圖1：為現代電動汽車提供動力的電池

 

如ru今jin，每mei一yi塊kuai電dian池chi無wu論lun大da小xiao，性xing能neng和he壽shou命ming都dou是shi在zai製zhi造zao過guo程cheng中zhong決jue定ding的de，測ce試shi設she備bei都dou是shi針zhen對dui特te定ding電dian池chi設she計ji的de。然ran而er，由you於yu鋰li離li子zi電dian池chi市shi場chang涵han蓋gai了le所suo有you的de形xing狀zhuang和he容rong量liang，因yin此ci很hen難nan創chuang建jian一yi種zhong單dan個ge
、集成的測試儀，可以處理不同的容量、電流和物理形狀，並具有所需的準確度和精度。

 

鑒於對鋰離子電池的需求越來越多樣化
，因此我們迫切需要高性能、靈活的測試解決方案，從而最大限度地權衡利弊並實現成本效益。

 

鋰離子電池複雜多樣

 

如今，鋰離子電池具有多種尺寸
、電壓和應用範圍，而這項技術剛投入市場時並未實現。鋰離子電池最初設計用於相對較小的設備，如筆記本電腦

、手機和其他便攜式電子設備等。現在，它們的外形尺寸大了很多，如電動汽車和太陽能電池存儲。這意味著更大的串並聯電池組具有更高的電壓和更大的容量，物理體積也更大。例如
，一些電動汽車的電池組可以配置多達100個串聯和超過50個並聯配置。

 

堆dui疊die電dian池chi並bing不bu是shi什shen麼me新xin事shi物wu
，普pu通tong筆bi記ji本ben電dian腦nao中zhong的de典dian型xing可ke充chong電dian鋰li離li子zi電dian池chi組zu由you多duo個ge電dian池chi串chuan聯lian，但dan由you於yu電dian池chi組zu體ti積ji更geng大da，測ce試shi變bian得de更geng加jia複fu雜za
，可ke能neng會hui影ying響xiang整zheng體ti性xing能neng。為wei了le使shi整zheng個ge電dian池chi組zu的de性xing能neng達da到dao最zui佳jia水shui平ping，每mei塊kuai電dian池chi必bi須xu與yu其qi相xiang鄰lin電dian池chi幾ji乎hu相xiang同tong。電dian池chi會hui相xiang互hu影ying響xiang
，因yin此ci如ru果guo某mou一yi係xi列lie中zhong的de一yi塊kuai電dian池chi容rong量liang較jiao低di
，電dian池chi組zu中zhong的de其qi他ta電dian池chi都dou將jiang低di於yu最zui佳jia狀zhuang態tai，因yin為wei它ta們men的de容rong量liang會hui被bei電dian池chi監jian測ce和he再zai平ping衡heng係xi統tong降jiang級ji，以yi匹pi配pei性xing能neng最zui低di的de電dian池chi。正zheng所suo謂wei一yi顆ke老lao鼠shu屎shi壞huai了le一yi鍋guo粥zhou。

 

充(chong)放(fang)電(dian)循(xun)環(huan)進(jin)一(yi)步(bu)說(shuo)明(ming)了(le)單(dan)塊(kuai)電(dian)池(chi)如(ru)何(he)降(jiang)低(di)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)性(xing)能(neng)。電(dian)池(chi)組(zu)中(zhong)容(rong)量(liang)最(zui)低(di)的(de)電(dian)池(chi)將(jiang)以(yi)最(zui)快(kuai)的(de)速(su)度(du)降(jiang)低(di)其(qi)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)，導(dao)致(zhi)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping)不(bu)安(an)全(quan)
，導(dao)致(zhi)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)組(zu)無(wu)法(fa)再(zai)放(fang)電(dian)。等(deng)到(dao)電(dian)池(chi)組(zu)充(chong)電(dian)時(shi)，容(rong)量(liang)最(zui)低(di)的(de)電(dian)池(chi)會(hui)先(xian)充(chong)滿(man)電(dian)，其(qi)餘(yu)的(de)電(dian)池(chi)不(bu)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)充(chong)電(dian)。在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)中(zhong)

