前言
常见的可充电电池包含锂电池,镍镉电池,镍氢电池,以及密封铅酸蓄电池等。其中,锂电池具有容量大,重量轻,循环次数高等特点,广泛应用于移动电话,PDA,数码相机,摄像机,笔记本电脑等领域,是目前最为先进的可充电电池。这里所指锂电池是成品锂电池包,由锂电芯(锂离子电芯或者里聚合物电芯)加锂电池保护板组成。镍镉电池是比较早应用的可充电电池,具有成本较低,低内阻,能够大电流放电的特点,至今在一些电动工具,电动车上面有广泛应用。镍氢电池和镍镉电池类似,但是因为不含重金属,所以对环境的污染较小,目前在一些常见的消费类电子产品中应用广泛,已基本取代以前镍镉电池的应用领域。小型密封铅酸电池,又称免维护铅酸电池,目前工艺成熟,目前主要应用在固定式后备电源场合,如不间断电源,应急照明灯等等场合。针对这些可充电电池的生产检测需要,特研制了专用的可充电池综合检测仪,本测试仪可以对电池的一些基本参数做一个定量的的测量,可以测量电池的开路电压,内阻,充电,放电性能,电池容量特别针对锂电池的功能还有过充电保护,过放电保护,过电流保护等功能,并测出过相应的数值,极大的方便了电池的生产和售前售后服务工作,采用非常简单的几个步骤就可以直观的判断电池的性能和好坏,同时也具有快速筛选的功能,可以设定测量参数的上限和下限,可以容易的从一批电池成品中快速检测出不良电池,提高的生产效率。另外,也附加了一些特别的功能,使之具有一些通用仪器设备的特征,扩大了设备的使用灵活性,以及具有用用范围广泛的特点。
功能概述
本测试仪所具有的基本功能包括:
1,电池静态参数快速检测
1.1电池电压检测(对于已经处于保护状态的锂电池,可自动唤醒)
1.2电池内阻检测
1.3电池可充电性能检测
1.4电池可放电性能检测
1.5电池过电流大小检测(仅针对锂电池)
1.6电池内部识别电阻1(或热敏电阻)检测
1.7电池内部识别电阻2(或热敏电阻)检测
1.8以上可检测数值大小的部分,可分别设定上限和下限加以快速筛选。
1.9对于各种具有通讯码片的电池可进行通讯测试(此功能可选)
2,电池容量检测
针对所选择的电池类型和电池串联个数以及电池容量,自动选择最合适的电压和电流,进行一次完整的充电和放电测试,在放电过程中,计算电池的真实容量,给电池的性能判别提供有力的参考依据。
3,电池充电功能。
可单独选择,选择此项功能后,本测试仪可以作为一个多功能的智能充电器使用,针对各种类型的各种组合方式可充电电池组充电(全功能型号最多可对4节串联的锂电池,12串的镍氢电池,6串的免维护电池进行快速充电),极大的方便了电池使用和测试的方便,在充电的同时,实时显示充电时间,以及已经充入的电量(以mAH为单位显示)。
4,电池放电功能。
可单独选择,选择此项功能后,本测试仪可以单独对一个电池作放电,同时控制放电截止电压,避免了通常采用电子负载或者电阻放电带来的容易过放电的弊端,非常方便的适合工厂对电池产品的测试,操作也很方便,只需要选择电池类型,电压和容量就可以启动智能放电程序,安全的对电池进行放电操作。
5,数控电流电压源功能。
选择此项功能后,本仪器可作为一台精密数控直流电源使用,最大输出20V,最大输出2A的直流电源,可以直接设定输出电压和限制电流,可以很方便的用在电池特殊充电,测试,以及给其他设备供电的功能,扩大的仪器的适用范围。
6,数控电子负载功能。
选择此项功能后,本仪器可作为一台精密电子负载使用,可以设定工作在恒流,恒压,恒电阻,以及恒功率模式下运行,在恒压之外的运行模式下,还可以设定截止电压(cut off),以方便电池的放电测量,可以让负载电压低于设定截止电压的时候,自动切断工作电流,避免电池的深度放电对电池的损害。除此之外,也可以将本仪器用于其他需要电子负载的场合,如充电器测试,开关电源的老化测试等等。
