電池是電動(dòng)汽車 (EV) 最重要的部件。為了確保電池符合其操作使用的性能規(guī)范，必須進(jìn)行電氣性能測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試的難點(diǎn)在于：EV電池是大功率設(shè)備，測(cè)試EV電池時(shí)需要使用合適的功率儀器制定嚴(yán)格和精確的測(cè)試方案。本文將概述EV電池測(cè)試中最關(guān)鍵的測(cè)試，并介紹一些儀器選項(xiàng)，以幫助實(shí)現(xiàn)高效、簡(jiǎn)化的解決方案。

EV電池制造過(guò)程

最常用的電動(dòng)汽車電池類型是鋰離子電池，因其能量密度高，并且能量可被快速提取用于車輛加速。電池的性能是決定電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的重要因素。

在制造過(guò)程中，通過(guò)測(cè)試電池來(lái)獲得最佳性能至關(guān)重要。（圖1）展示了鋰離子電池制造過(guò)程的各個(gè)步驟。制造商將大量鋰離子電池以特定的串并聯(lián)方式進(jìn)行組合。最后一步需要通過(guò)化成和老化來(lái)調(diào)整電池。化成和老化過(guò)程涉及對(duì)電池充放電以穩(wěn)定內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)。該過(guò)程需要以不同的速率重復(fù)充電和放電。諸如可編程直流電源和可編程直流電子儀器之類的功率儀器可執(zhí)行必要的測(cè)試。

（圖1）鋰離子電池制造過(guò)程概覽

EV電池測(cè)試方法

電池最關(guān)鍵的性能測(cè)試是其放電和充電測(cè)試。放電時(shí)間決定了電池在一定距離內(nèi)為車輛提供動(dòng)力的能力。電池的充電時(shí)間決定了電池的健康狀態(tài)以及充電速度。

另一項(xiàng)測(cè)試是電化學(xué)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，用于測(cè)量電池的健康狀態(tài) (SoH)。該測(cè)試評(píng)估電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。（圖2）展示了滿容量電池與只有70%容量的電池對(duì)脈沖的響應(yīng)比較。

（圖2）電化學(xué)動(dòng)態(tài)響應(yīng)

可編程直流電子負(fù)載滿足EV電池放電的要求。直流電子負(fù)載可以不同的速率對(duì)電池放電。一種有代表性的放電率是基于電動(dòng)汽車在穩(wěn)定速度下（通常是在高速公路上行駛時(shí)）所消耗的功率水平。該放電率預(yù)計(jì)約為20至30kW。具有適當(dāng)容量的電子負(fù)載可以汲取由驅(qū)動(dòng)功率/電池電壓表示的可變電流。當(dāng)電子負(fù)載的電壓降至制造商建議的完全放電水平時(shí)，電子負(fù)載應(yīng)自行與電池?cái)嚅_連接。（圖3）說(shuō)明了電池放電的測(cè)試電路。

進(jìn)行電化學(xué)動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試時(shí)，您需要一個(gè)可以產(chǎn)生脈沖負(fù)載的電子負(fù)載。如果選擇具有此功能的負(fù)載，就無(wú)需結(jié)合使用外部電路和負(fù)載來(lái)形成脈沖。

（圖3）用電子負(fù)載為電池放電

可編程直流電源滿足為電池充電的要求。一開始，電源必須使用恒定電流為放電電池充電。當(dāng)電池電壓達(dá)到制造商規(guī)定的充電閾值水平時(shí)，電源應(yīng)切換至恒壓模式。最后，當(dāng)電池汲取的電流降至電池額定電流的3%以下時(shí)，電源應(yīng)停止提供充電能量并終止充電循環(huán)。

電池制造商建議以0.5C到1C的充電率為鋰離子電池充電。1C的充電率相當(dāng)于用1A電流充電1小時(shí)。EV電池制造商以Wh為單位來(lái)評(píng)定電池容量。例如，額定功率為1kWh、額定電壓為400V的電池，其Ah額定值相當(dāng)于1kWh/400V=2.5Ah。因此，該電池的1C充電率是指以2.5A的充電電流充電1小時(shí)。0.5C充電率是指以 1.25A電流充電2小時(shí)。

（圖4）展示了電池充電電路。由于傳統(tǒng)的單象限電源會(huì)被流入電源的電流損壞，因此我們建議使用一個(gè)二極管來(lái)確保電池不能向電源放電。

（圖4）用電源為EV電池充電

二極管可防止電池電流流入并損壞電源

選用尺寸合適的功率儀器