，這(zhe)會(hui)導(dao)致(zhi)有(you)效(xiao)的(de)整(zheng)體(ti)可(ke)用(yong)電(dian)池(chi)組(zu)容(rong)量(liang)減(jian)少(shao)
，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)車(che)輛(liang)的(de)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)。此(ci)外(wai)，低(di)容(rong)量(liang)電(dian)池(chi)的(de)退(tui)化(hua)也(ye)會(hui)加(jia)速(su)，因(yin)為(wei)在(zai)安(an)全(quan)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)起(qi)效(xiao)前(qian)，它(ta)就(jiu)在(zai)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)結(jie)束(shu)時(shi)達(da)到(dao)了(le)過(guo)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)。

 

無wu論lun是shi何he種zhong終zhong端duan設she備bei，電dian池chi組zu中zhong的de電dian池chi以yi串chuan聯lian和he並bing聯lian方fang式shi堆dui疊die得de越yue多duo，問wen題ti就jiu越yue嚴yan重zhong。顯xian而er易yi見jian的de解jie決jue方fang案an是shi確que保bao每mei塊kuai電dian池chi的de製zhi造zao完wan全quan相xiang同tong，並bing將jiang相xiang同tong的de電dian池chi組zu合he在zai同tong一yi個ge電dian池chi組zu中zhong。但dan是shi
，由you於yu電dian池chi阻zu抗kang和he容rong量liang固gu有you的de製zhi造zao工gong藝yi差cha異yi化hua
，測ce試shi變bian得de至zhi關guan重zhong要yao——不(bu)僅(jin)要(yao)排(pai)除(chu)有(you)缺(que)陷(xian)的(de)部(bu)件(jian)，而(er)且(qie)要(yao)分(fen)清(qing)哪(na)些(xie)電(dian)池(chi)相(xiang)同(tong)，要(yao)放(fang)在(zai)哪(na)些(xie)電(dian)池(chi)組(zu)中(zhong)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，電(dian)池(chi)在(zai)製(zhi)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)曲(qu)線(xian)對(dui)其(qi)特(te)性(xing)有(you)很(hen)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)
，並(bing)且(qie)是(shi)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)的(de)。

 

為什麼現代鋰離子電池帶來了新的測試挑戰？

 

電池測試並非什麼新事物，但自從其問世以來，鋰離子電池給測試設備的精度、生產量和電路板密度帶來了新的壓力。

 

鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)十(shi)分(fen)獨(du)特(te)，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)具(ju)有(you)極(ji)為(wei)密(mi)集(ji)的(de)儲(chu)能(neng)容(rong)量(liang)
，如(ru)果(guo)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)不(bu)當(dang)

，可(ke)能(neng)會(hui)引(yin)起(qi)火(huo)災(zai)和(he)爆(bao)炸(zha)。在(zai)製(zhi)造(zao)和(he)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，這(zhe)種(zhong)儲(chu)能(neng)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)精(jing)度(du)
，而(er)許(xu)多(duo)新(xin)興(xing)應(ying)用(yong)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)劇(ju)了(le)這(zhe)一(yi)要(yao)求(qiu)。就(jiu)形(xing)狀(zhuang)

、尺寸
、容rong量liang和he化hua學xue成cheng分fen而er言yan，鋰li離li子zi電dian池chi的de種zhong類lei更geng為wei廣guang泛fan，反fan之zhi其qi也ye會hui影ying響xiang測ce試shi設she備bei，因yin為wei它ta們men需xu要yao確que保bao準zhun確que遵zun循xun正zheng確que的de充chong放fang電dian曲qu線xian

，從cong而er達da到dao最zui大da的de存cun儲chu容rong量liang、可靠性和質量。

 

youyubingmeiyouyizhongchicunshihesuoyoudedianchi，yinciweibutongdelilizidianchixuanzeheshideceshishebeihebutongdezhizaoshanghuizengjiaceshichengben。ciwai，buduandechanyechuangxinyiweizhebuduanbianhuadechongfangdianquxianjinyibuyouhua，shidianchiceshiyichengweixindianchijishudezhongyaofazhangongju。buguanlilizidianchidehuaxuehejixiexingzhiruhe，zaiqizhizaoguochengzhongyouwushuzhongchongfangdianfangfa
，zheshidedianchizhizaoshangxiangdianchiceshiyishijiayali，yaoqiutamenjubeidutedeceshigongneng。

 

