基于LXI总线的高效锂离子电池测试系统设计方案

手机锂电池测验首要针对通过封装后的电池维护电路进行功用检测，运用电源、电子负载、多路开关和数字万用表等仪器仿真各种充放电时的极限过压、过流状况，检测电池维护电路是否有用。从源头上根绝质量不合格的电池产品流入市场。

锂离子电池的测验要求

为测验电池维护电路的各项维护功用是否有用，电池测验体系的首要测验进程包括以下部分：

1）常规开路电压测验

电池功用测验，需求对电池进行短时刻充电，并丈量开路电压，判别电池的根本充电功用是否有用。

2）过流维护及康复测验

用电子负载对手机电池进行大电流放电，并测验其维护电路的内部电流堵截功用。当堵截放电回路后，测验电池能否康复正常作业。

3）作业温度测验

通过万用表读取温度传感器上电阻值，测验电池作业温度。

4）过充电及康复测验

用电源对手机电池进行过压充电，测验电池维护电路能否堵截充电回路。

5）过放电及康复测验

用电子负载对手机电池进行过放电，测验电池维护电路能否堵截放电回路。

6）沟通内阻测验

通过沟通内阻仪测验电池沟通内阻。

锂离子电池测验体系

典型的锂离子电池测验体系应包括以下测验仪器：

●多通道开关用于给待测件加载不同鼓励，并切换不同测验设备

●高精度数字万用表，完结对电池的直流电压、电流和电阻测验

●两路以上的多路电源，用于给待测件进行充电测试，以及给测验夹具供电

●电子负载，用于给待测件进行放电测验

●沟通内阻测验仪，用于丈量1kHz沟通状况下锂电池的沟通内阻

●工控机及测验软件，用于操控设备完结测验

以锂电池测验中过流维护及康复测验为例，咱们描述一下具体的测验进程：

测验体系中的计算机，通过GPIB接口向各台仪器依次宣布指令，操控测验流程。首要通过切换多路复用开关，将电子负载与待测件衔接。设置电子负载作业在恒流模式，使待测件输出一个比较大的恒定电流（例如5A），接通20ms后，将数字万用表也通过多路复用开关与电池输出端接通，测验电池的输出电压。如果电池输出电压为0，阐明电池维护电路发动，已经堵截电池输出回路，此项目测验通过。如果测验成果不为零，此项目标定为测验失败。测验完毕后，迅速打开开关，堵截电子负载与电池之间的衔接，因为长时刻大电流放电或许对电池形成永久损坏。

根据以上的测验计划，2007年安捷伦推出新一代锂离子电池测验解决计划。新计划很多运用最近几年内推出的LXI（LANExtensionsforInstrumentation）体系测验仪器，这些LXI仪器与传统产品比较，通过网线组成体系，简化了体系集成的难度，进步了测验速度，而且大幅度减低了体系体积和组本钱钱。体系中各台仪器通过网线或GPIB电缆与计算机衔接，组成成为根据LXI平台的混合测验体系，整个体系高度仅14U。在一些手机电池出产厂商的实际应用中，客户告诉咱们，与他们原有的测验体系配置比较，新的解决计划使体系体积缩小超越1/3，本钱缩减1/4以上，而测验速度也有10%左右的进步。别的更小的机箱体积，更简洁的体系衔接以及开关电源带来的更小的电源功耗，也带来了许多的额定好处。

在测验软件的开发上，LXI仪器相同支持各种干流软件开发环境，能够在VB，VC，C/C++，Labview等各种开发环境下编写测验程序，与传统的仪器操控方式完全相同。

在电池测验进程中，客户最关心的问题除了确保电池质量，还包括如何进步电池产值，下降出产本钱。别的，因为不同型号电池的电特性目标不同，测验体系在软件和硬件方面有必要具有一定的灵活性，方便客户进行体系上的二次开发。最终，在面临出产线每天24小时接连开机的条件下，体系仪器的质量，维护本钱，也是衡量电池测验体系解决计划的一个重要因素。

测验体系仪器的挑选

电池测验体系中多路开关的挑选：

在单片电池测验中，多路开关首要用来向电池衔接不同的负载或电源进行重复的充放电测验，也可运用多路开关进行丈量外表的切换。在一般电池测验流程中，单片电池完结悉数测验大约需求数十次开关切换进程，出产线每天的出产值通常在8000片以上，一天内单个开关的敞开闭合次数最多能够到达15万次以上。所以良好的开关质量，以及快速的开关切换速率，是挑选开关产品的关键所在。

安捷伦34980A中供给多种高品质开关插卡。这些开关供给了同种类产品中，最快的敞开闭合时刻，以及最长的开关寿数，并通过开关次数计算功用能及时报告每一个开关的作业状况，以便提早对行将失效的开关进行更换。别的，其内置数字万用表能够直接完结各种直流信号的高精度丈量。能节省投资，进步体系集成度和测验速度。

电池测验体系中多路电源的挑选

在电池测验中，加载在待测件上的电源将多于两路，除掉为待测件的夹具供电，这些电源还用于为电池充电，并仿真各种过压、过充现象，并检测电池维护电路的响应状况。在进行此类测验时，电源的响应速度十分关键，通常对电池进行过充，时刻不能超越1秒，不然或许引发电池焚烧爆破，而为了确保测验速度，这个时刻一般约束在几百毫秒。

N6700模块化直流电源，每台电源机箱在1U高度内可置入多达4个电源模块，组成彼此独立的多路电源。别的，这些电源模块均内置电压电流丈量功用，能够监测输出状况，无须切换到其他丈量仪器。在自动测验体系中，模块化电源体系能够大幅度缩小多路电源体积，减低体系本钱，成为当今搭建测验体系的电源首选。

电池测验体系中电子负载的挑选

电子负载用于测验电池的放电状况，以及仿真电池在短路状况下，输出大电流时，内部维护电路能否及时堵截电池输出。在电池测验环节中，大电流放电时刻不能超越30ms，不然会引起意外的电池焚烧或爆破，所认为确保测验安全，此类测验对电子负载的响应速度以及电流改变速度的要求十分高。

安捷伦供给多种电子负载产品，其间快速的电流改变速度，最高能够到达107A/S。内置16bit电压电流回读功用，能够实时丈量作业状况下的电压电流值，而无须切换到其他设备。

沟通内阻测验仪的挑选

电池的内阻值直接与电池电芯质量和电池包装质量相关，如果丈量到的电池内阻值高于预期值，将阐明电池质量很或许有问题。因为锂离子电池常常随同动态负载，作业中常随同发生很多的电流脉冲，丈量1kHz下的电池沟通内阻已经成为电池内阻丈量的行业标准。电池内阻越低，表明电池输出的电压值越稳定。因此丈量1kHz下的电池内阻将能够十分有力的阐明电池在动态负载体条件下，对自身输出电压的调理能力。安捷伦动态内阻测验仪4338B能够帮助解决沟通内阻测验上的问题，供给高速准确的丈量成果。

通过以上这些仪器，能够十分快速的组成起一个高效的电池测验体系。其间大部分仪器具有良好的扩展能力，比方34980A开关体系，能够通过插卡扩展更多的丈量通道，N6700能够通过刺进电源模块增加体系中电源的数目或进步电源输出功率等。这套体系还具有很好的扩充功用，通过十分简单的修改后，能够应用在其他大容量电池的测验中，如PDA，笔记本电脑以及数码摄像机等的电池测验。