电池阻抗检测仪

[em0815] 请教：用交流阻抗法测电池电阻。半圆与X轴的前后交点，以及半圆半径各代表什么含义？谢谢！

请教大家3个问题：1.电池直流内阻如何测量？ 2.直流内阻与电池的哪些参数有关系？ 3.直流内阻与交流阻抗有何关系？

请教高手：我组装了以金属锂为对电极，石墨为研究电极的两电极电池体系，电解质有机电解液，刚组装完成后就测试交流阻抗，为一个半圆和一斜线。文献说半圆表示电荷转移阻抗，但是刚组装完成，没有给电池充放电，电荷怎么会发生转移？又何来阻力呢？请教高手！！E-mail联系也可：x8y1h73@163.com

有哪位大虾用EIS测过燃料电池用质子交换膜的交流阻抗，用四端子交流阻抗法，我能向你请教几个问题，谢谢回复，如果方便请加qq171707778或者e-mail:jamesyang@mse.buaa.edu.cn

对锂离子电池的阻抗测试，文献中提到在开路电压下，那么是否需要对其施加开路电压大小的偏压呢？使用2273测试，软件中施加偏压中，有一个选项是vs. open voltage，是不是只要钩上就应该是开路电压状态下呢？刚刚上路，希望大家多多指教！谢谢了！

请教下大家，锂离子电池如果是断路状态（比如隔膜是闭孔的）测出的交流阻抗图应该是怎样的？

一般锂离子电池SEI膜在交流阻抗图上体现在第一个半圆，小弟不是很懂，忘大侠赐教是怎样判断第一个半圆是SEI膜，第二个半圆是电荷传递电阻。非常感谢！

论坛上，见过Zview和ZSimpWin的阻抗拟合介绍，写得不错。本人是用Autolab的，感觉不错，也来写一个如何用Autolab的NOVA软件进行阻抗数据拟合吧，算是心得体会和经验交流（NOVA软件是Autolab推出的新软件，一个平台实现所有的方法，包括数据分析）。我不想用Dummy Cell的数据来演示，因为那样太不能说明问题了，还是拿一个实际的电池阻抗数据来举例吧。先简单交代一下，目前的阻抗数据拟合算法基本上都是采用迭代算法。既然是迭代就不可避免地涉及到初始值的选取，因为初始值选取不恰当，迭代可能不收敛。不管是哪个软件，都必须具备初始值选取的能力，否则不仅费时间，而且结果也会很差。NOVA采用圆弧拟合来获取恰当的初始值，很直观。

论坛上，见过Zview和ZSimpWin的阻抗拟合介绍，写得不错。本人是用Autolab的，感觉不错，也来写一个如何用Autolab的NOVA软件进行阻抗数据拟合吧，算是心得体会和经验交流（NOVA软件是Autolab推出的新软件，一个平台实现所有的方法，包括数据分析）。我不想用Dummy Cell的数据来演示，因为那样太不能说明问题了，还是拿一个实际的电池阻抗数据来举例吧。先简单交代一下，目前的阻抗数据拟合算法基本上都是采用迭代算法。既然是迭代就不可避免地涉及到初始值的选取，因为初始值选取不恰当，迭代可能不收敛。不管是哪个软件，都必须具备初始值选取的能力，否则不仅费时间，而且结果也会很差。NOVA采用圆弧拟合来获取恰当的初始值，很直观。

