一、電池包測試的必要性

近些年電動汽車有了長足的發展，消費者購置純電動汽車的意向也越來越強。相比于傳統汽車的三大件，純電動汽車的新三大件變為：動力電池、電控系統與電機系統。

其中動力電池被稱為新能源汽車的心臟，也是各汽車品牌形成差異化的關鍵因素。這顆“心臟”要驅動汽車這樣的龐然大物，其能量是如何得到的呢？

以85D版ModelS電池包為例，該電池包有16個模組，每組有444節圓柱形電芯。

將這些電芯串聯起來，就可以得到一個高電壓、大容量的強力“心臟”了。當然這只是一種很簡單的說法，真正的電池系統要復雜很多。

現在我們知道了電芯是動力電池的基礎單元，那么對它的實時監控就顯得非常必要。但在監測過程中我們會遇到一個問題，那就是串聯電池組會產生較大的共模電壓。所謂共模電壓就是每一導體和所規定的參照點之間出現的向量電壓的平均值。

以實驗中的十節串聯電池組為例，假設每節電池的電壓均為3.6V，那么第十節電池的最高節點處的電壓就是36V，十節與九節電池之間的電壓值為32.4V，這樣兩節電池間就產生了34.2V（（36+32.4）/2=34.2）的共模電壓。

這么大的共模電壓輸入到設備中很可能會影響它的運行，甚至損壞元器件。如何解決這種負面影響呢？最好的辦法就是隔離。而本次實驗所采用的PS2024V采集卡，它的每個通道都是隔離型的，可以很好的防止共模電壓的影響。

二、電池包測試實驗

2.1、實驗準備

接下來我們將使用PS2024V完成一個關于串聯電池組充放電測試的實驗。

電池組是由10節鋰電池串聯在一起組成的，每節鋰電池的平均電壓在4.1V左右。而且我們會從整個電池組的正負極引出兩根導線，用來測量它們在充放電時的電壓變化情況。同時將電流傳感器串聯到回路上，以觀察電池組在充放電時的電流變化。PS2024V型采集卡共有24組差分通道，按照每節電池的正負極將引線連接到采集卡上。最后通過USB線纜將電腦與采集卡相連。

2.2、放電實驗

當電池組放電時，將水泥電阻串聯至整個回路中，電阻的參數是30?100W。這里要注意的是，鋰電池不能過度放電，也就是電壓不能低于最低放電電壓2.5V-2.75V。

打開趨勢圖，我們可以看到電池組的放電曲線，放電電流沒有明顯的變化。

但在放電過程中，有三節電池發生過放現象，它們的電壓大小快速下降。

停止放電后，我們來計算一下電池組的放電量，打開數據記錄表格，其有效數據是從第4行到第1312行，每次循環測量所用的時間是6s，所以用電流值乘以每次循環的測量時間，就可以計算出本次循環的放電量。但電流是隨時間不斷變化的，那么就要以電流對時間的積分計算出真實的放電量。而電流與時間的對應函數我們并不知道，所以本次實驗使用“梯形估算法”來計算具體的放電量。由于接線問題，起始時刻的電流值大小無法得知，首次循環的放電量只能以恒定電流值乘以時間來計算，而其余循環則使用梯形估計法。在Excel表格中輸入相應公式。要注意，此時的放電量單位是As，需要對這些值求和并轉換為mAh。最終計算出總的放電量是2609.41mAh。

2.3、充電實驗

接下來開始電池組的充電實驗，使用的充電電源是恒流恒壓電源，因為每節電池電壓均在截止電壓（2.5V～2.75V）之上，所以采用較大電流（1A）充電。在實際使用過程中，應該選用適配的充電器對電池充電。

打開趨勢圖，可以明顯看到電池組的充電曲線，當到達指定電壓后，充電電流明顯減弱。

還是以同樣的方法，我們計算出電池組的充電量為2641.28mAh。

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再見。

審核編輯 黃宇