邱健蓄电池快速测试方法

快速测试方法

       许多快速测试设备只看电压和内阻。虽然衰减的 NiCd 或 NiMH 的容量损失可能与内阻上​​升有关，但这种关系在锂基和铅基电池中不太明显。使用仅测量电压和内阻的测试仪进行广告容量估算可能会产生误导。它让业界相信复杂的结果可以通过简单的方法获得。基于电阻的仪器确实可以识别即将耗尽或没电的电池；但用户也是如此。没有任何一项测试可以捕获电池的所有健康指标。

       DC 测量着眼于纯电阻值，而 AC 包括提供额外信息的无功分量。电池是一种反应性设备，测量电阻的方法很重要。表示使用 0.1Hz 至 1kHz 的 AC 扫描时，良好和褪色的锂离子电池的阻抗。在 1Hz 和 10Hz 之间的低频范围内观察到最强的阻抗变化 (-Imp -Z)。

       快速检测的准确性因症状而异。这些指标随充电状态 (SoC)、充放电后的搅动、温度和存储时间长短而变化。电池就像一个无法测量的生物体；仅通过类似于医生检查患者的诊断来估计。快速测试必须能够区分部分充电的好电池和充满电的弱电池组。两种变体在用户手中提供相似的运行时间，但具有不同的性能水平。

       广泛使用的性能分析是库仑计数，其中测量流入和流出的能量。库仑计数可以追溯到 250 年前，当时 Charles-Augustin de Coulomb 首次建立了“库仑规则”。概念很优雅，但库仑计数有其自身的问题，因为当电池随机充电和放电时，它会失去准确性。如果不包括化学电池，数字解决方案的健康状况 (SoH) 估计是不完整的。

       容量代表能量储存，这种品质会随着使用而逐渐永久消失。电池的主要健康指标是容量。导致 SoH 的其他特性是控制负载电流的内阻和检查机械完整性的自放电。必须满足所有三个特性才能使电池保持健康。

       这涉及用作类似于字母或面部识别的查找表的算法和矩阵。动态估算化学电池的容量最为复杂。现代快速测试方法转向先进的机器学习，以捕捉电池的多种状态。

       阻抗变化在 10Hz 以下最为明显。水平刻度是对数的以压缩频率范围。以下是检查电池的从简单到复杂的测试方法的总结。

       结果进一步受到 SoC 水平、搅拌和温度的影响。Cadex 实验室进一步发现了电池老化方式的差异。最令人费解的是，为什么自然老化产生的特征与在具有固定测试制度的环境室中进行的人工老化产生的特征不同。这种类似人类的行为与人们生活在全球不同地区的长寿有相似之处。应该注意的是，仅电阻读数是不确定的。没有适合所有人的尺寸，签名因电池尺寸和类型而异。

       电压：揭示 SoC。容量估计是不可能的。
       欧姆测试：测量内部电池电阻以验证负载特性并识别故障条件。电阻读数与容量无关。欧姆测试也称为阻抗测试 (Z)。
       全周期：通过充电/放电/充电循环读取化学电池的容量。结果是准确的，但电池必须经常从服务中取出，测试时间需要数小时。
       快速测试：大多数快速测试方法都基于时域或频域。时域用脉冲激发电池，观察锂离子电池的离子流。频域以多个频率扫描电池以生成奈奎斯特图以供分析。这两种方法都需要复杂的算法，其中包含用作查找表的参数或矩阵。
       电池管理系统：电池管理系统通过监测电压、电流和温度来估算 SoC。一些用于锂离子电池的 BMS 也计算库仑。BMS 可以识别电池缺陷，但无法准确估计容量。
       库仑读数：读取流入和流出的电流。智能电池将数据存储在可以访问的完全充电容量 (FCC) 寄存器中，但如果电池未校准，读数可能不准确。一个完整的周期纠正跟踪错误。