蓄电池检测仪具有其独特的性能和科学的测试方法，具有蓄电池在线检测产品的检测功能，有强大的软件分析功能、数据处理功能、存储功能。是人工维护电源的专业检测仪表。可以用于电力、通信、交通、金融、蓄电池生产企业、电动车生产厂、玩具厂、汽车修理的蓄电池质量检验，为蓄电池配组提供依据。蓄电池检测仪可存储255组蓄电池数据、每组可存储255只电池的数据。可对蓄电池参数进行超限报警设置，对蓄电池故障进行报警、与上位机进行通讯、进行数据传输、对数据进行保存、查询和删除。PC机分析软件对上传的数据能够生成文件，可对文件自由操作，通过各种图表对数据进行分析和显示，自动生成电池检测报告。蓄电池检测仪具有完全在线测量单电池电压和内阻，无需电池放电，使用方便。自动估算电池容量，智能化数据处理，方便维护人员分析和处理。具有故障报警功能，报警参数可根据蓄电池具体情况设置，能及时发现电池运行故障，当所监测的电池的内阻和电压超出所设置的上下限时，一起进行声音和文字报警提示。蓄电池检测仪测量精度高、重复性好，蓄电池充放电波形及开关噪声基本不影响内阻精度。采用专用测试夹和专用测试头将接触电阻影响减至最小，并有专业保护功能。基准值采集设置功能，使蓄电池容量显示更接近实际容量。可以满足蓄电池标称电压从1.2V、2V、6V、8V、12V等常见蓄电池的测试。功耗低可连续工作六小时以上。强大的分析软件，对数据进行分析处理，以各种图表显示并自动生成测试报告。

修电动车使用频率最高的三个主要工具分别是：数字万用表、修车宝以及电池容量检测仪。[b]百检检测[/b]为你解答 这两个工具呢，相对来说是比较便宜的，也就几十块钱一个，相信大多数的维修店里都配备了。那电池容量检测仪呢，相对来说价格比较高一点，有可能一个电池容量检测仪，可能要好几百块钱。不过每家电动车售后店及电池经销商一定会配备一个这样的电池容量检测仪。因为经常有电池需要检测。 当然那种简易款的安时表对于电动车的电池检测来说效果不是很好。所以电池经销商一般都不使用种按时表检测电池是否有故障。 我们知道电池的平衡性是非常重要的，这个也是一直以来行业内努力解决的一个问题，也是公认的难题。如果说哪家公司能把电池平衡性完美地解决了，电池的寿命将会大幅度延长。 我们用容量检测仪，它的作用其实有两个，第一检测单独每块电池的放电时间是否在标准时间之内。另外一个就是看它的平衡性。放电时间最长与最短的时间差最不得超过10分钟。电池平衡性越好，电池的放电时间差越短，在5分钟以内，甚至3分钟以内。 两轮电动车上使用的单块电池最常见的是12V的电池，少量电动车上使用16V的电池。 电池容量检测仪的最大好处是，对每一块电池进行单独放电。检测结果互不影响，这样保证了数据的准确性。当我们把容量检测仪红色夹子夹电池正极，黑色夹子夹电池负极。它会自动识别电池是12V还是16V的电池？如果是12伏的电池欠压保护值自动设为10.5V，如果是16伏的电池自动切换成欠压保护值14V。我们放电的电流一般选择是电池容量的一半，比如说20AH的电池，放电电流调整为10A，如果是12AH的电池放电电流设为6A。 当我们设置好放电电流与电压时，我们就可以按启动按键进行放电，那么在放电仪上，它会显示放电时间。当我们的电池电压达到10.5V的时候，它会自动断开，然后我们就可以查看电池的放电时间。放电时间有一个对照的参数表。根据电池的使用时间长短不同以及室外温度不同，放的时间略有不同。我们以25度左右的气温换新期内，电池的正常放电时间是120分钟为准。 当然放电时间只是其中的一个基数，还和平衡性有非常大的关系。当比如说某组电池的放电时间，长的有145分钟，短的只有120分钟，那么这组电池也是有问题的，也就是说它的平衡性太差。 另外就是我们之前一直提到过的，看它的回升电压。它的回升电压不得超过12V，这个数字在半小时之内会固定下来，如果超过12伏，那这个电池也是不耐用的。 目前有一些最近才出的电池容量检测仪，还多了一个充电和容量显示容量显示的，其实意思也差不多，比如说时间8个月以后，电池容量能达到90%就算比较正常。当一组电池的一个电池的容量低于70%，那说明电池也是不行的。还有我们可以查看每一块电池的容量是否相差很大，其实这个也是检测电池的平衡性。

