浅谈储能系统测试“电池测试”

大家好，小科来为大家解答以上问题。浅谈储能系统测试“电池测试”这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

解答：

1、 储能系统测试是当今的热门话题。通常称为“电池测试”，范围从小型便携式电池到电动汽车(ev)中使用的较大电池，再到所谓“固定应用”中用于高能量供应的备用系统中的电池。根据这些系统的特定环境和制造周期阶段，泰克为市场提供测试解决方案，例如那些旨在满足为EVOEM设计自动化测试系统(ATE)的系统集成商的迫切需求的解决方案。随着技术的进步，我们将不断积累各种测试案例和生产质量要求的经验。

2、 安全性、性能和系统管理

3、 “电池测试”的范围非常广泛，从便携式设备中最小电池的表征到工作电压为000V甚至更高的大型车辆电池。对于电动汽车来说，电池系统非常重要。现在，锂离子电池是电动汽车中最常用的类型之一，因为它具有较高的能量和功率密度。“电池”有不同的名称，取决于市场环境。例如，在汽车中，根据车辆的集成状态，如果您提到电池制造、模块或电池组制造、EV电池以及作为被测试设备的相关测试程序可能会有所不同。

4、 电池通常是单个电化学装置，单个存储单元的范围通常不超过最大5V.该模块由几个相连的单元和一些其他电子设备组成，以控制整个系统。模块是以某种方式打包的，所以测试通常把整个事情当作一个单独的元素。封装是由若干模块组成的更大的元件，这些模块通过一些线路再次连接，并且在板上具有更复杂的控制和通信电子器件，以与其它处理单元(例如车辆)通信。

5、 如前所述，测试单元不同于测试模块或测试宝不同通，在制造价值链的每个阶段，测试设置可能不同。最终，测试会因所用的测试方法而有所不同，例如阻抗测量。

6、 泰克为测试系统设计人员提供涵盖电气测试的解决方案，专注于复杂ATE中任何需要电位电压、电流、电阻测量的地方，以进行电池制造(例如电池、模块、电池组装配线)中的系统集成测试和最终应用集成(例如汽车电池管理系统[[BMS]]和电池组集成)。

7、 测试通常涉及三个主要领域：安全测试，对于由多个电池以串联/并联拓扑结构组合而成的系统来说，这是必不可少的，以提供更高的功率密度；电池/模块/电池组的性能测试与充放电循环次数、运行时间、温度等密切相关。和EOL测试验证是关键时，管理测试。

8、 示例1:电池组制造中的总线焊接阻抗安全测试工作站

9、 构成电池模块的多个电池并联或串联连接以实现所需的电压输出。所有电池都被激光焊接到汇流条上，汇流条是一个与地面隔离的长导体，负责传输高电流以分配电池的电力。VSH总线焊接阻抗测试表征了焊缝的阻抗。焊缝中的小电阻将产生足够的热量，使电池退化，并导致早期故障或不安全的工作条件。通过在测试电池运行之前测量电阻，可以将有缺陷的模块从生产线上快速移除。

10、 电池总线的一般表示

11、 测量焊缝的电阻包括向焊缝提供电流和测量电压以计算电阻。测量焊接阻抗时，测试速度和测量精度是两个最重要的考虑因素。这可以使用源测量单元(SMU)来完成，例如Keithley2460或2461和3706A系统开关和万用表或DAQ6510数据采集和记录万用表系统。

12、 电池生产中阻抗测试自动化系统原理图示例

13、 SMU型号460和2461可以为需要大电流的电池系统提供高达7A的电流。焊接电阻可以小到几毫欧。因此，使用足够灵敏的仪表来测量非常小的电压是非常重要的。3706A型有一个7.5位数字万用表(DMM)，可以测量100毫伏范围内的几十纳伏。由于电池组的一条总线上可能有近80个焊接点，因此我们为主机提供可配置的多通道插件模块插槽，无需重新布线。关闭每个通道进行测量的过程显然是自动的，以提高速度和效率。

