電是我們生活中最方便的能源，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不在使用它。如今，我們能夠隨時(shí)隨地獲得電力，而這些便利都離不開可充電的鋰離子電池。

經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)革新，鋰電池的綜合性能不斷提高，并在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。然而，正是因?yàn)槿绱?，?duì)電池進(jìn)行全面的檢測(cè)是非常必要的，因?yàn)殇囯姵卦诠ぷ鳟惓r(shí)可能會(huì)起火爆炸，造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。在各種電池試驗(yàn)中，電池放電試驗(yàn)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。電池放電測(cè)試對(duì)于評(píng)估電池的循環(huán)壽命和放電性能非常有幫助。

電池放電試驗(yàn)過(guò)程中，不僅需要關(guān)注電池的電參數(shù)，電池的溫度也非常重要，因?yàn)闇囟仁侵苯佑绊戜囯x子電池安全性和可靠性的因素之一。除了安全方面，溫度對(duì)鋰離子電池的有效容量和放電性能也有重大影響。電動(dòng)汽車在寒冷的冬季性能明顯下降，很大程度上與低溫環(huán)境下電池性能退化有關(guān)。

此外，在實(shí)際使用中，電池往往按照電池生產(chǎn)廠家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充電。充電過(guò)程相對(duì)更順暢，更可控。然而，根據(jù)負(fù)載的不同，放電過(guò)程會(huì)有很大的不同。旦在放電過(guò)程中積累了大量的熱量，超過(guò)了蓄電池的允許工作溫度，就會(huì)影響其安全性和可靠性。

此可見，電池在不同溫度環(huán)境下的放電性能測(cè)試以及放電過(guò)程中溫度變化的檢測(cè)是產(chǎn)品開發(fā)中不可忽視的重要步驟。在本文中，我們將介紹如何使用一般的測(cè)試和測(cè)量設(shè)備對(duì)蓄電池進(jìn)行放電試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)參數(shù)。

常見的鋰離子電池的典型放電曲線如下：

通常，該曲線是電池制造商在規(guī)定的測(cè)試條件下提供的參考曲線。而為了滿足客戶實(shí)際多樣化的應(yīng)用需求，需要設(shè)計(jì)有針對(duì)性的測(cè)試條件。

一般來(lái)說(shuō)，電池性能受很多因素的影響，包括電池溫度、電池內(nèi)阻、充放電循環(huán)次數(shù)、放電電流、以及放電方法等。對(duì)于已經(jīng)存放了一段時(shí)間的電池，存放時(shí)間和存放溫度也會(huì)影響電池在使用過(guò)程中的性能。因此，測(cè)試蓄電池放電特性是一項(xiàng)耗時(shí)且重復(fù)的工作。

關(guān)鍵因素

蓄電池放電測(cè)試中需要注意以下問(wèn)題：

電池端子電壓

在電池放電測(cè)試過(guò)程中，需要時(shí)刻注意電池端電壓。一方面，電池可釋放能量的計(jì)算需要根據(jù)電池的實(shí)時(shí)端電壓進(jìn)行計(jì)算，以獲得實(shí)際放電過(guò)程中準(zhǔn)確的功率參數(shù)。另一方面，當(dāng)鋰電池過(guò)放電時(shí)，電池內(nèi)部材料或結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的變化，可能導(dǎo)致電池?fù)p壞或性能下降。為了避免這種情況，電子負(fù)載的電池測(cè)試模式需要設(shè)置一個(gè)放電終止的閾值電壓。一旦達(dá)到終止放電的電壓條件，電子負(fù)載就能自動(dòng)停止測(cè)試，不需要人一直監(jiān)視電池電壓，避免電池過(guò)度放電。

從電池到電子負(fù)載的導(dǎo)線的電阻

電池和電子負(fù)載之間的導(dǎo)線必須有一定的電阻。當(dāng)被測(cè)器件輸出大電流時(shí)，負(fù)載引線上的電壓降將變得不可忽略，這將使電子負(fù)載的端口電壓在負(fù)載電流建立后低于電池的實(shí)際端口電壓。顯然，這與連接電纜引線的等效電阻有直接關(guān)系。為了保證電子負(fù)載能夠準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)器件的輸出電壓，需要在電子負(fù)載上提供一個(gè)獨(dú)立于插頭端子的額外的遙信端子。當(dāng)電子負(fù)載處于Sense工作模式時(shí)，啟用Sense功能。接線方法如下圖所示。

以正確的方式連接Sense端子和被測(cè)器件的輸出端子后，電子負(fù)載可以通過(guò)Sense端子直接檢測(cè)被測(cè)對(duì)象的實(shí)際電壓，從而自動(dòng)補(bǔ)償電子負(fù)載的引線電阻引起的電壓降，使電子負(fù)載能夠準(zhǔn)確測(cè)量電池的端口電壓。

電池溫度

在整個(gè)放電測(cè)試過(guò)程中，電池溫度也是需要監(jiān)測(cè)的信息之一。一方面，電池在放電過(guò)程中，由于歐姆內(nèi)阻的存在，電池不可避免地會(huì)產(chǎn)生熱量，同時(shí)也會(huì)有內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。特別是在更高功率放電時(shí)，電池會(huì)有明顯的溫升。另一方面，電池的溫度變化會(huì)對(duì)電池的性能產(chǎn)生重大影響。溫度過(guò)高和過(guò)低都會(huì)嚴(yán)重影響電池的性能甚至影響電池的安全使用。另外，在電池壽命的后期，隨著電池性能的下降和內(nèi)阻的增加，在同樣的放電條件下，電池溫度上升的速度會(huì)更快。嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)超過(guò)電池的安全極限，構(gòu)成安全隱患。對(duì)于整個(gè)電池組來(lái)說(shuō)，受散熱條件的限制，位于電池組中不同位置的電池單體的散熱能力會(huì)有明顯的差異。在放電過(guò)程中，即使電池單體的特性完全相同，散熱能力的差異也會(huì)造成電池組內(nèi)電池單體的溫度不平衡。這種溫度不平衡將導(dǎo)致電池單元之間的性能差異或?qū)е虏町愒谥貜?fù)充電和放電期間繼續(xù)增加。

綜上所述，只有準(zhǔn)確地測(cè)量電池在放電過(guò)程中的電壓和溫度，才能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)電池的放電特性。

審核編輯 黃宇