精(jing)度(du)顯(xian)然(ran)是(shi)一(yi)項(xiang)必(bi)備(bei)能(neng)力(li)，它(ta)不(bu)僅(jin)僅(jin)意(yi)味(wei)著(zhe)能(neng)夠(gou)將(jiang)大(da)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)保(bao)持(chi)在(zai)非(fei)常(chang)低(di)的(de)水(shui)平(ping)，還(hai)包(bao)括(kuo)在(zai)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)模(mo)式(shi)之(zhi)間(jian)以(yi)及(ji)在(zai)不(bu)同(tong)電(dian)流(liu)水(shui)平(ping)之(zhi)間(jian)非(fei)常(chang)快(kuai)速(su)切(qie)換(huan)的(de)能(neng)力(li)。這(zhe)些(xie)要(yao)求(qiu)的(de)產(chan)生(sheng)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)因(yin)為(wei)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)生(sheng)產(chan)具(ju)有(you)一(yi)致(zhi)特(te)性(xing)和(he)質(zhi)量(liang)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)所(suo)驅(qu)動(dong)，電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)還(hai)希(xi)望(wang)將(jiang)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)和(he)設(she)備(bei)用(yong)作(zuo)為(wei)創(chuang)新(xin)工(gong)具(ju)，使(shi)其(qi)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)創(chuang)造(zao)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)，例(li)如(ru)修(xiu)改(gai)充(chong)電(dian)算(suan)法(fa)以(yi)提(ti)高(gao)容(rong)量(liang)。

 

盡jin管guan對dui不bu同tong類lei型xing的de電dian池chi需xu要yao進jin行xing各ge種zhong各ge樣yang的de測ce試shi，但dan如ru今jin的de測ce試shi儀yi針zhen對dui特te定ding的de電dian池chi尺chi寸cun進jin行xing了le優you化hua。例li如ru，如ru果guo測ce試shi的de是shi大da型xing電dian池chi，那na麼me就jiu需xu要yao較jiao大da的de電dian流liu
，這zhe會hui轉zhuan化hua為wei更geng大da的de電dian感gan和he更geng粗cu的de電dian線xian以yi及ji其qi他ta特te性xing。所suo以yi在zai創chuang建jian一yi個ge能neng夠gou處chu理li高gao電dian流liu的de測ce試shi儀yi時shi會hui涉she及ji許xu多duo方fang麵mian。然ran而er
，許xu多duo工gong廠chang並bing不bu隻zhi生sheng產chan一yi種zhong電dian池chi，它ta們men可ke能neng會hui為wei一yi個ge客ke戶hu生sheng產chan一yi整zheng套tao大da型xing電dian池chi，同tong時shi滿man足zu這zhe些xie電dian池chi所suo需xu的de所suo有you測ce試shi要yao求qiu
，也ye可ke能neng為wei一yi個ge智zhi能neng手shou機ji客ke戶hu生sheng產chan一yi套tao更geng小xiao電dian流liu的de小xiao型xing電dian池chi。

 

這就是測試成本上升的原因——電池測試儀針對電流進行了優化。能夠處理更高電流的測試儀通常更大
、更geng昂ang貴gui
，因yin為wei它ta們men不bu僅jin需xu要yao更geng大da的de矽gui片pian，還hai需xu要yao磁ci性xing元yuan件jian和he布bu線xian，以yi滿man足zu電dian遷qian移yi規gui則ze並bing且qie最zui大da限xian度du地di降jiang低di係xi統tong中zhong的de寄ji生sheng壓ya降jiang。工gong廠chang需xu要yao隨sui時shi準zhun備bei各ge種zhong測ce試shi設she備bei，來lai滿man足zu生sheng產chan與yu檢jian驗yan各ge種zhong類lei型xing的de電dian池chi。由you於yu工gong廠chang在zai不bu同tong時shi間jian生sheng產chan的de電dian池chi類lei型xing不bu同tong

，一yi些xie測ce試shi儀yi可ke能neng與yu這zhe些xie特te定ding電dian池chi不bu兼jian容rong
，並bing且qie可ke能neng閑xian置zhi，這zhe進jin一yi步bu增zeng加jia了le成cheng本ben
，因yin為wei測ce試shi儀yi是shi一yi項xiang大da型xing投tou資zi。

 

