電池是電動汽車 (EV) 最重要的部件。為了確保電池符合其操作使用的性能規范，必須進行電氣性能測試。這項測試的難點在于：EV電池是大功率設備，測試EV電池時需要使用合適的功率儀器制定嚴格和精確的測試方案。本文將概述EV電池測試中最關鍵的測試，并介紹一些儀器選項，以幫助實現高效、簡化的解決方案。

EV電池制造過程

最常用的電動汽車電池類型是鋰離子電池，因其能量密度高，并且能量可被快速提取用于車輛加速。電池的性能是決定電動汽車續航里程的重要因素。

在制造過程中，通過測試電池來獲得最佳性能至關重要。（圖1）展示了鋰離子電池制造過程的各個步驟。制造商將大量鋰離子電池以特定的串并聯方式進行組合。最后一步需要通過化成和老化來調整電池。化成和老化過程涉及對電池充放電以穩定內部化學物質。該過程需要以不同的速率重復充電和放電。諸如可編程直流電源和可編程直流電子儀器之類的功率儀器可執行必要的測試。

（圖1）鋰離子電池制造過程概覽

EV電池測試方法

電池最關鍵的性能測試是其放電和充電測試。放電時間決定了電池在一定距離內為車輛提供動力的能力。電池的充電時間決定了電池的健康狀態以及充電速度。

另一項測試是電化學動態響應，用于測量電池的健康狀態 (SoH)。該測試評估電池的動態響應。（圖2）展示了滿容量電池與只有70%容量的電池對脈沖的響應比較。

（圖2）電化學動態響應

可編程直流電子負載滿足EV電池放電的要求。直流電子負載可以不同的速率對電池放電。一種有代表性的放電率是基于電動汽車在穩定速度下（通常是在高速公路上行駛時）所消耗的功率水平。該放電率預計約為20至30kW。具有適當容量的電子負載可以汲取由驅動功率/電池電壓表示的可變電流。當電子負載的電壓降至制造商建議的完全放電水平時，電子負載應自行與電池斷開連接。（圖3）說明了電池放電的測試電路。

進行電化學動態響應測試時，您需要一個可以產生脈沖負載的電子負載。如果選擇具有此功能的負載，就無需結合使用外部電路和負載來形成脈沖。

（圖3）用電子負載為電池放電

可編程直流電源滿足為電池充電的要求。一開始，電源必須使用恒定電流為放電電池充電。當電池電壓達到制造商規定的充電閾值水平時，電源應切換至恒壓模式。最后，當電池汲取的電流降至電池額定電流的3%以下時，電源應停止提供充電能量并終止充電循環。

電池制造商建議以0.5C到1C的充電率為鋰離子電池充電。1C的充電率相當于用1A電流充電1小時。EV電池制造商以Wh為單位來評定電池容量。例如，額定功率為1kWh、額定電壓為400V的電池，其Ah額定值相當于1kWh/400V=2.5Ah。因此，該電池的1C充電率是指以2.5A的充電電流充電1小時。0.5C充電率是指以 1.25A電流充電2小時。

（圖4）展示了電池充電電路。由于傳統的單象限電源會被流入電源的電流損壞，因此我們建議使用一個二極管來確保電池不能向電源放電。

（圖4）用電源為EV電池充電

二極管可防止電池電流流入并損壞電源

選用尺寸合適的功率儀器