電池產(chǎn)線自動化趨勢涌現(xiàn) 聚焦化成段OCV與ACIR測試穩(wěn)定性改善

鋰電設備高速發(fā)展過程中，產(chǎn)線自動化趨勢逐漸涌現(xiàn)。然而在龐大且精密的電池產(chǎn)線，環(huán)境中“看不見”的干擾實則錯綜復雜。以化成段OCV測試為例，后端產(chǎn)線的分選工作需要測試臺結(jié)合電腦控制、聯(lián)動機械結(jié)構(gòu)、測試儀器共同完成。動力電池的分選工藝精度所要求現(xiàn)有測試儀器可實現(xiàn)的測試精度——OCV在ppm級別（百萬分之X），ACIR在0.X%（千分之X），可在實際產(chǎn)品集成過程中，誤差將被放大數(shù)十倍，有甚者嚴重失真，或是誤報。如此誤差產(chǎn)生的不確定性，讓鋰電工藝及設備工程師都為之苦惱。

電芯分選的工藝水平一定程度上決定了后續(xù)模組及pack整體的性能，那是否有解決干擾，或者提升抗擾能力的解決方案呢？我們以福祿克電池測試儀BT5300為例，介紹如何通過合理規(guī)劃系統(tǒng)走線，設置儀器參數(shù)，設計切換電路等來提升OCV及ACIR測試穩(wěn)定性。

系統(tǒng)走線

1.1儀表接口處將SOURCE和SENSE連接線分開

OCV與ACIR測試核心是測試儀器，由于被集成的原因，從儀器端口接出的線一般較長且彎彎曲曲，之中的走線就有學問。

如下圖左所示，需要將SOURCEHI，SOURCELO的連接線，SENSEHI，SENSELO的連接線分開，從而減少相互之間的干擾。推薦類似下右圖所示是的連接方式，它會使系統(tǒng)更具備抗干擾能力。即使是小量程，比如3mΩ，都可以完成測試。

同理，如果使用開關板卡實現(xiàn)大量電芯快速掃描測試，則在連接開關矩陣之后，SOURCE與SENSE兩端走線也應該進行分開，以保證互相之間的干擾。

福祿克SW901032通道掃描板卡

1.2采用雙絞線，并減少環(huán)路面積——抵抗渦電流

從儀表端口出來的連接線，需要盡量采用雙絞線。有條件的情況下，可以采用屏蔽+雙絞的連接線。在雙絞線區(qū)域，SOURCE線（即連接SOUCEHI與SOUCELO接口的連接線）電流產(chǎn)生的磁場自身互相抵消，SENSE線（即連接SENSEHI與SENSELO接口的連接線）在交變磁場中產(chǎn)生的感應電壓也互相抵消，最大程度的減輕了SOURCE到SENSE的電磁感應。

在靠近電池的位置，不可避免地，由SOURCE線和SENSE線各自圍成一個環(huán)路區(qū)域，環(huán)路區(qū)域的交疊部分具有明顯的電磁感應現(xiàn)象。若此區(qū)域附近存在導體，將容易產(chǎn)生渦流，引入誤差。參考下面SOURCE與SENSE的環(huán)路區(qū)域走線方式，可以盡量避免交疊，可以減輕渦流的影響。

帶載能力

衡量設備帶載能力的參數(shù)，一般指儀器支持的回路電阻大小。

電池測試儀所支持的回路電阻表示的是在電池測試儀SOURCE+與SOURCE-接口間，SENSE+與SENSE-接口間整個測試回路的電阻，包括開關電路（包括繼電器），測試線，測試探針，待測件等的電阻。

以此，我們可以將帶載能力比作成一架馬車，回路電阻比作馬車拉動的貨物。如果貨物過大或過重，可想而知，馬車或?qū)⑿旭偩徛驅(qū)o法拉動貨物。

當系統(tǒng)中的連接線比較長（如超過2米）或電芯尺寸比較大的情況下，有時會發(fā)生儀表無法測試出電芯內(nèi)阻的情況：比如測試的方塊電池內(nèi)阻為0.5mΩ，圓柱電池為15mΩ，但是用3mΩ和30mΩ量程都無法測試出來，必須用300mΩ量程才可以。采用大量程，雖然可以測試出數(shù)值，但是會導致精度的損失，無法達到分選的目的。出現(xiàn)這種情況的原因，是由于儀表的帶載能力不夠?qū)е碌模此褂玫膬x表能夠支持測試線的電阻值小于實際系統(tǒng)電阻值。

福祿克電池測試儀的帶載能力是傳統(tǒng)儀表的數(shù)倍，可以確保即使在采用長測試線，測試大尺寸電芯的情況下，仍然可以用3mΩ和30mΩ量程來獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。

測試電流

內(nèi)阻測試過程中，儀表會通過SOURCE端口生成激勵電流，再通過SENSE端口來檢測兩端的電壓，最后計算出內(nèi)阻值。傳統(tǒng)儀表采用100mA的測試電流，針對10ｍΩ及以上的電芯可以獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。近年來，隨著電芯容量的增大，內(nèi)阻從數(shù)年前的10ｍΩ以上，逐漸的降低為1ｍΩ以內(nèi)，甚至僅0.1-0.2ｍΩ。針對這類電芯，仍然采用100mA測試電流，測試結(jié)果會很容易受到系統(tǒng)干擾，導致測試結(jié)果不穩(wěn)定等情況發(fā)生。為了解決這類問題，測試系統(tǒng)的開發(fā)中需要通過多次測量取平均功能的方式，加大測試時間來減少測試值的波動。并且，現(xiàn)場調(diào)試人員需要花費幾個小時來調(diào)整測試臺中各個通道的線路，來盡量的減少系統(tǒng)的干擾。系統(tǒng)一旦調(diào)整好，后續(xù)任何線路的微小更改，都可能再次導致測試值的不穩(wěn)定。

福祿克BT5300針對1ｍΩ以內(nèi)的電芯，支持最大300mA的測試電流，是傳統(tǒng)儀表的3倍，改善了測試中的信號比。單次的測量就可以達到傳統(tǒng)儀表開啟平均后數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，減少了測試時間。并且，它的抗干擾性更強，極大減少了現(xiàn)場的線路調(diào)試時間。

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