14、 示例2:电池性能测试中的内阻和开路电压的测量

15、 电池的性能及其在充电和放电过程中的效率可以通过几种不同的方式进行评估，并且可以检查几种指标。电池内阻的表征就是其中之一，基本上就是准确表征其在几种充放电电流率、充电状态、温度等老化指标下的变化。

16、 开路电压(OCV)是经过足够长的休息时间(有时称为“松弛”)后在电池端子处测得的电压，这是锂离子电池的关键测量值。

17、 OCV也主要根据电池的充电状态而变化，但在较小程度上根据温度而变化。它可用于创建电池等效模型来设计BMS，而不仅仅是评估电池规格和状况。

18、 与空载电压相比，当负载接通时，电池中的内阻会引起电池端子上的电压降，这可以从OCV测量中得到。

19、 OCV通常不只是一个度量，而是一组度量。事实上，我们称之为“电池的OCV表征”，我们已经从充电状态和OCV平面之间的曲线跟踪了详细的分析。

20、 为了跟踪这条曲线，你需要将电池置于特定的充电状态，通常使用智能电源。

21、 像2460或2461（具有10-A脉冲能力和数字化仪）这样的吉时利SMU是执行此测试的完美解决方案。事实上，它可以以受控方式提供或吸收电池电流，同时通过接触检查的四线（Kelvin）连接测量电池电流和电压。所有这些都可以通过编程的嵌入式微处理器轻松自动化和控制。

22、 OCV中电压测量的准确性是选择仪器的一个重要因素。在某些情况下，典型的6½位测量分辨率、热稳定性，但主要是SMU的准确度都被认为是不够的。

23、 出于这个原因，一些测试设置涉及一种特殊的DMM，即KeithleyDMM7510，它已成为锂离子电池测试的标准。其低噪声32位A/D转换器可实现7½位分辨率和计量级精度。

24、 泰克的KeithleyDMM7510是一款参考型7½位万用表，具有高精度规格，适用于必须检测小电压降或微小泄漏电流的情况。

25、 示例3：BMS测试和碰撞开关检测的特殊情况

26、 BMS是负责执行关键电池功能的特定元件，例如电池监控、电池平衡、充电和放电控制、安全控制以及与外部单元的通信。几位ATE设计人员致力于将所有需要的测试单元挤入一个紧凑且可靠的平台，以控制BMS和电池之间的交互。

27、 要在实际电池系统交互之前验证BMS，您可能需要模拟电池组电压。这意味着要控制一个精确的1，000V（或更高）电压源，甚至可以模拟数百个单独的电池电压。环境应力室是另一个用于温度和测试气氛控制的关键子元素。从SMU的角度来看，吉时利2470型支持能够超过1kV的测试能力。

28、 例如，除了数据记录器和采集开关卡（例如DAQ6510）的特定产品组合之外，我们现在将重点关注为BMS对直流快速期间低能量碰撞反应的特定测试设置设计选择电压和电流脉冲器的需求收费。

29、 让我们考虑一下在停车场中插入直流充电器的车辆发生低速碰撞的情况。BMS将如何反应？如何排除隔离等关键故障？BMS的碰撞信号可以是电压脉冲也可以是电流脉冲，视实际情况而定。无论哪种类型，都要求信号足够清晰和稳定，以抵抗干扰。我们还为我们的AFG提供解决方案，以模拟CAN总线消息通信中的错误帧，以重现潜在的故障情况并测试系统的稳健性。

30、 泰克的AFG31000系列可以通过编程来复制具有定制减损的真实世界总线信号，从而复制特定的潜在故障条件

31、 结论

32、 锂离子电池的电性测量是一个非常广泛的话题，根据应用集成中的制造阶段或测试阶段，需要通过智能自动化测试设备来实现不同要求的不同组测量。泰克历来是示波器和探测解决方案的主要供应商，用于测试由电机驱动逆变器加载时的电池行为，但泰克和吉时利的产品组合支持电池制造空间，特别是在高精度电阻、隔离或电压和电流测量时必须在跨多个传感入口点收集数据时实施。特别是像2470SMU这样的特殊源测量单元，能够在准确测量电流的同时提供超过1kV的电压

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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