跟着锂离子电池在无人机、电动轿车(EV)和太阳能储能等范畴的运用日益增多，电池制作商也在运用现代技能和化学成分来推进电池测验和制作才能的极限。
现在，每一块电池不论巨细，功用和寿数都是在制作进程中决议的，测验设备都是针对特定电池规划的。可是，因为锂离子电池商场涵盖了一切的形状和容量，因而很难创立一种单个、集成的测验仪，能够处理不同的容量、电流和物理形状，并具有所需的准确度和精度。
鉴于对锂离子电池的需求越来越多样化，因而咱们迫切需求高功用、灵敏的测验处理计划，然后最大极限地权衡利弊并完本钱钱效益。
图1：为现代电动轿车供给动力的电池
锂离子电池杂乱多样
现在，锂离子电池具有多种尺度、电压和运用规模，而这项技能刚投入商场时并未完成。锂离子电池开始规划用于相对较小的设备，如笔记本电脑、手机和其他便携式电子设备等。现在，它们的外形尺度大了许多，如电动轿车和太阳能电池存储。这意味着更大的串并联电池组具有更高的电压和更大的容量，物理体积也更大。例如，一些电动轿车的电池组能够装备多达100个串联和超越50个并联装备。
堆叠电池并不是什么新事物，一般笔记本电脑中的典型可充电锂离子电池组由多个电池串联，但因为电池组体积更大，测验变得愈加杂乱，或许会影响全体功用。为了使整个电池组的功用到达最佳水平，每块电池有必要与其相邻电池简直相同。电池会相互影响，因而假如某一系列中的一块电池容量较低，电池组中的其他电池都将低于最佳状况，因为它们的容量会被电池监测和再平衡体系降级，以匹配功用最低的电池。正所谓一颗老鼠屎坏了一锅粥。
充放电循环进一步说明晰单块电池怎么下降整个电池组的功用。电池组中容量最低的电池将以最快的速度下降其充电状况，导致电压水平不安全，导致整个电池组无法再放电。比及电池组充电时，容量最低的电池会先充满电，其他的电池不会进一步充电。在电动轿车中，这会导致有用的全体可用电池组容量削减，然后下降车辆的续航路程。此外，低容量电池的退化也会加快，因为在安全保护措施起效前，它就在充电和放电结束时到达了过高的电压。
不论是何种终端设备，电池组中的电池以串联和并联办法堆叠得越多，问题就越严峻。清楚明了的处理计划是保证每块电池的制作完全相同，并将相同的电池组合在同一个电池组中。可是，因为电池阻抗和容量固有的制作工艺差异化，测验变得至关重要 — 不只要扫除有缺点的部件，并且要辨明哪些电池相同，要放在哪些电池组中。除此之外，电池在制作进程中的充放电曲线对其特性有很大的影响，并且是不断改变的。
图2：德州仪器电池测验仪处理计划
为什么现代锂离子电池带来了新的测验应战？
电池测验并非什么新事物，但自从其面世以来，锂离子电池给测验设备的精度、出产量和电路板密度带来了新的压力。
锂离子电池十分共同，因为它们具有极为密布的储能容量，假如充电和放电不妥，或许会引起火灾和爆破。在制作和测验进程中，这种储能技能要求十分高的精度，而许多新式运用进一步加重了这一要求。就形状、尺度、容量和化学成分而言，锂离子电池的品种更为广泛，反之其也会影响测验设备，因为它们需求保证准确遵从正确的充放电曲线，然后到达最大的存储容量、可靠性和质量。
因为并没有一种尺度适宜一切的电池，因而为不同的锂离子电池挑选适宜的测验设备和不同的制作商会添加测验本钱。此外，不断的工业立异意味着不断改变的充放电曲线进一步优化，使电池测验仪成为新电池技能的重要开展东西。不论锂离子电池的化学和机械性质怎么，在其制作进程中有无数种充放电办法，这使得电池制作商向电池测验仪施加压力，要求它们具有共同的测验功用。
