導讀：對于電池充放電過程中工作狀態的測試已經成為充電電池檢測的必要過程，一般來說，電池的充放電測試往往需要搭配電源完成充電，負載進行放電來執行。有沒有一個一體的集充放電為一體并能夠隨時快速切換的方案呢？

電池測試概要

電池出現在各種類型的產品中。不同電池的充放電應用對直流電源就會有不同的要求。目前對各類電池工作模式是基本一致的：恒壓充電模式、恒流放電模式。一般來說，為確定某些技術指標，電池測試就必須涵蓋這兩個工作模式。本文集中講述的是艾德克斯針對二次電池的測試，因為二次電池是今天各種重要應用中最常見的電池之一。

傳統電池充放電的測試方法

對于一般的電池充放電測試，基本的測試項為：恒流放電測試、恒壓充電測試。也就是需要電池在一個電流雙象限的環境下工作，所謂雙象限即為電流的輸入和輸出，那么為了達到雙象限的工作效果，工程師往往使用單獨的直流電源提供所需的功率，配合電子負載吸收待測電池的輸出功率來用于電池充放電的測試（見圖一）。這類測試對測試用電源和負載都有較高要求：直流電源可連續地輸出，電子負載可以連續地吸收，并且都有出色的直流精度、穩定性和快速的動態響應，根據待測物的狀態和工作條件，在輸出功率和吸收功率之間轉換。當被測件吸收電流時，電壓依靠電源電壓來維持，即為恒壓充電。當被測件輸出電流時，直流電源的輸出就會截止，同時，電子負載會進入CC的工作模式。通常情況下，需要在直流電源輸出端添加一個阻塞二極管，以防止被測件啟動輸出功率時，反向電流倒灌進入電源。在這種配置中，直流電源直接讀取電流值，同時電子負載直接讀取吸收電流。但是，使用這種測試方案的確存在著一些無法避免的缺陷:

1、 由于這個阻塞二極管的存在，無法對電源進行遠端感應，因為阻塞二極管會影響電源的輸出穩定性。

2、電源必須在停止和CV狀態切換，同時負載也要在CC和停止之間切換，中間出現高阻抗會影響動態性能。

3、系統配置較為復雜。

舉一個簡單的例子：

對一個12V/5A的待測物電池，8V恒壓充電1分鐘，12V充電2分鐘，然后4A恒流放電30秒，8V恒壓充電1分鐘。通常環境的構建需要一個滿足其規格的電源和負載。我們可以做出如下測試方案：

直流電源CV（恒壓）8V工作60s，之后CV（恒壓）12V工作120s，然后關閉輸出，待命。

直流負載在測試開始180秒后打開，并以CC（恒流）4A拉載30s然后關閉輸出。直流電源再次開啟CV（恒壓）8V工作60s。

為了盡可能的滿足同步性，以上方案需要較為復雜的系統集成。

雖然例子中的方案基本滿足了如上提到的測試要求，只是由于上面提到的三點原因，特別是后兩點因素，限制了電流在充放電中雙象限工作的靈活性和精度，并且影響了系統的靜態工作性能，不但成本高昂而且存在測試誤差。

IT6500C用于電池充放電測試

既然對電池充放電測試需要電源和負載搭配使用，那是否有一款產品能兼具負載和電源的功能，同時有很強的雙象限切換能力以及穩定的靜態工作性能呢？艾德克斯IT6500C系列直流源搭配功率耗散器，即為電源、負載一體機，非常適合做電池充放電測試。

IT6500C電源負載工作狀態切換的判定基本可以簡述為：當外部待測物電池的實際電壓小于IT6500C電源電壓的設定值時，IT6500C將對電池進行充電，相反，如果外部待測物電池的實際電壓高于IT6500C設定值的電壓，那么IT6500C將進入負載模式進行電池的放電。

比如一個常見的鎳鎘電池，電壓規格12V，此時正負極電壓為10V，那么我們首先打開6500C的load功能，設定好拉載電流值（該值即為電池放電模式下的放電電流），設定6500C的工作電壓值為12V，同時設定一個CC的限電流值以限制電池充電的最大電流。打開電源on/off鍵，此時電池將進入恒流充電模式，電流輸出為正，IT6500C系列的顯示屏將會顯示實時的電壓和電流值，繼續充電，充電模式會變為CV模式，當電池兩端電壓升高到12V后，充電將會停止，此時IT6500C電源將不會輸出電流，電池的正負極電壓將變為12V。

將IT6500C的工作電壓設為10V，在打開負載后，由于設定值已經小于電池兩端的實際值，IT6500C將進行恒流放電，放電電流的大小即為load電流，面板顯示實時的電池兩端電壓值，電流值將幾乎保持恒定且為負數（放電電流），當電池兩端電壓降到10V時，放電停止，此時IT6500C將不會吸收電流。

IT6500C雙象限無縫切換

到這里，大家一定仍然存在疑問，IT6500C直流電源是不是簡單的將電源和負載集成為一體，電源負載一體化的方案的優越性體現在哪里？

為了從根本上解決雙象限電流切換時的不足，實現電池充放電測試時雙象限電流的無縫切換，滿足實際的測試環境，IT6500C獨具了CC/CV優先權功能：

電源具有恒壓和恒流兩種工作模式，內部有兩個環路（CV控制環和CC控制環），為了快速的的建立電壓，傳統電源默認為CV優先，即兩個環路并聯，缺點是快速建立的電壓帶來的浪涌電流（見圖二），這樣就無法真實模擬電池充放電時的實際工作狀態。

IT6500C獨創性地開放了讓客戶自行選擇CV/CC環路的速度高低以及環路工作優先模式的功能，無論是對電壓建立速度有要求的電源測試場合，還是對電流敏感的半導體待測物測試場合，IT6500C都可以滿足測試要求。通過將優先權設置為CC優先，可以在建立電流的同時抑制電流過沖，實現無縫無過沖電流切換。波形特性如下所示（見圖三）。黃色曲線為輸出電壓，綠色曲線為輸出電流。

該功能如果應用到電池的充放電實驗中，IT6500C可以達到如下結果（圖四）

圖中可以清楚的看到在正負電流切換時，高速無延時，電壓波形為電池電壓，無毛刺且十分平滑。

IT6500C系列的最低功率規格為80V/120A/1800W，比較適用于大功率規格環境下電池的測試，如果需要測試如小型鋰電池這樣的低功率電池，除了IT6500C系列直流電源，艾德克斯推出德IT6412同樣滿足電流的雙極性充放電測試，自帶0-1歐姆的內部負載，同時本身可以模擬電池特性，同時由于規格較小帶來的高精度和高速度，非常適合消費類電子產品電池的研發和測試。

除了電源必不可少，電池內阻的測試也是不能忽視的。在內阻測試方面，艾德克斯IT5101內阻測試儀擁有高精度和高解析度，同時內建了比較器和統計功能，可以批量判定和分析電池參數是否符合標準，也適用于UPS電池的定期維護更換場合。

總結：由于最近電池安全和穩定性事故頻繁發生，人們越來越重視研發和生產階段電池充放電性能的測試，單機化，簡單化和無縫化已經逐漸成為電池充放電測試的基本要求。艾德克斯IT6500C結合功率耗散器以及獨創的控制環優先級功設定功能極大助力了電池測試領域的發展，也讓艾德克斯走在電池測試行業的最前沿。