pH计是我们较熟悉的一款用于测量液体介质酸碱度值的测量仪器，配上相应的离子选择电极就可以测量离子电极电位的MV值。随着科学研究的发展和生产技术的进步，使用pH计进行水分的定量定性分析，已成为各类物质理化分析的基本项目之一，也是各类物质的重要质量指标。下面，中国测量工具网的小编就给大家介绍一下pH计的输入阻抗及其测量方法。一、输入阻抗用pH计测量溶液的酸度时，玻璃电极和甘汞电极在溶液中组成了化学原电池。它具有电动势E和内阻r。因此，pH计的输入阻抗和原电池的内阻就可以等效。E表示原电池的电动势，它的数值同被测溶液pH值等有关；r表示原电池的内阻，它由3部分组成，主要由pH计玻璃电极的内阻(108Ω左右)所决定；甘汞电极的内阻为104Ω左右；被测溶液的内阻为(103～105)Ω。R表示pH计的输入阻抗，它是pH计输入端各部分元器件电阻的并联值。原电池内阻r同输入阻抗R是串联关系。根据串联电阻分压原理可知，当原电池内阻r为109Ω时，pH计的输入阻抗应比原电池内阻大1000倍以上，也就是在1012Ω以上。因此，就能忽略原电池r上压降的影响，使得进入pH计输入端的电压接近原电池电动势。当pH计的输入阻抗不够大时如果其输入阻抗同原电池内阻相等，原电池中就会有一半压降降在内阻上pH计上显示的数值仅为原电池电动势的一半。即使pH计输入阻抗比原电池内阻大一到两个数量级计在测量时也还会出现不稳的现象。这是因为pH计的输入阻抗和原电池的内阻并非都是一个完全稳定的常数，它们是随着环境温度和湿度等变化的。所谓pH计的输入阻抗，就是从pH计的两个输入端看进去所呈现的阻抗。计的输入阻抗不仅与其输入端高阻抗管有关，还与输入端的读数开关、玻璃电极插孔、输入屏蔽线的绝缘电阻和输入端滤波电容漏电阻有关。因为从原理上说，它们的绝缘电阻都与输入端高阻抗管是并联关系。如读数开关和玻璃电极插孔都安装在pH计的机壳中，它们和机壳之间都有一个漏电阻。电极上的电压信号是通过屏蔽线进入到高阻抗管的输入端的，输入端滤波电容也是接地的。因此。它们的绝缘电阻或漏电阻起码要比高阻抗管的阻抗大两个数量级以上。如果上述元器件中有一个绝缘电阻达不到要求，就会影响pH计的输入阻抗。如果上述元器件受污染，就要进行清洗。清洗溶剂应用乙醚而不是乙醇，清洗后要用电吹风将它们烘干，通过清洗后的元器件绝缘电阻一般都能达到要求。二、pH计输入阻抗的测量方法pH计的输入阻抗无法直接测量，可用间接测量法得到。R取1000MΩ从电位差计向pH计输入电压E0在开关K接通(R短路)的情况下，用pH计测得的毫伏值为E0；再断开开关K，R接通pH计测得的毫伏值为Ei，则可得到下列公式：Ei=(Ri×E0)/(RRi)(1)式中：Ri——pH计的输入电阻。由式(1)可得到Ri=(R×Ei)/(E0-Ei)(2)三、计算实例选一台0.01级pH计，按图2所示接线。R取1000MΩ，从电位差计向pH计输入电压300mV，在开关K接通(R短路)的情况下，pH计的示值为300.0mV；再断开开关K(R接通)，pH计的示值为299.8mV。将测得的数据代入式(2)，可得Ri=(R×Ei)/(E0-Ei)，Ri=1.50×1012Ω

