电池特性分析

该功能需要使用Otii电池工具箱。

Otii仪器不仅可以为被测设备供电,还可以配置为灌电流(Sink Current)模式,比如用户可以将电池连接到主接口,从而测试电池在不同负载条件下的性能表现。

开始进行电池特性分析,点击Battery Profiler,用户来到以下界面:

Battery profiler

配置

设备(Devices)

用户选择想要使用哪台设备进行电池特性分析。在分析过程中,用户能够随时看到每台设备的进展。

设置

在此处配置电池特性分析所需的各项参数。主要参数设置过程可见下方的电池特性分析案例。

Save battery profile

电池特性分析入门指南

电池特性分析logo

  1. 将电池正极连接至红色香蕉插头(+),负极连接至黑色香蕉插头(-)

  2. 启动Otii 3桌面应用,左上角Otii 3> user Management,登录个人Otii账户,点击预留(Reserve)电池工具箱许可证(Battery Toolbox )

  3. 打开Battery Profiler 选项卡

  4. 选择一台或多台将用于分析电池的 Otii Arc/Ace设备。 同一台计算机可连接多个Otii Arc/Ace设备,实现多电池同步分析。

  5. 分别设置高放电(High Discharge)与低放电(Low Discharge)模式下的放电方式(恒定电流/ 恒定功率/ 电阻放电)。此设置代表用户的被测设备从电池抽取能量的方式:

    • LDO通常采用恒定电流模式,
    • DC/DC采用恒定功率模式,
    • 电阻泄漏则采用恒定电阻模式
  6. 输入高放电 (High Discharge) 与 低放电 (Low Discharge) 周期的具体参数,分别对应被测设备的活动期和休眠期的实际耗电方式。填写数据时,高放电数值需要高于低放电值。此设定会用于计算电池的内阻数值。

  7. 输入终止电池特性分析的条件。有三种 结束条件 (Exit Conditions)可以选择,满足其中任一条件即停止分析:

    1. 最小开路电压(OCV)指电池计算得出的开路电压值。系统无需零负载即可实时响应该OCV条件,原因是该值由测量的电池数据计算得出。
    2. 截止电压(cutoff voltage)是电池端电压的实测值。
    3. 最大迭代次数 (Max iterations)可以限制放电循环交替时的迭代次数。若不需控制,可保持该字段为空。
  8. 输入电池的详细信息,如型号 (Model)、生产商(manufacturer)、电池尺寸(Size)等。这些信息仅为用户自己参考,用于记录分析的电池型号。

  9. 输入电池分析时的环境温度。建议用户根据实际使用场景,在不同温度下进行多次测试。请确保只将电池放在温度箱内,不要将Arc、Ace设备放入。

  10. 输入电池数据表中的标称电压值 (nominal voltage)。

  11. 若需在电池特性分析时进行录制,请选择Record按钮。该选项不是必需操作,因为即时不录制波形,电池关键数据也一直会被测量和记录。

  12. 如果电池特性分析时想要录制,请启用主电流(Main current), 主电压(Main voltage) 通道,并且设定采样率。因为电池响应速度较慢,通常采样率设为每秒1000次。

  13. 点击开始(Start)按钮,启动电池特性分析,等待分析结束即可。

  14. 当电池分析满足以上三个的任意一个退出条件时,继电器会断开,且保存电池配置文件(Save Profile)按钮会出现。点击该按钮,保存生成的电池文件,测量数据同时也会存储于当前的项目中。

为何在电池分析时出现关于电池内阻的警告?

内阻警告仅为提示信息,放电特性分析仍会继续进行。

该警告表明内阻计算结果出现负阻抗。要理解此现象,需掌握内阻计算的理论原理:

电池分析仪会通过高放电和低放电脉冲对电池进行放电。当从高放电切换至低放电的瞬间,高电压(VH)和高电流(IH)会被测量;随后从低放电切换至高放电脉冲时,低电压(VL)和低电流(IL)会被测量。内部电阻按照欧姆定律计算:Rint = (VL-VH)/(IL-IH)。电流为负值时,若低放电阶段结束时的电压低于高放电结束时的电压,Rin将为负值。

为避免此现象,方法如下:

  • 缩短单个循环周期时间
  • 拉大高低电流之间的差值