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電池測試方法淺析（二）

三、依據(jù)庫侖定律的測試方法

   還有一些新的方法，例如SMBUS智能電池所采用的辦法，就是在電池組內(nèi)裝置一個(gè)非易失存儲器，儲存電流流入和流出電池的時(shí)間的積分比值記錄，以確定充電的狀態(tài)。用這種方法監(jiān)視充電，假如不考慮電池內(nèi)部的自身放電和構(gòu)成*充電的充電電平不發(fā)生改變（例如隨溫度變化）的話，本來應(yīng)該是很理想的。不過，當(dāng)考慮到電池的性能時(shí)，就可能會懷疑這一方法的程度。

如果忽略自身放電不計(jì)，則下列關(guān)系應(yīng)可成立：∫iIN.dt=iOUT.dt,式中iIN.是充電電流,iOUT.是負(fù)載電流。

一個(gè)電池放電時(shí)，通常不能放出比上次向電池充電更多和能量，而且放電往往較少。這樣說是基于一個(gè)假設(shè)，即在電池充電之前其電荷*耗盡，并且在充電之后，您親沒有采取措施令電池“恢復(fù)活力"，也沒有改變*充電的標(biāo)準(zhǔn)或電荷*耗盡的標(biāo)準(zhǔn)。（假如在*放電期間電池放出的能量多于輸入的能量，那也許上次充電之前電池本來就沒有像現(xiàn)在這樣充分放電?；蛘?，在完成充電之后，電池的溫度升高了，因此在意想之外又增加了能量。）如果溫度沒有改變，現(xiàn)在電池的放電狀態(tài)又和上次充電前的狀態(tài)一樣，那么充電所增加的能量和放電所放出的能量之差，就是充、放電之間的內(nèi)部損耗（可用I2R表示）。

幾乎所有可再充電和不可再充電電池，都能以曲線顯示出自己的放電特性。這些曲線視每種電池的尺寸、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)商的不同而各異，通常可為供應(yīng)恒定電流的電池繪制出終端電壓對時(shí)間的關(guān)系曲線。（有時(shí)，曲線顯示的是電池驅(qū)動恒定電阻時(shí)電壓以時(shí)間的關(guān)系。因?yàn)樵诜烹姇r(shí)終端電壓下降，施加在恒定電阻上的電流也有所下降。）這些曲線采用加載下的終端電壓作為*放電的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以表明，輸出電流對時(shí)間的積分隨輸出電流的增加而下降。假如存在這種下降，則說明電流流入和流出的積分值不能代表電池的充電狀態(tài)。

四、基于焦耳定律的測試方法。

例如，也許可以用一組曲線顯示：在t時(shí)間內(nèi)抽取恒定電流C可耗盡全部充電電荷。C以安培或毫安為單位表示，數(shù)值上應(yīng)等于電池的標(biāo)稱容量（以安培-小時(shí)或毫安-小時(shí)表示）。也許可以預(yù)料，以恒定輸出電流C測量耗盡時(shí)間后，如果對電池再充電然后以恒定的輸出電流2C再次進(jìn)行測量，那末，*耗盡的時(shí)間會降為t/2。但是總的看來，電池提供2C電流不可長達(dá)t/2。

從能量守恒的觀點(diǎn)來看，這種結(jié)論是*對的，在放電時(shí)，輸出電流較大就會增加電池的損耗I2R。如果R保持不變，電流加倍，剛功耗高達(dá)4倍。如果持續(xù)以2C放電t/2之久，則能量損失等于前一次測試的兩倍。另外，某些類型的電池在輸出電流加大時(shí)內(nèi)阻會增加，這就進(jìn)一步縮短放電時(shí)間。事實(shí)上，放電到恒定終端電壓的時(shí)間能自行調(diào)節(jié)，這樣，負(fù)載中的能量損耗量和電池中的能量損耗量之和，就會在一定程度上與放電電流無關(guān)。

問題是，盡管在高、低放電電流情況下∫iIN.dt相等，但∫iOUT.dt則不等。產(chǎn)生差異的原因。是基于終端電壓的*放電標(biāo)準(zhǔn)在不同電流下會產(chǎn)生不同程度的放電。輸出電流小，電池的內(nèi)部電阻壓降IR就低。如果以相同的終端電壓在所有不同電流下終止放電，當(dāng)輸出電流較小時(shí)，電池的放電便更為*。盡管如此，在較高輸出電流下，想通過減低終端電壓（即所謂電荷充分耗盡）來補(bǔ)償較高的內(nèi)站電阻壓降IR，那是不切實(shí)際的。當(dāng)然，負(fù)載可能要求較高的電壓，但電池卻可能因?yàn)榻K端電壓較低而損壞，或者負(fù)載和電池兩者都損壞。

也許可以考慮采用即刻中止輸出電流和測量電池開路終端電壓的方法解決該總是在許多情況下，在負(fù)載上加上容量相當(dāng)大的電容器，就能為短時(shí)間測量提供負(fù)載電流。然而，這種辦法要求在較低輸出電流下負(fù)載仍然可在較低電源電壓下持續(xù)地準(zhǔn)確運(yùn)行—這是負(fù)載無法接受的條件。另外，在電池釋放電流相當(dāng)大情況下，如果內(nèi)部電阻壓降IR過分地降低終端電壓，就可能損壞電池。

通常，進(jìn)行全面的電池測試是很乏味的一回事。此外，測試條件改變，也會令測試結(jié)果出現(xiàn)很大的變化。現(xiàn)場檢查如果得出的數(shù)據(jù)看來不一致，研究人員就必須解釋為何不一致或者重做他們剛才已經(jīng)花了很多時(shí)間做過的測試程序。址至幾年前，由于電池業(yè)的質(zhì)量控制還相當(dāng)不完善，引出了相關(guān)的問題：研究售貨員無法重復(fù)做出不同生產(chǎn)批量的同種標(biāo)稱電池的測試結(jié)果。甚至現(xiàn)在，研究人員往往遇到類似的現(xiàn)象，盡管原因各有不同。電池制造商努力不懈地改進(jìn)其產(chǎn)品，但很少有制造廠商宣布他們考慮的是測試?yán)谐绦虻母倪M(jìn)。這些改進(jìn)也往往會影響到測試數(shù)據(jù)的重要性。