7,电压和内阻表功能
选择此项功能后,本仪器可以作为一个普通3位半数字电压表和数字毫欧表使用,可以连续的指示输入电压和电池的内阻,以及附加的两个ID电阻值,可以直接代替专用内阻表使用,用于快速的电池筛选和检测。
8,仪器校准功能
选择此项功能后,可以在不开外壳的情况下,对仪器作校准处理,以随时保持较高的测量精度,可以校准的项目包括,电压测量,内阻测量,充电电流测量,放电电流测量等等,此项功能选择需要输入校准密码,避免无关人员的误操作。
仪器外观
仪器的外观面板上面主要有三部分组成,用来显示操作和测量信息的LCD显示器,操作键盘,以及接线孔,如封面图示。
1、显示界面
本仪器的显示界面是一个大屏幕的LCD显示器,可同时显示4行16个数字或者8个汉字显示,能够同时显示的信息比较多。详细内容参见操作说明。
2、操作界面
本仪器的输入界面是6个轻触按键,分别是向上键,向下键,左键(减少),右键(增加),取消键(返回),确认键(开始/暂停)键。操作非常简单,各个按键的功能单一,任何人只要稍加熟悉,就可以熟练操作此仪器设备。
如封面图所示:本仪器的操作界面采用常见的多级,翻页式菜单操作界面,支持的功能多,操作简单。主菜单就是上面所说的8项主要功能,按向上键或者向下键选择相应功能,按确认键加以选择,进入设置操作界面,在操作界面中,也是按向上向下键选择对应调整项,按左(减少)右(增加)选择设置数值,按确认键,可开始测试运行。在任何一个操作界面中,按取消键都可以退出当前操作,并返回上一级菜单,如当前在设置状态,按确认键则启动运行,如在运行状态,按确认键可以暂停当前操作,再次按下确认键,可以再次启动当前运行。
3、接线方式
本仪器具有7个接线端子,其中P+,P-分别连接到电池的正极和负极,作为充电电流和放电电流的连接通道,另外,R+,R-也分别用独立的两根导线连接到电池的正极和负极。并在电池极片上汇合,作为测量信号的连接通道,这样测量的时候,通过4线制测量,可以消除导线带来的测量误差,提高测试精度。另外R1,和R2分别作为电池内部识别ID电阻或者热敏电阻的连接端子,如需要的话,可以用导线连接到相应端子,ID线用于测量一些带码片的电池,目前此项功能可选。
下图是测试一块带识别电阻的锂电池实例,连线方式如下图所示:
上图所示实例中,测量该电池共需要5根连接线,其中P+,R+分别用两根导线连接到电池的正极,P-,R-分别用两根导线连接到电池的负极,R1用一根导线连接到电池的识别电阻端子。这样可以获得的内阻测量结果,如不需要的内阻测量结果,也可以把P+,R+直接并联,P-和R-直接并联,然后再分别连接到电池的正极和负极,这样除内阻测试的电阻值可能偏大外,无其他不良影响。
主功能选择菜单
在开机画面显示之后,进入主功能菜单显示界面,如下图显示:
当所选择功能选项超过第四项之后,自动翻页到第5项功能指示,如下图所示:
图片上面所显示英文含义分别代表如下功能:
1,静态参数测试 2,电池容量测试
3,单独充电功能 4,单独放电功能
5,程控直流电源 6,程控电子负载
7,智能电压测量 8,内部校准程序
按上下功能键可以选择当前所需要的测试功能,按确认键进入所选择的功能。
1、电池静态参数测量模式
在选择静态参数测量功能后,进入相应设置界面,在静态参数设置界面中,共有26个选项
1,电池类型选择:a) Lion锂电池 b) NiMH镍氢电池 c) NiCd镍镉电池 d) SLA免维护铅酸电池
2,电池组电压选择:
a)对于锂电池,每次以3.6V每节递增,最高可选择14.4V
b)对于镍氢和镍镉电池,每次以1.2V递增,最高可选择14.4V
c)对于免维护电池,每次以2V递增,最高可选择12V
