充放电电流会使电池的温度升高，最终，温度会直接影响电池的寿命和储能容量。在室温下，电池一般能达到很高的效率和标称的使用寿命。不过，在高温或低温下，电池的寿命会显著缩短。

在高温或低温下，电池甚至可能损坏。损坏通常可能分阶段发生：泄漏、冒烟、起火和爆炸。制造商必须执行滥用测试来确定每个损坏阶段的温度。知道每个损坏阶段的温度，可以让您了解发生问题的可能性有多大，从而采取适当措施处理您的设备，防患于未然。

当电池出现引人注目的故障 （冒烟和起火）时，通常的原因是短路引起了电池快速放电，并且其温度急剧上升。因此，新型电池都带有额外的保护机制，就像是保险丝一样，用于避免外部短路。

锂电池在市场上广受欢迎，因为它体积小、容量高，并且充电和放电速度都很快。锂电池分为标准配置和定制配置。标准配置为圆柱形，具有标准直径和长度。定制配置专门设计用于外形紧凌的设备，例如手机和平板电脑。

这里是锂电池配置的一些示例：

大部分移动设备：1节串联电池x1节井联电池 (1s x 1p)

平板设音：1sx2p、1s×3p

笔记本电脑和膝上型电脑：2sX2p、2s× 3p

驱动电动机、电动工具、灯具、电动汽车、混动汽车等等：多节串联× 多节井联

1、用于电池充电温度分析的装置

仪器1：DAQ仪器

想要在电池性能测试中精确和高效地进行温度表征，必须同时对多个点实施监测。您可以使用数据采集(DAQ）仪器例如配有DAQM901A通用多路复用器板卡的Keysight DAQ970A，DAQ数据记录仪开关单元它能够测量温度、电流、电压和率。您还需要一个至少2英尺长的通用J型热电偶传感器和一对电线，以便测量锂电池的电压。

图1中的示意图说明了被测器件、个人电脑和电源的简单设置和连接。

仪器2：直流电源

根据锂电池充电特征，您需要使用具备充足电压和电流覆盖范围的直流电源为被测器件（DUT）充电，在本例中，被测器件为电池。在我们的测试装置中，我们使用了Keysight E36312A可编程直流电源，因为它具有宽广的电流范围，并且能够记录最小1mA的电流数据。

使用这个设置时，应确保在最大充电率的一半和最大充电率之间(0.5C至1C）设置电流极限。设置电压极限为可接受的最终浮充电压电平。随着电池被测器件的充电，一旦到达设置的电压电平，恒定电流将自动转换为恒定电压。随着电池继续充电趋于饱和，充电电流将自动变小。当充电电流减小至充电电流值的3%时，充电过程结束。

请参见图2中的锂电池被测器件充电特征。

什么是电池充电率 (C)？

C表示充电率（也表示放电率），用一小时的充放电电流强度(Ah）来衡量

C表示电池充电/放电电流大小与其最大客量的比率

14Ah电池以1C充电，就是指它以14 A电流进行充电

记录和数据分析软件

您可能想要实时监测和记录测量数据以供日后分析。以前，这意味者从零编写程序。是德科技提供了Keysight BenchVue软件，让这一切变得更加容易。实际上，Benchvue 的能力远不止便捷的数据记录和测量结果可视化。除了通过简单的点击操作来控制多个仪器，Benchvue 还能自动检测连接至您个人电脑的仪器，并启动相应的仪器应用软件。借助Benchvue，您无需编程，其测试流程 (Test Flow)能让您可以轻松构建自己的自动测试。

您需要下列Benchvue仪器应用软件来分析电池充电时的温度特征：

Benchvue DAQ 应用软件

Benchvue数据采集控制和分析应用软件(Benchvue DAQ 应用软件）和J型热电偶结合使用，可以测量电池的温度。您仅需将J型热电偶连接到DAQM901A多路复用器板卡。在本例中，多路复用器板卡插在插槽1中，测量通道为101。启动Benchvue DAQ应用软件，并将通道101配置为使用J型热电偶测量温度。在单节电池上测量时，测量一个温度点就够了。如果是测量复杂的电池组，可能需要在多个温度点进行测量。

下一步，您需要设置另一个通道来测量电池被测器件的直流电压。

图3 显示了Benchvue DAQ 应用软件上的通道配置。

Benchvue 电源应用软件

您可以使用 Benchvue 电源控制和自动化应用软件将电压设置为锂电池的最大充电电压，在本例中为4.2V，将电流设置为1.2A极限值（大约 0.5C）。图4显示了Benchvue电源应用软件上的通道配置。

2、用于电池放电温度分析的装置

仪器1：DAQ仪器

我们推荐您仍使用电池充电温度分析装置中所使用的DAQ仪器来进行电池放电温度分析。在本例中，我们将使用相同的Keysight DAQ97OA DAQ//数据记录仪开关单元（配有DAQM901A通用多路复用器板卡）、J型热电偶传感器和锂电池所使用的电线。

图5显示了包含被测器件、个人电脑、DAQ 和电子负载的简单装置及其连接。

仪器2：直流电子负载

电子负载可用作被测器件的电池放电器，仿真能够消耗电池电量的真实应用。设置模式在0.5C时(每小时充电速率的一半）为恒定电流。

您需要知道放电终止电压，在本例中为了3.0V。超过3.0V 截止电压后，电压会快速回落。

软件：数据记录应用软件

在分析电池充电温度特征时，能够辅助进行数据记录和可 视化的应用软件可为您带来极大帮助，显著减少程序开发和测试时间。我们推荐使用相同的Keysight Benchvue软件，因为它的功能非常实用，而且容易使用。您需要下列Benchvue仪器应用软件来分析电池被测器件放电时的温度特征：

BenchVue DAQ 应用软件

您需要使用与分析电池充电温度特征时一样的设置（图 3）。

Benchvue 电子负载应用软件

您可以使用 BenchVue 电子负载控制和自动化应用软件将6063B设置为1.2A（大约0.5C）的恒定电流负载。图6显示了Benchvue电子负载应用软件上的通道配置。

3、分析结果：电池充放电时的温度分析

借助Benchvue直观的图形用户界面（GUI）和各种图形可视化工具（包括条形图、XY散点图、直方图等），您能够快速验证测试结果，并进一步实施故障诊断或测试下一个被测器件。如果需要生成报告，您只需点击几下就可以导出测量数据和屏幕截图。

图7显示了Benchvue生成的两个条形图结果。左侧是电流和电压分析结果，使用 E36312A 直流电源记录数据。右侧是电池充电时的温度特征分析结果，使用DAQ970A DAQ/数据记录仪开关单元记录数据。

4、其他相关测试

我们在上文中介绍了一些基础知识，让您了解到如何使用技术指标符合您测试要求的少量仪器，在电池性测试中轻松表征电池温度。DAQ仪器除了上述我们已经讨论过的应用，还具有出色的扩展能力。请见下表。

⬆扫码识别联系我们