各位大虾，我现在正在用CHI660D做一个细胞阻抗的课题，在平面电极上测培养液（类似电解液）的阻抗，一般文献中到了低频（10K），阻抗都会出现一个平台区，但是我测得的数据却是不断上升，请问到底是什么原因，是否是我的系统设置不对，或者是电极有问题，我的初始电压为0V，quiet time是2S，扫描范围为1hz-100khz扫描图谱对比见附件，谢谢各位的答复！！

我们公司需求检测信号衰减和特性阻抗的仪器，有劳各路大侠支持和介绍。多谢！

各位大虾，有谁知道用CHI 怎样测交流阻抗啊？刚接触这个仪器，有很多不懂的地方，还请大家帮忙，我用的是CHI608c，谢谢了！

大家好！请问18650电池的阻抗由哪几部分组成？阻抗模型如何建立？

怎样测交流阻抗，用chi660c

各位朋友，大家好！ 请问下大家的水质检测仪一般用的是多少电压和容量的锂电池？

我的电池是锂离子扣式单电池，正极单电池电压是4.2V左右，负极单电池电压是0.1V以下，我不明白交流阻抗测试中参数设置与电压是何种关系，恳请路过的大侠不吝赐教。谢谢拉！

请问用ＣＨＩ测阻抗－时间或阻抗－电位得到的图是不是也不准呢＞可以使用这两个技术么＞希望高人指点

各位大侠，我刚开始做电化学实验，现在我在实验中碰到了问题,希望大家帮我解决一下，万分感谢啊！实验步骤：先在圆盘金电极上自组装上十二烷基硫醇，得到了自组装单层（SAM），然后采用CHI660b，三电极系统下来做SAM的交流阻抗。具体问题如下：① 我们得到的交流阻抗谱图不是完整的半圆，而只能得到半圆的一小部分。本来如果得到半圆的话我们可以根据其直径求得异相电荷传递电阻(Ret)等参数，但现在没有办法求Ret，请问采用CHI660b得到的交流阻抗谱图可以采用什么软件进行分析，来求得Ret等各参数？② 还有采用CHI660b做交流阻抗时（支持电解质为0.1M KCl或NaSO4），起始电位怎么确定？我试过不同的起始电位，发现起始电位小于0时，SAM的阻抗半圆会出来（阻抗值小）；而起始电位大于0.18时，SAM的阻抗半圆不能出来（阻抗值大）。为何起始电位不一样,所得阻抗大小不一样.③ 采用Autolab可以做阻抗吗？需要什么软件分析？能解决①中的问题吗？再次非常感谢！祝大家学习工作愉快!

各位大侠，我刚开始做电化学实验，现在我在实验中碰到了问题,希望大家帮我解决一下，万分感谢啊！实验步骤：先在圆盘金电极上自组装上十二烷基硫醇，得到了自组装单层（SAM），然后采用CHI660b，三电极系统下来做SAM的交流阻抗。具体问题如下：① 我们得到的交流阻抗谱图不是完整的半圆，而只能得到半圆的一小部分。本来如果得到半圆的话我们可以根据其直径求得异相电荷传递电阻(Ret)等参数，但现在没有办法求Ret，请问采用CHI660b得到的交流阻抗谱图可以采用什么软件进行分析，来求得Ret等各参数？② 还有采用CHI660b做交流阻抗时（支持电解质为0.1M KCl或NaSO4），起始电位怎么确定？我试过不同的起始电位，发现起始电位小于0时，SAM的阻抗半圆会出来（阻抗值小）；而起始电位大于0.18时，SAM的阻抗半圆不能出来（阻抗值大）。为何起始电位不一样,所得阻抗大小不一样.③ 采用Autolab可以做阻抗吗？需要什么软件分析？能解决①中的问题吗？再次非常感谢！祝大家学习工作愉快!

