圖1：為現代電動汽車提供動力的電池

 

rujin
，meiyikuaidianchiwulundaxiao，xingnengheshoumingdoushizaizhizaoguochengzhongjuedingde，ceshishebeidoushizhenduitedingdianchishejide。raner
，youyulilizidianchishichanghangailesuoyoudexingzhuangherongliang，yincihennanchuangjianyizhongdange、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)。

 

chongfangdianxunhuanjinyibushuomingledankuaidianchiruhejiangdizhenggedianchizudexingneng。dianchizuzhongrongliangzuididedianchijiangyizuikuaidesudujiangdiqichongdianzhuangtai，daozhidianyashuipingbuanquan
，daozhizhenggedianchizuwufazaifangdian。dengdaodianchizuchongdianshi
，rongliangzuididedianchihuixianchongmandian，qiyudedianchibuhuijinyibuchongdian。zaidiandongqichezhong
，zhehuidaozhiyouxiaodezhengtikeyongdianchizurongliangjianshao，congerjiangdicheliangdexuhanglicheng。ciwai

，dirongliangdianchidetuihuayehuijiasu
，yinweizaianquanbaohucuoshiqixiaoqian，tajiuzaichongdianhefangdianjieshushidadaoleguogaodedianya。

 

wulunshihezhongzhongduanshebei，dianchizuzhongdedianchiyichuanlianhebinglianfangshiduidiedeyueduo，wentijiuyueyanzhong。xianeryijiandejiejuefanganshiquebaomeikuaidianchidezhizaowanquanxiangtong，bingjiangxiangtongdedianchizuhezaitongyigedianchizuzhong。danshi
，youyudianchizukangherongliangguyoudezhizaogongyichayihua
，ceshibiandezhiguanzhongyao——bujinyaopaichuyouquexiandebujian，erqieyaofenqingnaxiedianchixiangtong，yaofangzainaxiedianchizuzhong。chucizhiwai，dianchizaizhizuoguochengzhongdechongfangdianquxianduiqitexingyouhendadeyingxiang，bingqieshibuduanbianhuade。

 

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
、ronglianghehuaxuechengfeneryan，lilizidianchidezhongleigengweiguangfan，fanzhiqiyehuiyingxiangceshishebei，yinweitamenxuyaoquebaozhunquezunxunzhengquedechongfangdianquxian
，congerdadaozuidadecunchurongliang
、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)。

 

在zai試shi圖tu適shi當dang優you化hua單dan個ge集ji成cheng測ce試shi解jie決jue方fang案an時shi，存cun在zai許xu多duo衝chong突tu的de需xu求qiu。目mu前qian還hai沒mei有you解jie決jue所suo有you種zhong類lei鋰li離li子zi電dian池chi測ce試shi方fang案an的de靈ling丹dan妙miao藥yao，但dan德de州zhou儀yi器qi（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

 

dutededianchiceshichangjingxuqiuzongshihuicunzai，ertaduiyingdiyexuyaoyigetongyangdutedejiejuefangan。buguoduiyuhenduoleixingdelidianchilaijiang，wulunshixiaoxingzhinengshoujidianchihaishidiandongqichededaxingdianchizu，shikeyiyouyigegaoxingjiabideceshishebeide。

 

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TI技(ji)術(shu)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，為(wei)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)電(dian)流(liu)或(huo)多(duo)相(xiang)的(de)應(ying)用(yong)創(chuang)建(jian)了(le)一(yi)個(ge)可(ke)修(xiu)改(gai)的(de)平(ping)台(tai)，展(zhan)示(shi)了(le)構(gou)建(jian)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)的(de)測(ce)試(shi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。這(zhe)一(yi)靈(ling)活(huo)、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。

 

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，keyizuidachengdudiyouhuaduidianchiceshishebeidetouzi，jiangdizongchengben，bingweishiyingbuduanbianhuadelilizidianchiceshixuqiutigonglinghuoxing。

 

 

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