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电池充放电测Leabharlann 仪校准方法的探讨蔡 姝，赵华一，赵新明
（ 天津市计量监督检测科学研究院，天津 300192）
摘要： 二次电池在不同行业广泛使用过程中，出现了一些使用不当造成电池过充或者过放电的问题，这样容易 带来电池温度过高引起燃烧或者爆炸的安全隐患，电池充放电测试仪的出现解决了如何把控电池充放电性能的 难题。本文介绍了电池充放电测试仪的使用现状，简单分析了充放电测试仪的工作原理，对该设备的校准方法 进行了深入的研究，模拟研制出了 1 台电池充放电测试仪的校准装置。 关键词： 电池充放电测试仪； 充电； 放电； 校准方法
3 结语
综上所述，电池充放电测试仪是具有检测和 维护功能的设备，能为大多数电池企业及检验机 构提供有效电池的日常维护检测及电池质量验收 检测，因而为用户安全使用电池充放电提供了保 障。为了保障电池充放电测试仪的计量特性，我 们的计量校准工作更显得尤为重要。
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（ 1） 恒流充电法 恒流充电法是用调整充放电测试仪输出电压 或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流 强度不变的充电方法。但由于电池的可承受充电 电流的能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的， 到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体， 使出气过甚。 （ 2） 阶段充电法 采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法。 首先以恒电流方式充电至预定的电压值，然后改 为恒电压方式完成剩余的充电。 （ 3） 恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定
的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐 渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近 于最佳充电曲线。这种充电方法电解水很少，避 免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄 电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯 曲，造成电池报废。
综上所述，电池充放电测试仪目前使用比较 多的方法是阶段充电法。
随着国家大力推广节能减排，绿色出行的 政策，电动汽车、电动自行车等电动工具行业 得到迅 猛 发 展， 因 此 这 些 电 动 设 备 的 核 心——— 电池行业迅速壮大。电池充放电测试仪是检测 电池的充放电性能、电池容量、电池充放电安 全的核心设备，因此电池充放电测试仪的计量 特性准确与否对电池安全性能的检验起着至关 重要的作用。
图 2 数字多用表直接测量电流的校准接线图
图 3 采用电阻采样法间接测量电流校准接线图
2. 2 使用自我研制的电池充放电测试仪校准装置 进行校准 由于目前通常使用的校准方法无法满足对电
池充放电测试仪的所有参数进行校准的要求，我 们通过多年在这项工作上经验的积累，模拟研制 出 1 台专门的电池充放电测试仪校准装置，该校 准装置的工作原理如图 4 所示。
目前市场上使用较多的充放电测试仪的放电 电流 和 充 电 电 压 的 准 确 度 等 级 分 为 0. 1、0. 2、 0. 5、1. 0、2. 0 级。在国内目前使用较多的校准方 法就是使用准确度等级比较高的数字多用表、标 准电阻 等 拼 凑 起 来 的 检 测 平 台 来 完 成 校 准 工 作。 这种方法主要是对电池充放电测试仪的电压、电 流的示值误差进行校准，但是对于电池的放电时 间及电池容量却无法测量。这里首先对平时使用 的校准方法进行简单阐述，然后探究一种可以做 到动态检测电池充放电测试仪的电流、电压及容 量等指标的校准方法。 2. 1 常用的电池充放电测试仪电压、电流示值误
1 电池充放电测试仪工作原理
2 电池充放电测试仪校准方法
目前大 多 数 充 放 电 测 试 仪 都 具 备 恒 流 充 电、 恒压充电、恒 流 放 电、充 放 电 循 环 等 测 试 功 能， 可以多通道同时进行充放电测试。下面以蓄电池 充放电测试仪的充电方法为例来对电池充放电测 试仪的工作原理进行阐述。
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收稿日期： 2016-02-04
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图 1 数字多用表直接测量电压的校准接线图
了两种方法来进行校准。对于 2 A 以下的小电流充 放电设备可以采用数字多用表电流端直接测量的 方法，接线图如图 2 所示。对于 2 A 以上的充放电 设备适于采用电阻的间接测量法进行校准，接线 图如图 3 所示。
根据其工作原理，电池充放电动机校准装置
图 4 电池充放电测试仪校准装置工作原理图
核心为模拟负荷模块、电流采样模块、用于校准 充放电动机电压示值的直流电压源模块、数据采 样及处理模块、充放电计时模块和显示模块。其 中模拟负荷用于模拟电池充电，由电流采样传感 器获取电流信号，通过处理器进行处理转换，最 终在显示器进行电流的显示。放电过程以测试电 池或者直流电流源作为源，由电流采样传感器获 取电流信号，通过处理器进行处理转换，最终在 显示器进行电流的显示。充放电动机电压信号校 准的方案为校准装置集成直流标准电压源，将标 准电压源的电压作为模拟电池电压对电池充放电 动机的电压采样端，对不同电压点电压值进行校 准。该校准装置不仅能实现动态测量电池充放电 的电流、电压，而且可以测量放电时间从而做到 对电池容量的检测。该装置操作简单、体积较小、 方便携带，适合现场操作且具有性能稳定、准确 度等级相对较高的特点。
差的校准方法 电池充放电测试仪电压示值的校准采用由多 功能标准源作为电压源输出，数字多用表检测方 法实现，其接线图如图 1 所示。 电 池 充 放 电 测 试 仪 充 放 电 电 流 示 值 校 准 时， 对于数字多用表电流量程的准确度问题我们采用
作者简介： 蔡 姝 （ 1979—） ，女，助理工程师；