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電池測(cè)試方法淺析
最近更新時(shí)間：2010-2-23
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電池測(cè)試方法淺析
一、、依據(jù)庫(kù)侖定律的測(cè)試方法
還有一些新的方法，例如SMBUS智能電池所采用的辦法，就是在電池組內(nèi)裝置一個(gè)非易失存儲(chǔ)器，儲(chǔ)存電流流入和流出電池的時(shí)間的積分比值記錄，以確定充電的狀態(tài)。用這種方法監(jiān)視充電，假如不考慮電池內(nèi)部的自身放電和構(gòu)成*充電的充電電平不發(fā)生改變（例如隨溫度變化）的話，本來(lái)應(yīng)該是很理想的。不過(guò)，當(dāng)考慮到電池的性能時(shí)，就可能會(huì)懷疑這一方法的程度。
如果忽略自身放電不計(jì)，則下列關(guān)系應(yīng)可成立：∫iIN.dt=iOUT.dt,式中iIN.是充電電流,iOUT.是負(fù)載電流。
一個(gè)電池放電時(shí)，通常不能放出比上次向電池充電更多和能量，而且放電往往較少。這樣說(shuō)是基于一個(gè)假設(shè)，即在電池充電之前其電荷*耗盡，并且在充電之后，您親沒(méi)有采取措施令電池“恢復(fù)活力”，也沒(méi)有改變*充電的標(biāo)準(zhǔn)或電荷*耗盡的標(biāo)準(zhǔn)。（假如在*放電期間電池放出的能量多于輸入的能量，那也許上次充電之前電池本來(lái)就沒(méi)有像現(xiàn)在這樣充分放電?；蛘?，在完成充電之后，電池的溫度升高了，因此在意想之外又增加了能量。）如果溫度沒(méi)有改變，現(xiàn)在電池的放電狀態(tài)又和上次充電前的狀態(tài)一樣，那么充電所增加的能量和放電所放出的能量之差，就是充、放電之間的內(nèi)部損耗（可用I2R表示）。
幾乎所有可再充電和不可再充電電池，都能以曲線顯示出自己的放電特性。這些曲線視每種電池的尺寸、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)商的不同而各異，通?？蔀楣?yīng)恒定電流的電池繪制出終端電壓對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。（有時(shí)，曲線顯示的是電池驅(qū)動(dòng)恒定電阻時(shí)電壓以時(shí)間的關(guān)系。因?yàn)樵诜烹姇r(shí)終端電壓下降，施加在恒定電阻上的電流也有所下降。）這些曲線采用加載下的終端電壓作為*放電的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以表明，輸出電流對(duì)時(shí)間的積分隨輸出電流的增加而下降。假如存在這種下降，則說(shuō)明電流流入和流出的積分值不能代表電池的充電狀態(tài)。
四、基于焦耳定律的測(cè)試方法。
例如，也許可以用一組曲線顯示：在t時(shí)間內(nèi)抽取恒定電流C可耗盡全部充電電荷。C以安培或毫安為單位表示，數(shù)值上應(yīng)等于電池的標(biāo)稱容量（以安培-小時(shí)或毫安-小時(shí)表示）。也許可以預(yù)料，以恒定輸出電流C測(cè)量耗盡時(shí)間后，如果對(duì)電池再充電然后以恒定的輸出電流2C再次進(jìn)行測(cè)量，那末，*耗盡的時(shí)間會(huì)降為t/2。但是總的看來(lái)，電池提供2C電流不可長(zhǎng)達(dá)t/2。
從能量守恒的觀點(diǎn)來(lái)看，這種結(jié)論是*對(duì)的，在放電時(shí)，輸出電流較大就會(huì)增加電池的損耗I2R。如果R保持不變，電流加倍，剛功耗高達(dá)4倍。如果持續(xù)以2C放電t/2之久，則能量損失等于前一次測(cè)試的兩倍。另外，某些類型的電池在輸出電流加大時(shí)內(nèi)阻會(huì)增加，這就進(jìn)一步縮短放電時(shí)間。事實(shí)上，放電到恒定終端電壓的時(shí)間能自行調(diào)節(jié)，這樣，負(fù)載中的能量損耗量和電池中的能量損耗量之和，就會(huì)在一定程度上與放電電流無(wú)關(guān)。
問(wèn)題是，盡管在高、低放電電流情況下∫iIN.dt相等，但∫iOUT.dt則不等。產(chǎn)生差異的原因。是基于終端電壓的*放電標(biāo)準(zhǔn)在不同電流下會(huì)產(chǎn)生不同程度的放電。輸出電流小，電池的內(nèi)部電阻壓降IR就低。如果以相同的終端電壓在所有不同電流下終止放電，當(dāng)輸出電流較小時(shí)，電池的放電便更為*。盡管如此，在較高輸出電流下，想通過(guò)減低終端電壓（即所謂電荷充分耗盡）來(lái)補(bǔ)償較高的內(nèi)站電阻壓降IR，那是不切實(shí)際的。當(dāng)然，負(fù)載可能要求較高的電壓，但電池卻可能因?yàn)榻K端電壓較低而損壞，或者負(fù)載和電池兩者都損壞。
也許可以考慮采用即刻中止輸出電流和測(cè)量電池開(kāi)路終端電壓的方法解決該總是在許多情況下，在負(fù)載上加上容量相當(dāng)大的電容器，就能為短時(shí)間測(cè)量提供負(fù)載電流。然而，這種辦法要求在較低輸出電流下負(fù)載仍然可在較低電源電壓下持續(xù)地準(zhǔn)確運(yùn)行—這是負(fù)載無(wú)法接受的條件。另外，在電池釋放電流相當(dāng)大情況下，如果內(nèi)部電阻壓降IR過(guò)分地降低終端電壓，就可能損壞電池。
通常，進(jìn)行全面的電池測(cè)試是很乏味的一回事。此外，測(cè)試條件改變，也會(huì)令測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)很大的變化?，F(xiàn)場(chǎng)檢查如果得出的數(shù)據(jù)看來(lái)不一致，研究人員就必須解釋為何不一致或者重做他們剛才已經(jīng)花了很多時(shí)間做過(guò)的測(cè)試程序。址至幾年前，由于電池業(yè)的質(zhì)量控制還相當(dāng)不完善，引出了相關(guān)的問(wèn)題：研究售貨員無(wú)法重復(fù)做出不同生產(chǎn)批量的同種標(biāo)稱電池的測(cè)試結(jié)果。甚至現(xiàn)在，研究人員往往遇到類似的現(xiàn)象，盡管原因各有不同。電池制造商努力不懈地改進(jìn)其產(chǎn)品，但很少有制造廠商宣布他們考慮的是測(cè)試?yán)谐绦虻母倪M(jìn)。這些改進(jìn)也往往會(huì)影響到測(cè)試數(shù)據(jù)的重要性。