精度显然是一项必备才能，它不只仅意味着能够将大电流操控精度保持在十分低的水平，还包含在充电和放电形式之间以及在不同电流水平之间十分快速切换的才能。这些要求的发生不只仅是因为需求大量出产具有共同特性和质量的锂离子电池所驱动，电池制作商还期望将测验进程和设备用作为立异东西，使其在商场上发明竞赛优势，例如修正充电算法以进步容量。
虽然对不同类型的电池需求进行各式各样的测验，但现在的测验仪针对特定的电池尺度进行了优化。例如，假如测验的是大型电池，那么就需求较大的电流，这会转化为更大的电感和更粗的电线以及其他特性。所以在创立一个能够处理高电流的测验仪时会触及许多方面。可是，许多工厂并不只出产一种电池，它们或许会为一个客户出产一整套大型电池，一起满意这些电池所需的一切测验要求，也或许为一个智能手机客户出产一套更小电流的小型电池。
这便是测验本钱上升的原因——电池测验仪针对电流进行了优化。能够处理更高电流的测验仪一般更大、更贵重，因为它们不只需求更大的硅片，还需求磁性元件和布线，以满意电搬迁规矩并且最大极限地下降体系中的寄生压降。工厂需求随时预备各种测验设备，来满意出产与查验各品种型的电池。因为工厂在不一起间出产的电池类型不同，一些测验仪或许与这些特定电池不兼容，并且或许搁置，这进一步添加了本钱，因为测验仪是一项大型出资。
不论是针对当今常见的和新式的用于批量出产一般锂离子电池的工厂，仍是期望运用测验进程立异和发明新电池产品的电池制作商，都需求运用灵敏的测验设备，以习惯更广泛的电池容量和物理尺度，然后下降资金投入，并进步测验设备出资回报率。
在企图恰当优化单个集成测验处理计划时，存在许多抵触的需求。现在还没有处理一切品种锂离子电池测验计划的灵丹妙药，但德州仪器（TI）现已提出了一种参阅规划，将本钱效益和精度之间的权衡降到了最低。
高精度测验处理计划，适用于大电流运用
共同的电池测验场景需求总是会存在，而它对应地也需求一个相同共同的处理计划。不过关于许多类型的锂电池来讲，不论是小型智能手机电池仍是电动轿车的大型电池组，是能够有一个高性价比的测验设备的。
为了到达商场上许多锂离子电池所需的准确、满量程充放电电流操控精度，德州仪器的 用于50-A、100-A和200-A运用的模块化电池测验仪参阅规划 运用50-A和100-A电池测验规划的组合，来创立一个能够到达200-A最大充放电水平的模块化版别。此处理计划的框图如图2所示。
例如，TI针对 用于高电流运用的电池测验仪参阅规划 选用恒流恒压操控环路，支撑高达50A的充放电速率。此参阅规划运用LM5170-Q1多相双向电流操控器和INA188外表放大器准确调理流入或流出电池的电流。INA188完成并监控恒流操控回路，并且因为电流或许往任一方向活动，SN74LV4053A多路复用器能够相应地调理INA188的输入。
此特定计划经过将几个要害的TI技能结合在一起，为需求更高电流或多相的运用创立了一个可修正的渠道，展现了构建一个具有本钱效益的测验处理计划的可行性。这一灵敏、具有前瞻性的处理计划不只满意了当今的需求，并且猜测了未来轿车电池的增加趋势，这将很快添加对测验仪电流才能超越50A的需求。
锂离子电池测验设备出资最大化
德州仪器的模块化电池测验仪参阅规划处理了锂离子电池测验设备的高精度、大电流和灵敏性问题。此参阅规划涵盖了各种可用的电池形状、尺度和容量，能够应对新式运用，如电动轿车和太阳能发电厂的大型电池组以及智能手机等消费电子产品中常见的小尺度电池。
锂离子电池测验的参阅规划使您能够出资较低电流的电池测验设备并能够并联运用，然后不需求在不同电流水平的多个架构中进行贵重的出资。能够在各种电流规模内运用测验设备，能够最大程度地优化对电池测验设备的出资，下降总本钱，并为习惯不断改变的锂离子电池测验需求供给灵敏性。