3,电池组容量选择:可以设置电池的容量,在后面的测试中,仪器根据所设置的容量自动选择合适的电流进行测量。最小每次递增50mAH,最大每次递增1000mAH,最大可设置容量10000mAH。
4,电池充电测量:可选择允许测试或者不允许测试,按向左键或者向右键调整选择。
5,电池放电测量:可选择允许测试或者不允许测试,按向左键或者向右键调整选择。
6,电池过电流保护测量:当前电池类型为锂电池时,此项功能可调整为允许或不允许测试,当电池类型为其他电池时,不能选择该项测试功能。
7,ID1电阻测量:可选择允许或者不允许测量。(识别电阻1)
8,ID2电阻测量:可选择允许或者不允许测量。(识别电阻2)
9,电池电压下限选择:每次增加或者减少100mV,当改变电池类型或者电池电压时,此项参数会自动修正到默认最小值。
10, 电池电压上限选择:每次增加或者减少100mV,当改变电池类型或者电池电压时,此项参数会自动修正到默认最大值。
11, 电池内阻下限选择:每次增加或减少1毫欧,最小可调整到0.
12, 电池内阻上限选择:每次增加或减少1毫欧,最大可调整到1000毫欧。
13, 过电流值下限选择:只有当过电流测试允许的情况下,此项参数才可调整,每次增加或减少0.1A
14, 过电流值上限选择:只有当过电流测试允许的情况下,此项参数才可调整,每次增加或减少0.1A,最大值可选择10A.
15,ID电阻R1的下限选择:只有ID1允许测试情况下,此项参数才可调整,每次增加或者减少0.1K,最大可到999.9K
16,ID电阻R1的上限选择:只有ID1允许测试情况下,此项参数才可调整,每次增加或者减少0.1K,最大可到999.9K
17,ID电阻R2的上限选择:只有ID2允许测试情况下,此项参数才可调整,每次增加或者减少0.1K,最大可到999.9K
18,ID电阻R2的下限选择:只有ID2允许测试情况下,此项参数才可调整,每次增加或者减少0.1K,最大可到999.9K
19, 保存当前设置项:当此项功能允许的时候,本次调整后数值将会被保存在内部存储器,设备掉电后也不丢失,每次开机进入此项功能的时候,将取出这次测量的时候所设置的参数,不用再重新设置参数,当选择为不允许的时候,每次开机进入此项功能的时候,初始值为上次设置保存的数值。
20, 复位到默认设置:当因为某种原因需要把这些设置值恢复到仪器出厂时候的设置参数,可选择此项功能为允许,并按下确认键,那么这些设置参数将被默认参数所取代并加以保存。当以上所有参数设置好之后,按下确认键,机器将自动启动并开始按照固定流程测试所选择的项目,测试流程如下:
1, 测试电压,并判断是否满足设定范围(如当前是锂电池,测试电压偏低,自动尝试通过短暂充电唤醒电池,然后加以测试。
2, 测试内阻,并判断是否满足设定范围。
3, 测试放电功能,以设定电池容量的0.5C电流放电,如电压跌落在放电压差设定范围以内,为合格。(此功能可选)
4, 测试过电流保护功能,给电池增加逐渐增大的负载电流,判断电池是否断电保护,并记录保护前的最大电流,并判断是否满足设定范围要求。(此功能可选)
5, 测试充电功能,以设定电池的最高充电电压充电,如充电电流大于0.5C,则满足测试要求。(此功能可选)
6, 测量识别电阻1,并判断是否满足设定范围要求。(此功能可选)
7, 测量识别电阻2,并判断是否满足设定范围要求。(此功能可选)
在以上测试过程中,当以上任何一项功能测试出错,仪器长鸣一声报警,并指示响应功能出错。当所有的项目测试结果正常的时候,仪器将短促鸣叫两声,显示所有的测试结果,并指示测试成功。如下图所示:
电池电压 识别电阻R1
电池内阻 识别电阻R2
过电流保护值
当前测试状态
上图表示,内阻测试正在进行中。当前测试已经完成,结果正常
上图表示,所有测试项目已经测试成功。电池电压为3.47V,内阻为198mR,过电流值为4.87A,ID1电阻为10.2K,ID2电阻为8.9K,所有测试项目符合要求,测试成功。
