摘要：開路電壓（OCV）與内阻（IR）測試仍存在着讓電池企業不适的痛點，為此，福祿克儀器提出了新的解決方案——Fluke BT5300系列高精度電池測試儀。

圖片來源：福祿克

随着新能源汽車滲透率不斷提升以及新型儲能行業的加速發展，锂離子電池需求持續攀升。研究機構EVTank預測，2030年之前全球锂離子電池出貨量的複合增長率将達到25.6%，到2030年總體出貨量或将接近5TWh。

锂電池前景向好下，設備端充分受益。近日，EVTank、伊維經濟研究院聯合中國電池産業研究院共同發布的《中國锂離子電池設備行業發展白皮書（2022年）》數據顯示，2021年，全球锂離子電池設備市場規模為952.0億元，其中中國锂離子電池設備市場規模占比66.6%，達到634.3億元。EVTank在白皮書中預計，随着全球電池企業規劃的新增加産能逐步釋放，考慮到單位GWh電池設備投資額的逐步降低以及老舊設備的更新改造等需求，到2026年全球锂離子電池設備市場規模将達到2104.6億元，且锂電設備的自動化率将進一步提升。

按照锂離子電池的生産流程，锂電設備主要分為前端設備、中端設備和後端設備。其中，在锂電池生産後段中，測試開路電壓OCV可以計算出電池的自然放電率K值，結合交流内阻ACR可将電池進行分選。最終得到性能及穩定性高度一緻的電芯，對保證模組與電池包的可靠性具有重要作用。

化成段，可謂講究慢工出細活的工藝流程，不僅決定了成品标準，還要求不斷精益求精。但是通過走訪國内數個知名锂電池企業，不難發現目前在其中的關鍵測試——開路電壓（OCV）與内阻（IR）測試仍存在着讓電池企業不适的痛點。

痛點1：測試穩定性差

電池産線要求的是高集成化高速度的工業水準，在自動化生産環境下，“幹擾”實際充斥着整個産線。

開路電壓OCV為例，當今動力電池測試精度的要求，一般稱之為“7位半/6位半”——分辨率在0.000001V，工藝要求末尾數值跳動達到10~20個字以内。在實際生産時，OCV末尾數值跳動在20~40個字甚至更高，産線幹擾所造成的測試影響可見一斑。

同樣，内阻IR數值非常小，在mΩ級别，分辨率0.0001mΩ，所受産線幹擾會更加嚴重，初始誤差會在生産過程中被放大2~4倍。

除了自動化引入的幹擾，測試儀器及設備之間也會互相影響。

來看看當前的測試方式，化成段的OCV測試台承擔了OCV IR的測試工作，其測試核心除了自動化設備及PC電腦，還包含了一台數字萬用表、一台電池内阻測試儀，以及切換開關電路闆。三者在工作時産生的電磁幹擾以及對于地放出的電信号都會使得“左右互搏”，很多企業或集成商嘗試了很多屏蔽手段，但依舊收效有限……

痛點2：成本高

電池企業在擴産的同時，自然對成本有控制，除了真金白銀，也有人力、時間等其他成本。

由于着急交付産線，采用傳統測試方式是簡單迅速的，但是會出現一窩蜂搶購設備的情況，結果就成了“加價購車”，付出了更多的代價、精力及等待時間才等到了貨。後期在調試時，又因為涉及多台設備，所以往往是“一家動手，其餘圍觀”。

擴産的成本也并非一次投入，若後期工藝變化，則會要求添置新的儀表。而所有的儀表每年定期的校準維護，以及備品備件又都是一筆不小的開銷。

再加上之前的芯片供應危機以及疫情的肆虐，當各方都被擠壓到極端時，電池企業與集成商也不得不去思考進行方案上的優化。

為了解決以上種種，福祿克儀器提出了新的解決方案——Fluke BT5300系列高精度電池測試儀。

三位一體，七大提升——Fluke BT5300系列

福祿克的名字其實對于工業制造業領域并不陌生，下至萬用表，上至計量院使用的台式表及校準源都有涉及。

這次福祿克通過對電池企業及集成商的走訪，将傳統需要疊加的測試方案，改進成為三合一的全新方案。

通過三位一體的方案，福祿克的BT5300系列較傳統測試方式有7大特性的提升。

1、精度更高

交流内阻讀數精度達0.2%，較同類産品提升50%；直流電壓精度最高18ppm，比肩七位半台式數字萬用表，滿足嚴苛的電池分選要求。

在初始的參數上領先于現有測試方式，有助于細化電池分選，尤其是動力電池領域。

2、速度更快

BT5300系列特有的采集指令——ROUTe:SCAN，将傳統采集轉化為掃描模式。可實現30秒内完成256個電芯的OCV IR測試，較傳統方式測試時間從600ms~1s，縮短到100ms。

釋放産線更多産能，提高生産效率。

3、性能更穩

三維一體的集成方案，較傳統測試手段，不僅縮小體積，更抗外界幹擾。

可适配的多通道模塊SW9010，不僅将SENSE與SOURCE電路分開，還将SENSE與SOURCE端口分離，最大限度降低渦電流幹擾，提升抗幹擾能力。

BT5300系列支持最高300mA的測試電流，是傳統測試儀的3倍，改善了測試的信噪比，确保了測量過程中穩定性的要求。

OCV IR的測試不需要退而求其次，去選擇加權平均或選擇慢速擋位。

4、帶載更大

帶載能力代表儀器支持的最大回路電阻。若阻值很小，則需要限制導線長度及粗細，将導緻結果波動，無法正常完成測試。

BT5300系列可支持的最大回路電阻是同類産品的5倍，能支持更長更細的測試線，減少了儀器對于測試台的限制，并避免大量程測試小電芯導緻的精度損失。

5、功能更多——高阻抗實現邊電壓測試

邊電壓測試，又稱殼體電壓測試，是電池生産中的一個重要測試項目，測試的是電池負極與外殼之間的電壓，儀表輸入阻抗需要設置為高阻才能夠得到穩定的讀數。

BT5300系列支持高阻的阻抗輸入。配合多通道掃描模塊SW9010，通過指令可以實現邊電壓測量功能。

6、兼容性優

BT5300系列支持LAN口和RS232接口，指令與同類産品兼容，方便客戶快速升級現有電池測試方案，直接提升測試台的測試精度，輕松提高産線性能。

7、界面更友好

4.3寸LCD屏，直觀的用戶界面，清晰的數字單位，操作更簡單，讀數更快捷。

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