電池測試方法淺析

開發(fā)新電池化學(xué)配方和電池制造工藝固然是一項挑戰(zhàn)，但還有幾項較為乏味而又特別耗費時間的麻煩事對消費類電子產(chǎn)品的設(shè)計來說也同樣重要。這包括視應(yīng)用場合而選用正確的化學(xué)配方；為充電器和電池組詳細規(guī)定規(guī)格；對銷售樣品進行評估和質(zhì)量檢驗。

當(dāng)您想收集的信息時，如果對電池快速充、放電，便會引起數(shù)據(jù)嚴重錯誤。操之過急，反而容易損壞所測試的電池，甚至帶來失火或其他嚴重的后果。當(dāng)然，假如您僅僅想要確認使用過的電池是否能再使用，或者新的電池是否適合發(fā)貨，就不用進行很廣泛的測試。在這種情況下，只需快速、直接、安全和相對的測試就可以了。誠然，對于一些剛剛生產(chǎn)出來的電池，特別是鎳鎘和鎳金屬氫化物的電池，道德就要慢慢地對電池進行充電至滿為此，才能進行有效的快速測試。有時候甚至還要求對電池進行幾次充電放電，再讓電池“休息”幾個小時，方能取得有效的測試結(jié)果。

一、            功能測試仍是常用手段

對手持式和便攜式設(shè)備所用充電電池進行的評估和質(zhì)量測試，大多數(shù)都涉及功

能測試。例如，將電池在各種條件下重復(fù)充電放電，以模擬這些電池所面臨的現(xiàn)場條件。測試時除了考慮環(huán)境的變化之外，還必須考慮到充電器、電池和耗電設(shè)備的先、后取樣都各有不同。

這個做法可能聽起來有些笨拙，而且是老生常談，但對于消費類電子產(chǎn)品所用

的電池來說，還沒有其他的辦法證明是更適合的。業(yè)內(nèi)還沒有可靠的數(shù)學(xué)模式 描述電池、充電器和負載在各種不同條件下所表現(xiàn)的特性。另外，即使有了適合的數(shù)學(xué)模式，還要花很長的時間來建立設(shè)計人員、市場銷售人員和質(zhì)量保證人員對這些模式的信心。

在一些特殊場合下，例如發(fā)射通信衛(wèi)星之前的測試。倒是有種種不同的方法證明是切實可行的。在這類應(yīng)用項目中，通常用電池仿真器來代替實際的電池作為待測航天器的功率源。電池仿真器利用計算機來運行電池的數(shù)學(xué)模型，并控制可編程的電源和電子負載，盡管電池制造商未能提供很合適的商品電池性能模型，但終究為航天器價值不菲而且*的供電電池提供了性能模型。因此，在預(yù)演測試期間便可以從價值百萬美元的電池系統(tǒng)的仿真電池取得電源，而無須耗用昂貴的電池本身。采用電池仿真器，還可以避免在航天器核試驗期間使用真正電池所帶來的一個現(xiàn)實問題。衛(wèi)生供電系統(tǒng)往往包含有太陽能電池板蓄電系統(tǒng)，但其面積太大，很難在測試地點真正接受日照。

二、            脈動負載和間斷使用時的測試方法

即使沒有出現(xiàn)嶄新的測試概念，平凡場合用電池的測試，也并非一成不變的。的自

動化測試設(shè)備和軟件已獲廣泛接納，測試工作日趨簡化，且比幾年前更為簡易、不費力和。另外，現(xiàn)在一些由電池驅(qū)動的負載，其特性已提高到可以有限度地加速其周期壽命的測試。

例如，當(dāng)一個用戶正在對話時，移動通信系統(tǒng)（GSM）通常使用的時分多址（TDMA）蜂窩中的電池必須提供約576μs持續(xù)周期而占空度為12.5%的負載電池脈沖。該脈沖電流一般為脈沖之間電池的10倍左右。當(dāng)嗇電池釋放的電流時，內(nèi)部損耗便增加，降低了電池供向外部負載的能量。因此，增加瞬時負載電池并不是加速測試的有效辦法。然而，只要能保持恒定的瞬時負載電流，就能有效實現(xiàn)雙倍占空度的測試。另一種有效的測試方法，就是假設(shè)每個小時內(nèi)使用30分鐘，盡管每個小時工作5分鐘已足以地代表實際使用。將較高脈沖占空度與較高使用時數(shù)相結(jié)合，從而以12倍因子縮短耗盡電池充電電荷所要花的時間。當(dāng)然，這些技術(shù)僅僅應(yīng)用于那些為較低占空度的永動負載供電的電池，通常只是間斷使用，或兩種情況兼有。

測量終端電壓，是確定電池充電情況的常用方法。但該技術(shù)在建立耗盡電荷需時多少方面會引起混亂。有一件事，即當(dāng)終端電壓降低至設(shè)定的動作極限值以下時，如果即時撤去負載但繼續(xù)監(jiān)測電壓，就會發(fā)現(xiàn)電壓升高有一個別臺階，接著大多數(shù)就逐漸恢復(fù)。這個電壓臺階不代表電荷恢復(fù)。它的產(chǎn)生只是因為當(dāng)電池輸出電流降到零時電池的內(nèi)部電阻壓降IR變?yōu)榱?。另外，逐漸恢復(fù)與此毫不相干，當(dāng)重新加載時，它便會很快地逆轉(zhuǎn)。只有當(dāng)再充電時，電池的電荷才得以恢復(fù)。