组建基于LXI总线的高效锂离子电池测试系统

　　手机锂电池测试主要针对经过封装后的电池保护电路进行功能检测，利用电源、电子负载、多路开关和数字万用表等仪器仿真各种充放电时的极限过压、过流情况，检测电池保护电路是否有效。从源头上杜绝质量不合格的电池产品流入市场。

　　锂离子电池的测试要求

　　为测试电池保护电路的各项保护功能是否有效，电池测试系统的主要测试步骤包括以下部分：

　　1） 常规开路电压测试

　　电池功能测试，需要对电池进行短时间充电，并测量开路电压，判断电池的基本充电功能是否有效。

　　2） 过流保护及恢复测试

　　用电子负载对手机电池进行大电流放电，并测试其保护电路的内部电流切断功能。当切断放电回路后，测试电池能否恢复正常工作。

　　3） 工作温度测试

　　通过万用表读取温度传感器上电阻值，测试电池工作温度。

　　4） 过充电及恢复测试

　　用电源对手机电池进行过压充电，测试电池保护电路能否切断充电回路。

　　5） 过放电及恢复测试

　　用电子负载对手机电池进行过放电，测试电池保护电路能否切断放电回路。

　　6） 交流内阻测试

　　通过交流内阻仪测试电池交流内阻。

　　锂离子电池测试系统

　　典型的锂离子电池测试系统应包括以下测试仪器：

　　● 多通道开关用于给待测件加载不同激励，并切换不同测试设备

　　● 高精度数字万用表，完成对电池的直流电压、电流和电阻测试

　　● 两路以上的多路电源，用于给待测件进行充电测试，以及给测试夹具供电

　　● 电子负载，用于给待测件进行放电测试

　　● 交流内阻测试仪，用于测量1kHz交流情况下锂电池的交流内阻

　　● 工控机及测试软件，用于控制设备完成测试

　　以锂电池测试中过流保护及恢复测试为例，我们描述一下具体的测试过程：

　　测试系统中的计算机，通过GPIB接口向各台仪器依次发出指令，控制测试流程。首先通过切换多路复用开关，将电子负载与待测件连接。设置电子负载工作在恒流模式，使待测件输出一个比较大的恒定电流（例如5A），接通20ms后，将数字万用表也通过多路复用开关与电池输出端接通，测试电池的输出电压。如果电池输出电压为0，说明电池保护电路启动，已经切断电池输出回路，此项目测试通过。如果测试结果不为零，此项目标定为测试失败。测试结束后，迅速打开开关，切断电子负载与电池之间的连接，因为长时间大电流放电可能对电池造成永久损坏。

　　基于以上的测试方案，2007年安捷伦推出新一代锂离子电池测试解决方案。新方案大量使用最近几年内推出的LXI（LAN Extensions for Instrumentation）系统测试仪器，这些LXI仪器与传统产品相比，通过网线组建系统，简化了系统集成的难度，提高了测试速度，而且大幅度减低了系统体积和组建成本。系统中各台仪器通过网线或GPIB电缆与计算机连接，组建成为基于LXI平台的混合测试系统，整个系统高度仅14U。在一些手机电池生产厂商的实际应用中，客户告诉我们，与他们原有的测试系统配置相比，新的解决方案使系统体积缩小超过1/3，成本缩减1/4以上，而测试速度也有10%左右的提高。另外更小的机箱体积，更简洁的系统连接以及开关电源带来的更小的电源功耗，也带来了许多的额外好处。

　　在测试软件的开发上，LXI仪器同样支持各种主流软件开发环境，可以在VB， VC， C/C++， Labview等各种开发环境下编写测试程序，与传统的仪器控制方式完全相同。

　　在电池测试过程中，客户最关心的问题除了保证电池质量，还包括如何提高电池产量，降低生产成本。另外，由于不同型号电池的电特性指标不同，测试系统在软件和硬件方面必须具有一定的灵活性，方便客户进行系统上的二次开发。最后，在面临生产线每天24小时连续开机的条件下，系统仪器的质量，维护成本，也是衡量电池测试系统解决方案的一个重要因素。