便携气体检测仪用的锂电池有些是要求防爆的，拿去做防爆认证时，有一项是电芯短路温升，按照锂电池的国标生产标准GB/T18287，短路温升不超过150度，而按照UN38.3标准不超过170度，我们做了一个三星三元系列18650-2600的电芯的短路温升试验，短路最高温度才69度哦，绝对符合要求啦

小弟最近刚开始用chi660b测交流阻抗，发现自己的结果有几个地方不是很清楚，特来请教：1、如何区分自己测得电阻是电子电导还是离子电导？除了通过温度变化来确定，能不能从阻抗谱上分析？2、在低频区，我怎么有些样品的斜率怎么大于1？是我电极的问题么？

用CHI 660B做交流阻抗，高频区得到的总是一个椭圆，得不到标准的半圆，低频传质控制区的直线也不成45度角，CHI公司提供的样图也不是一是标准的半圆，不知各位高手是怎么处理的，可否进行校正？

[size=16px][b][font=微软雅黑]项目需求[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]用户希望纳米Namisoft帮他们设计开发一款系统，要求系统软件安装在PC控制装置上，系统通过使用USB、RS232、LAN通讯接口实现对锂电池测试过程中所用到的仪器（内阻测试仪、扫码枪、触摸显示器和电源模块等）进行软件控制，实现对锂电池的测试。可把测试结果与原厂电阻值对比，设置误差范围，超出范围提示被测产品不符合要求，测试结束后可以自动生成测试报告，并同步实时保存测试报告于客户指定保存路径。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px] [/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]系统特点[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]1、稳定性：软件可持续可靠运行，且能够确保数据的准确性和数据的稳定性。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]2、易维护性：为保证系统长期稳定的运行，在发生故障时，可以迅速的找到原因，并可以在最短的时间内恢复运行，减少用户损失。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]3、易用性：系统界面友好，并严格按照易用性原则进行测试。为避免用户重复操作，系统嵌入智能记忆功能，如自动保存和载入默认配置。且相同的信息不会让用户在系统中多处或多次录入，保证入口的唯一性。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px] [/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]基于硬件[/font][/b][/size][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=锂电池检测仪系统拓扑图,650,275]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377172841622820008122069.png[/img][/size][/font][/align][align=center][font=微软雅黑][size=16px]锂电池检测仪系统拓扑图[/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]1、工控机[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]用于安装测试系统控制软件。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]2、扫码枪[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]用于读取条码所包含信息的设备，可分为一维、二维条码扫描器。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]3、电池内阻测试仪[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]电池内阻测试仪用于测量电池内部阻抗和电池酸化薄膜破损程度的仪器，用于检测锂电池内阻值。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]4、测试机箱[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]集成了各个测试仪器，一体化机箱便于测试人员对设备的测试和操作，能够更加节省测试时间。[/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑][/font][/b][/size][size=16px][b][font=微软雅黑]软件功能[/font][/b][/size][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=纳米软件案例之锂热电池检测设备软件流程图,650,1147]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171928798160335239755.png[/img][/size][/font][/align][align=center][font=微软雅黑][size=16px]软件流程图[/size][/font][/align][size=16px][b][font=微软雅黑]软件主界面[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]打开软件后，进入软件的主界面，该界面上方显示参数配置的数值、中间部分为当前试验测试部分、下方为测试数据显示表格。下方显示当前锂电池测试的送工数、合格数与不合格数。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=软件主界面,650,358]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171972865629862410416.png[/img][/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]参数设置界面[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]参数设置页面根据需求分为两个部分：标准测试项目所需的参数以及进行连续性测试电池项目时所需参数。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=参数设置界面,650,439]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171975896899264917357.png[/img][/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]测试界面[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]点击“进行测试”按钮，重新返回到测试界面，同时软件对设置的参数进行保存，软件把设置好的参数读取到测试界面的对应位置，测试人员操作扫码器扫描电池二维码，软件自动识别二维码信息，触发内阻测试仪对扫描电池进行测试。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=测试界面,650,354]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171979567235251104117.png[/img][/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]历史查询界面[/font][font=微软雅黑]及数据导出[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]点击“历史查询”按钮，进入历史查询界面，可以通过电池批次、电池编号进行模糊查询，或者通过测试日期进行查询。点击导出按钮可以将查询到的测试数据以 CSV 格式导出到指定路径下。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=历史查询界面及数据导出,650,359]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171982393815848969495.png[/img][/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=16px][/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]项目成果展示[/font][/b][/size][align=center][img=锂热电池检测设备成果展示,433,701]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171985400085081317652.png[/img][/align][align=center][size=16px] [/size][img=锂热电池检测设备成果展示,435,748]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171990125115326682511.png[/img][/align][font=微软雅黑][size=16px]以上内容由Namisoft分享的锂热电池检测设备的介绍。如您要了解更多，关注公众账号或官网咨询：www.namisoft.com[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px] [/size][/font]