無(wu)論(lun)是(shi)針(zhen)對(dui)當(dang)今(jin)常(chang)見(jian)的(de)和(he)新(xin)興(xing)的(de)用(yong)於(yu)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)普(pu)通(tong)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)工(gong)廠(chang)
，還(hai)是(shi)希(xi)望(wang)利(li)用(yong)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)創(chuang)新(xin)和(he)創(chuang)造(zao)新(xin)電(dian)池(chi)產(chan)品(pin)的(de)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)
，都(dou)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)靈(ling)活(huo)的(de)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)，以(yi)適(shi)應(ying)更(geng)廣(guang)泛(fan)的(de)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)和(he)物(wu)理(li)尺(chi)寸(cun)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)資(zi)金(jin)投(tou)入(ru)，並(bing)提(ti)高(gao)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)率(lv)。

 

zaishitushidangyouhuadangejichengceshijiejuefanganshi
，cunzaixuduochongtudexuqiu。muqianhaimeiyoujiejuesuoyouzhongleililizidianchiceshifangandelingdanmiaoyao，dandezhouyiqi（TI）已經提出了一種參考設計，將成本效益和精度之間的權衡降到了最低。

 

高精度測試解決方案適用於大電流應用

 

獨(du)特(te)的(de)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)場(chang)景(jing)需(xu)求(qiu)總(zong)是(shi)會(hui)存(cun)在(zai)，而(er)它(ta)對(dui)應(ying)地(di)也(ye)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)同(tong)樣(yang)獨(du)特(te)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。不(bu)過(guo)對(dui)於(yu)很(hen)多(duo)類(lei)型(xing)的(de)鋰(li)電(dian)池(chi)來(lai)講(jiang)
，無(wu)論(lun)是(shi)小(xiao)型(xing)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)電(dian)池(chi)還(hai)是(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)大(da)型(xing)電(dian)池(chi)組(zu)

，是(shi)可(ke)以(yi)有(you)一(yi)個(ge)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)的(de)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)的(de)。

 

為了達到市場上許多鋰離子電池所需的精確、滿量程充放電電流控製精度

，德州儀器的用於50-A、100-A和200-A應用的模塊化電池測試儀參考設計使用50-A和100-A電池測試設計的組合，來創建一個能夠達到200-A最大充放電水平的模塊化版本。此解決方案的框圖如圖2所示。

 

圖2：德州儀器電池測試儀解決方案

 

例如
，TI針對用於高電流應用的電池測試儀參考設計采用恒流恒壓控製環路，支持高達50A的充放電速率。此參考設計利用LM5170-Q1多相雙向電流控製器和INA188儀表放大器精確調節流入或流出電池的電流。INA188實現並監控恒流控製回路，而且由於電流可能往任一方向流動，SN74LV4053A多路複用器可以相應地調節INA188的輸入。

 

此特定方案通過將幾個關鍵的TIjishujiehezaiyiqi，weixuyaogenggaodianliuhuoduoxiangdeyingyongchuangjianleyigekexiugaidepingtai
，zhanshilegoujianyigejuyouchengbenxiaoyideceshijiejuefangandekexingxing。zheyilinghuo、具有前瞻性的解決方案不僅滿足了當今的需求，而且預測了未來汽車電池的增長趨勢，這將很快增加對測試儀電流能力超過50A的需求。

 

鋰離子電池測試設備投資最大化

 

德州儀器的模塊化電池測試儀參考設計解決了鋰離子電池測試設備的高精度、大電流和靈活性問題。此參考設計涵蓋了各種可用的電池形狀
、尺寸和容量，能夠應對新興應用，如電動汽車和太陽能發電廠的大型電池組以及智能手機等消費電子產品中常見的小尺寸電池。

 

lilizidianchiceshidecankaoshejishininnenggoutouzijiaodidianliudedianchiceshishebeibingnenggoubinglianshiyong
，congerbuxuyaozaibutongdianliushuipingdeduogejiagouzhongjinxingangguidetouzi。nenggouzaigezhongdianliufanweineishiyongceshishebei，keyizuidachengdudiyouhuaduidianchiceshishebeidetouzi，jiangdizongchengben，bingweishiyingbuduanbianhuadelilizidianchiceshixuqiutigonglinghuoxing。

 

 

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