如要继续下一次测量,取下电池,等待仪器的电压显示数值为零后,重新连接一块电池可以再次启动新一次测量过程,以上设置参数不变。如果连接上的电池处于保护状态,且电池电压为零的话,这种情况下,仪器将不能自动启动测试,需要手动按一次Enter按键,可以启动测试。如需要重新设置参数,按取消键返回到设置菜单,可以重新设置参数。
特别提示:
1, 当所测试电池为锂电池时,如测试电压偏低,本仪器会自动尝试通过充电一次唤醒电池,所以,可以针对直接测试处于保护状态的锂电池,而不需要特别设备单独唤醒电池测试。
2, 当仪器检测到电池反接的时候,电压栏目将显示VOL= +/- V,提示电池接反,同时,检测停止,在最下一栏指示电池电压偏低,“VOL LOW”
3, 本仪器会根据所选择电池容量自动选择最合适的充电电流和放电电流,默认是1C,即如当前选择是800mAH电池,充电测试电流和放电测试电流均为400mA。
4, 测试完成提示信息说明:
如下图所示:
VOL= 7.98V R1= 0.0K IMP= 198mΩR2= 0.0K OVC= 0.00A Testing.. IMPEDANCE
上图表示,内阻测试正在进行中。
VOL= 3.47V R1= 10.2K IMP= 198mΩR2= 8.9K OVC= 4.87A TEST Complete: OK
电池电压 识别电阻R1
电池内阻识别电阻R2
过电流保护值
当前测试状态
当前测试已经完成,结果正常
上图表示,所有测试项目已经测试成功。
电池电压为3.47V,内阻为198mR,过电流值为4.87A,ID1电阻为10.2K,ID2电阻为8.9K,所有测试项目符合要求,测试成功。
如要继续下一次测量,取下电池,等待仪器的电压显示数值为零后,重新连接一块电池可以再次启动新一次测量过程,以上设置参数不变。如果连接上的电池处于保护状态,且电池电压为零的话,这种情况下,仪器将不能自动,启动测试,需要手动按一次Enter按键,可以启动测试。如需要重新设置参数,按取消键返回到设置菜单,可以重新设置参数。
特别提示:
1, 当所测试电池为锂电池时,如测试电压偏低,本仪器会自动尝试通过充电一次唤醒电池,所以,可以针对直接测试处于保护状态的锂电池,而不需要特别设备单独唤醒电池测试。
2, 当仪器检测到电池反接的时候,电压栏目将显示VOL= +/- V,提示电池接反,同时,检测停止,在最下一栏指示电池电压偏低,“VOL LOW”
3, 本仪器会根据所选择电池容量自动选择最合适的充电电流和放电电流,默认是0.5C,即如当前选择是800mAH电池,充电测试电流和放电测试电流均为400mA。
4, 测试完成提示信息说明:
b) TEST Fail:VOL LOW表示测试出错,电压偏低
c) TEST Fail:VOL HIGH表示测试出错,电压偏高
d) TEST Fail:IMP LOW表示测试出错,内阻偏低
e) TEST Fail:IMP HIGH表示测试出错,内阻偏高
f) TEST Fail:CHARGE ERR表示测试出错,充电功能故障
g) TEST Fail:DISCHR ERR表示测试出错,放电功能故障
h) TEST Fail:OVC LOW表示测试出错,过流保护电流偏低
i) TEST Fail:OVC HIGH表示测试出错,过流保护电流偏高
j) TEST Fail:R1 LOW表示测试出错,识别电阻1阻值偏低
k) TEST Fail:R1 HIGH表示测试出错,识别电阻1阻值偏高
l) TEST Fail:R2 LOW表示测试出错,识别电阻2阻值偏低
m) TEST Fail:R2 HIGH表示测试出错,识别电阻2阻值偏高