本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。 现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 以电压为基础的方法属于最早应用的方法之一，它仅需测量电池两级间的电压。该方法基于电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系。它看似直接，但却存在难点：在测量期间，只有在不施加任何负载的情况下，才存在这种电池电压与电量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下)，电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外，即使去掉了负载，发生在电池内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成电压的连续变化。由于多种原因的存在，基于电池阻抗知识的压降校正方法仍存在问题，本文会在稍后讨论这些原因。 电池化学反应及电压响应 电池本身复杂的电化学反应导致其瞬态电压响应。图1a显示了从锂离子电池的电极开始的电荷转移基本步骤(其它电池的步骤与其类似)。 电荷必须首先以电子的形式穿越储存能量的电化学活性材料(阳极或阴极)，在到达粒子表面后以离子的形式存储于电解液中。这些化学步骤与电池电压响应的时间常数相关。图 1b显示了电池的阻抗范围，时间常数的范围从数毫秒到数小时不等。 在时域中，这意味着施加负载后，电池电压将随时间的推移以不同速率逐渐降低，并且在去除负载后逐渐升高。图2显示了在不同的充电状态下，对锂离子电池施加负载后的电压张弛情况。 考虑到基于电压的电池电量监测会产生误差，我们假定可以通过减去IR压降来校正带负载的电压，然后通过使用校正后的电压值来获取当前的SOC。我们将要遇到的第一个问题就是：R值取决于SOC。如果使用平均值，那么在几乎完全放电的状态下(此时阻抗是充电状态下的10倍以上)，对SOC的估测误差将达到100%。解决该问题的一个办法是根据SOC在不同负载下使用多元电压表。阻抗同样在很大程度取决于温度(温度每降低10°C，阻抗增加1.5倍)，这种相互关系应该添加到表格中，而这也就使得运算过程极为复杂。 电池电压具有瞬态响应特性，而这意味着有效的R值取决于负载的加载时间，显而易见我们可以将内部阻抗简单视为欧姆电阻而无需考虑时间因素，因为即使电压表中考虑到了R和SOC的相关性，负载的变化也将导致严重误差。由于SOC(V)函数的斜率取决于SOC，所以瞬态误差的范围将从放电状态下的50%到充电过程中的14%不等。 不同电池间阻抗的变化加大了情况的复杂性。即使是新生产的电池也会存在±15%的低频DC阻抗变化，这在高负载的电压校正中造成很大差异。例如，在通常的1/2C充放电电流、2Ah 电池典型DC阻抗约为0.15Ω的情况下，最差时会在电池间产生45mV的校正电压差异，而对应的SOC估测误差则达到了20%。 最后，当电池老化时，一个与阻抗相关的最大问题也随即出现。众所周知，阻抗的增加要比电池电量的降低显著得多。典型的锂离子电池70个充放电循环后，DC 阻抗会提高一倍，而相同周期的无负载电量仅会下降2%～3%。基于电压的算法似乎在新电池组上很适用，但是如果不考虑上述因素，在电池组只达到使用寿命的15%时(预计500个充放电周期)就会产生严重的误差(误差为 50％)。 