采用模塊化方法處理高精度、高電流電池測試設(shè)備

近年來，鋰離子(Li-ion)電池的需求迅速增長，且似乎短期內(nèi)不會(huì)放緩。電動(dòng)汽車和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等迅猛發(fā)展的行業(yè)，正引領(lǐng)著鋰離子電池的使用。隨著這些需求的增加，業(yè)內(nèi)對高精度、高電流電池測試和化成設(shè)備的需求也在不斷提升。

每塊電池的性能和使用壽命均由化成過程確定，且電池測試和化成設(shè)備是為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。低電流設(shè)備使用帶集成開關(guān)場效應(yīng)晶體管（FET）的轉(zhuǎn)換器來充電和放電。中電流設(shè)備使用帶外部開關(guān)FET的單相控制器。高電流設(shè)備使用多相控制器，且隨著電流容量的增加，也會(huì)增加相數(shù)（以及組件的尺寸和成本）。

TI的適用于50A、100A和200A應(yīng)用的模塊化電池測試儀參考設(shè)計(jì)使用50A和100A電池測試設(shè)計(jì)的組合，創(chuàng)建了一個(gè)能夠達(dá)到200A最大充放電水平的模塊化版本，支持使用模塊化設(shè)計(jì)，以滿足不同級別的高電流電池測試儀的需求。模塊化設(shè)計(jì)提供了新的選擇，支持使用多個(gè)低電流電池測試儀通道進(jìn)行并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)高電流應(yīng)用，從而提高靈活性并節(jié)省成本。

模塊化電池測試儀參考設(shè)計(jì)使用兩塊用于多相高精度0.5至100A電池化成的電池測試儀參考設(shè)計(jì)電路板（每塊板的最大電流為100 A），或四塊適用于高電流應(yīng)用的電池測試儀參考設(shè)計(jì)電路板（每塊板的最大電流為50A)，進(jìn)行并聯(lián)以達(dá)到最大電流200A，同時(shí)保持高精度。圖1展示了模塊化電池測試儀參考設(shè)計(jì)的靈活性——兩塊100A電路板進(jìn)行并聯(lián)，可在不犧牲任何精度的情況下提供最大值為200A的電流。

圖1：兩塊100A電路板并聯(lián)的電路板圖像

通過并聯(lián)使用，這兩塊根據(jù)電池化成電池測試儀參考設(shè)計(jì)而成的電路板可以保持電流和電壓控制精度為0.02%或更低。這些電路板在保持高精度水平的同時(shí)也將電流增加至200A。圖2展示了在整個(gè)200A范圍內(nèi)保持的電流控制精度水平。

圖2：恒流降壓精度

校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)，必須分別校準(zhǔn)每塊電路板。每塊電路板都有自身的控制環(huán)路，因而系統(tǒng)應(yīng)分別處理各個(gè)控制環(huán)路，以最大限度地提高其精度。圖3顯示了系統(tǒng)中使用的每塊電路板的校準(zhǔn)誤差。由于可以單獨(dú)或并聯(lián)使用每塊電路板，因此系統(tǒng)必須對電路板進(jìn)行單獨(dú)校準(zhǔn)。

圖3：用于恒流校準(zhǔn)的兩塊電路板配置

用于50A、100A和200A應(yīng)用的模塊化電池測試儀顯示了高精度、高電流和靈活性，這些都是電池測試設(shè)備的關(guān)鍵考慮因素。通過這種設(shè)計(jì)，您可以投資于更低電流的電池測試設(shè)備，并能夠以并聯(lián)方式使用該設(shè)備，無需投資于不同電流水平的不同架構(gòu)。現(xiàn)在，您可以用測試設(shè)備來測試一系列的電流，無需使用不能用于低電流應(yīng)用的高電流設(shè)備或不能用于高電流應(yīng)用的低電流設(shè)備，提高靈活性并節(jié)省成本。

審核編輯：郭婷