电池容量测试功能模式
在主功能菜单第二项,就是电池容量测量功能。在选择该项测试功能之后,进入电池容量参数设置菜单。如下所示:选择是否进行过充电和过放电测试
1,以上1~3项和前面静态参数设置界面中一样,可以参考上一项功能说明。
2,第四项有所不同,当前电池类型为Lion锂电池时,第四项选择功能为锂电池过充电测量和过放电测量,允许控制,选择为YES,将在容量测量过程中,进行过充保护和过放电保护测试。选择是否,对镍镉电池充电前先放电。
3,如果当前电池类型为镍镉电池时候,第四项菜单将显示为“4.NiCd PRE_DIS: NO”可以设置是否预放电,当允许预放电功能时候,在电池充电之前,将先把电池放电到无电状态,然后再启动充电过程,这样可以消除镍镉电池记忆效应,使后面的容量测量结果更。
4,如果当前电池为镍氢电池和免维护电池,则无第4项功能。
按下确认键之后,开始启动容量测试,按照下面的流程作一次完整的容量测试:
预放电(如当前是镍镉电池且允许预放电) 充电到电池完全充满
过充电测试(如当前是锂电池且允许过充电测试)搁置100秒
完整放电过放电测试(如当前是锂电池且允许过放电测试)结束
以上过程,在充电过程中,累计充电电量,在放电过程中,累计放电电量,在放电完全结束
之后,所显示的放电电量即为电池在此工作模式下的电池容量。
需要注意的要点:默认情况下,电池的充电电流和放电电流为设置电池容量的1C,当需要
比较小的充放电电流的时候,可以把电池容量设置为比较小的参数,当需要比较大的充电电
流的时候,可以把电池容量设置为比较大的数值。在1C模式下,作一次完整的容量测试可
能需要3~4小时,如果设置为比较小时数值,时间会相应延长。
充电运行模式
选择该模式,可单独对电池进行充电,设置方法和显示模式参考上面容量测试,当选择
确认之后,开始对选定电池充电,当充电结束之后,整个流程结束。
放电运行模式
选择该模式,可单独对电池进行放电,设置方法和显示模式参考上面容量测试,选择确
认之后,开始对选定电池放电,当放电完成之后,整个流程结束
程控直流电源模式
选择该模式,按下确认键,直接进入直流电源模式运行,如下图所示:
恒压模式当前是开机状态
设定电压输出电压
设定电流输出电流
初次进入电源模式,默认为关机状态,按下确认键可以开启电源输出,再次按下确认键可以
关闭输出。
1,上面显示CV指示当前工作在恒压模式,如显示为CC,当前工作在恒流模式。
2,ON指示当前为开机模式,ON为开机模式。
3,Vs=1.00V,表示设定电压为1.00V
4,Is=1.00A,表示设定输__________出电流最大为1A。
5,Vo=1.00V,表示当前输出为1.00V
6,Io=0.090A,表示当前输出电流为0.090A
操作方式,按确认键可以控制电源输出和关闭
按向上键或者向下键可选择当前调整电压或者电流输出项目
按向左键或者向右键,调整当前项目数值。
按取消键,退出电源工作模式。
DC Power Supply
CV ON
->Vs= 1.00V Vo= 1.00V
Is= 1.00A Io= 0.090A
程控电子负载功能
选择该模式,进入电子负载功能。电子负载可以作为电池放电的负载,或者作为开关
电源或者充电器的负载,可以很方便的设置为恒定电流,恒定电压,恒定电阻,和恒定功率
放电运行,可以很直观地衡量电池的放电能力(最大可以设置到10A放电),可以观察电池
在恒定功率(比如说模拟一个电器设备耗电10W)情况下,测试电池的工作时间等等,也
可以测量电池在维持一定电压情况下,能够输出的最大电流等等,这是电池测量过程中一个
非常有用的功能选项。
在进入电子负载功能后,显示界面如下图所示:
恒流模式当前是开机状态
设定电流输出电压
截止电压输出电流
第一行指示当前运行在电子负载模式