两种方法取长补短 TI在下一代电量监测算法开发中选取了电流法和电压法各自的长处。该公司慎重考虑了这个看似理所当然，但迄今为止尚人涉足的方案：将电流法和电压法相结合，根据不同情况使用表现最为突出的方法。因为开路电压与SOC之间存在非常精确的相关性，所以在无负载和电源处于张弛状态的情况下，这种方法可以实现精确的SOC估算。此外，该方法也使得有机会利用不工作期(任何靠电池供电的设备都会有不工作期)来寻找SOC确切的“起始位置”。由于设备接通时可以知道精确的SOC，所以该方法免除了在不工作期对自放电校正的需求。当设备进入工作状态并且给电池施加负载时，则转而使用电流积分法。该方法无需对负载下的压降进行复杂且不精确的补偿，因为库仑计数(coulomb-counting)从运行初始就一直在跟踪SOC的变化。 这种方法还可以用来对完全充电的电量进行更新吗？答案是肯定的。依靠施加负载前SOC的百分比信息、施加负载后的SOC(两者均在张弛状态下通过电压测量获得)，以及二者之间传输的电荷量，我们可以很轻松地确定在特定充电变化情况下对应于SOC改变的总电量。无论传输电量多大、起始条件如何(无需完全充电)，这点都可以实现。这样就无需在特殊条件下更新电量，从而避免了电流积分算法的又一弱点。 该方法不仅解决了SOC问题，从而完全避免了电池阻抗的影响，而且还被用来实现其他目的。通过该方法可以更新对应于“无负载”条件下的总电量，例如可以被提取的最大可能电量。由于IR 降低，非零负载下的电量也将降低，并且在有负载情况下达到端接电压值的时间缩短。如果SOC和温度的阻抗关系式已知，那么有可能根据简单的建模来确定在观察到的负载和温度下何时能够达到端接电压。然而，正如前文所提到的，阻抗取决于电池，并且会随着电池老化以及充放电次数的增加而快速提高，所以仅将其存储在数据库中并没有多大用处。为了解决这个问题，TI设计了一种可以实现实时阻抗测量的IC，而实时测量则能够保持数据库的持续更新。这种就解决了电池间的阻抗差异以及电池老化问题(如图3所示)。阻抗数据的实时更新使得在指定负载下，可以对电压情况进行精确预测。 在大多数情况下，使用该方法可以将可用电量的估算误差率降低到1%以下，而最为重要的是，在电池组的整个使用寿命内都可以达到高精度。 即插即用是自适应算法带来的另一大优点，该算法的实施不再需要提供描述阻抗与SOC 以及温度之间关系的数据库，因为这一数据将通过实时测量获得。用于自放电校正的数据库也不再需要，不过仍需要定义了开路电压与SOC(包括温度)关系的数据库。但是，这方面的关系由正负极系统的化学性质决定，而不由具体的电池型号设计因素（如电解液、分离器、活性材料厚度以及添加剂）决定。由于多数电池厂商使用相同的活性材料（LiCoO2 以及石墨），因此他们的V(SOC,T)关系式基本相同。实验结果支持上述结论。图4 显示了不同厂商生产的电池在无负载状态下的电压比较。 可以看出它们的电压值很接近，偏差不过5mV，由此可知在最差情况下SOC的误差也不过1.5%。如果开发一种新电池，仅需要建立一个新的数据库，而不像现在需要数百个用于不同电池型号的数据库。这样就简化了电量监测计解决方案在各种终端设备中的实施过程，且数据库并不依赖于所使用的电池。即使采用不同类型或不同厂商生产的电池，也没有必要重新编程。这样，在实现电池监控IC即插即用的同时，精确度及可靠性也相应提高。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=42559]精确计算电池剩余电量至关重要[/url]

