOC；
可編程電源模塊，一般是一組AC-DC電源裝置，按照充放電輸入數據的要求，調節輸出的電流、電壓、功率；
電子負載，放電測試中，需要通過電子負載將電池中放出的電能消耗掉；
傳感器，一般包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器，充放電測試儀的傳感器精度，必須高於電池包內選用的傳感器精度，否則無法當做校核電池管理系統水平的設備使用。
下面是一個典型的充電迴路拓撲圖。
對於充放電測試儀，放電迴路比較簡單，電池作為電源，電子負載做負載構成一個簡單迴路。具體採用怎樣的電流電壓曲線放電，都在電子負載的程序設置中決定。
4 充放電測試儀的精度和校準方法
測量結果的準確性一般用設備精度來體現，精度又被稱為解析度。解析度是指儀表能顯示的最小數字（零除外）與最大數字的百分比。例如，一般3 1/2位數字萬用表可顯示的最小數字為1，最大數字可為1999 ，故解析度等於 1/1999≈0.05％。
一般的校準方法，使用精度高於被校準設備的萬用表、標準電源和標準電阻進行檢測，對比設備輸出值和儀表檢測值，誤差在宣稱精度範圍內即為合格。
充放電測試儀電壓校準，採用由多功能標準源作為電壓源輸出，萬用表以下圖中所示方式測量電壓值。
充放電測試儀的電流精度，區分大電流和小電流兩種情況。小電流測試設備，採用直接測量系統端電壓的方式；對於大電流測試系統，則採用測量接入迴路中的標準電阻端電壓的方式進校準。
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參考文獻
1 陳超，鋰離子動力電池測試系統的設計與應用；
2 姜志鵬，基於LabVIEW的鋰離子電池自動測試系統；
3 陶勇，CFCS_1型鋰離子電池充放電測試裝置的研製；
4 蔡姝，電池充放電測試儀校準方法的探討；
5 李婷，多通道鋰離子電池快速充_放電系統研究。
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