第二行指示当前电子负载模式为恒流模式(CC)
本仪器电子负载共设有四种工作模式:
1,CC,恒定电流模式,仪器自动调节工作电流,使工作电流保持恒定。
2,CV,恒定电压模式,仪器自动调节工作电流,使工作电压保持恒定,使之等于设
定值。
3,CR,恒定电阻模式,仪器自动调节工作电流,使电压除以电流比值维持不变,使
电子负载模拟一个固定电阻,并使这个模拟电阻等于设定值。
4,CP,恒定功率模式,仪器自动调节工作电流,使电压乘以电流乘积(功率)维持不变,
并使这个功率等于设定值。
第三行指示截至电压为0.5V,当工作电压下降到截至电压的时候,仪器自动切断工作
电流,防止出现电子负载给电池放电的时候,出现过放电的情况。此项设置功能只有工作在
CC,CR,CP模式下出现,因为CV本身就是控制电压,故无此项功能
Out指示下面为实际测量数值。
OFF,指示现在处于关机模式,按下确认键,可以在开机和关机两种模式下快速切换。
ON,指示现在开机模式。
Vo=0.00V,指示现在测量到的电压为0V
Io=0.003A,指示现在测量到的电压为0.003A,(注,这是零点误差,可消除或者忽略
不计)
实际操作说明
1,按向上键或者向下键,可以在工作模式选择,设置数值调整,和截至电压调整三个
项目中切换(注意,如果选择了CV模式,则无第三项功能选择)
2,按向左键或者向右键,可以调整当前项目的设定值
3,按确认键,可以打开或者关闭电子负载。
4,按取消键,可以退出当前电子负载模式。
DC Electron Load
Mode=CC Out OFF
->CC= 0.00V Vo= 0.00V
Cut= 0.5V Io= 0.003A
电压和内阻表模式
选择此项功能,仪器实际上工作在电压,内阻表,电阻表的模式下,连续的显示当前
所测试电池的这几个参数。如下图所示:
电池电压
电池内阻
识别电阻R1
识别电阻R2
当前指示的意义分别为:
1,电池电压为5.74V
2,电池内阻为672mR
3,ID1电阻开路
4,ID2电阻为8.4K
如电压指示为+/-,表示电池接反。
如内阻或者识别电池指示为OVER,则表示超出测量范围,或者是开路状态。
按取消键退出当前测试,按其他键无效。
仪器校准模式
随着时间或者温度的变化,本仪器的测量精度可能会有所变化,可以在不打开机壳的
情况下,通过操作键盘和显示界面来校准本设备的测量精度。在这种模式下,可以对电压测
量,内阻测量,充电和放电电流以及过流保护电流的测量作免开壳校准并保存数据。
在选择进入此功能的时候,会提示输入校准密码,这样,可以防止无关人员误操作来
来隐患。如下图显示:
具体校准操作方式另参见《仪器校准手册》说明,或由供应商或者代理商提供售后服务支持。
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仪器特性指标
仪器适用环境:
1)温度:0~40℃
2)使用高度: 海拔2Km内使用
3)相对湿度:40~80%湿度
测量范围:
1)电池电压测量范围:0~20V最小分辨率10mV
2)电流测量范围:0~10A最小分辨率1mA
3)内阻测量范围:0~1000 mΩ 最小分辨率1mΩ
4)识别电阻测量范围:0.1~999.9KΩ 最小分辨率0.1KΩ
5)容量测量范围:0~10000mAH最小分辨率1mAH
测试速度:
1)静态测试(测试所有功能):3~5秒
2)容量测试(1C电流充放电):3~4小时
测量精度:
1)电压测量精度:20V±1%(校准后)
2)电流测量精度:10A±5%
3)内阻测量精度:1000mΩ±2%
4)识别电阻测量精度:10KΩ±2%
5)电池容量测量精度:10AH±2%
电源电压:220V±10% 50Hz
消耗功率:最大120W