[size=16px][b][font=微软雅黑]项目需求[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px] 用户希望纳米Namisoft帮他们设计开发一款系统，要求系统软件安装在PC控制装置上，系统通过使用USB、RS232、LAN通讯接口实现对锂电池[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]测试过程中所用到的仪器（内阻测试仪、扫码枪、触摸显示器和电源模块等）进行软件控制，实现对锂电池的测试。可把测试结果与原厂电阻值对比，[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]设置误差范围，超出范围提示被测产品不符合要求，测试结束后可以自动生成测试报告，并同步实时保存测试报告于客户指定保存路径。[/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]系统特点[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]1、稳定性：软件可持续可靠运行，且能够确保数据的准确性和数据的稳定性。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]2、易维护性：为保证系统长期稳定的运行，在发生故障时，可以迅速的找到原因，并可以在最短的时间内恢复运行，减少用户损失。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]3、易用性：系统界面友好，并严格按照易用性原则进行测试。为避免用户重复操作，系统嵌入智能记忆功能，如自动保存和载入默认配置。且相同的信息不会让用户在系统中多处或多次录入，保证入口的唯一性。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px] [/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]基于硬件[/font][/b][/size][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=锂电池检测仪系统拓扑图,650,275]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377172841622820008122069.png[/img][/size][/font][/align][align=center][font=微软雅黑][size=16px]锂电池检测仪系统拓扑图[/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]1、工控机[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]用于安装测试系统控制软件。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]2、扫码枪[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]用于读取条码所包含信息的设备，可分为一维、二维条码扫描器。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]3、电池内阻测试仪[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]电池内阻测试仪用于测量电池内部阻抗和电池酸化薄膜破损程度的仪器，用于检测锂电池内阻值。[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px][color=#4f81bd]4、测试机箱[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]集成了各个测试仪器，一体化机箱便于测试人员对设备的测试和操作，能够更加节省测试时间。[/size][/font][size=16px][b][font=微软雅黑]软件功能[/font][/b][/size][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=纳米软件案例之锂热电池检测设备软件流程图,650,1147]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171928798160335239755.png[/img][/size][/font][/align][align=center][font=微软雅黑][size=16px]软件流程图[/size][/font][/align][size=16px][b][font=微软雅黑]软件主界面[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px] 打开软件后，进入软件的主界面，该界面上方显示参数配置的数值、中间部分为当前试验测试部分、下方为测试数据显示表格。下方显示当前锂电池测试的送工数、合格数与不合格数。[/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=软件主界面,650,358]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171972865629862410416.png[/img][/size][/font][/align][size=16px][b][font=微软雅黑]参数设置界面[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]参数设置页面根据需求分为两个部分：标准测试项目所需的参数以及进行连续性测试电池项目时所需参数。[/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=参数设置界面,650,439]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171975896899264917357.png[/img][/size][/font][/align][size=16px][b][font=微软雅黑]测试界面[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]点击“进行测试”按钮，重新返回到测试界面，同时软件对设置的参数进行保存，软件把设置好的参数读取到测试界面的对应位置，测试人员操作扫码器扫描电池二维码，软件自动识别二维码信息，触发内阻测试仪对扫描电池进行测试。[/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=测试界面,650,354]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171979567235251104117.png[/img][/size][/font][/align][size=16px][b][font=微软雅黑]历史查询界面[/font][font=微软雅黑]及数据导出[/font][/b][/size][font=微软雅黑][size=16px]点击“历史查询”按钮，进入历史查询界面，可以通过电池批次、电池编号进行模糊查询，或者通过测试日期进行查询。点击导出按钮可以将查询到的[/size][/font][font=微软雅黑][size=16px]测试数据以 CSV 格式导出到指定路径下。[/size][/font][align=center][font=微软雅黑][size=16px] [img=历史查询界面及数据导出,650,359]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171982393815848969495.png[/img][/size][/font][/align][size=16px][b][font=微软雅黑]项目成果展示[/font][/b][/size][align=center][img=锂热电池检测设备成果展示,433,701]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171985400085081317652.png[/img][/align][align=center][size=16px] [/size][img=锂热电池检测设备成果展示,435,748]http://www.namisoft.com/UserFiles/Article/image/6377171990125115326682511.png[/img][/align]