廣泛使用移動電子設備推動了電池測試的需求
眾所周知，筆記本電腦、智能手機和MP3等移動電子設備每年的消費成幾何級數在增長，這樣用于這些電子設備相應電池質量問題的檢測設備需求也在日益劇增，標準的測試儀器廣泛用于電池的抽檢、生產和越來越多的重檢測試。
最近，許多移動電子設備大量使用單片電池或特殊的電池組，例如：iPhone。此外使用充電電池的電子設備已滲透到我們生活的各個領域，從電動牙刷到電動自行車，這就要求我們長期不斷地建立電池的質量檢測。
進行電池測試在以下兩個工業領域是最基本的工作：電池生產商和電池供電產品的制造商，他們需要核心考慮電池以下兩個方面：1、與電池安全特征有關的各種技術規格；2、電池本身工作的技術參數，像內阻（Ri）、容抗和充電次數等。
HM8143全能電源：屏幕左邊是電流源，右邊是負載、吸收電流
安全第一
根據國際標準，在校準實驗室需要對電池的安全指標進行全方位的檢測，安全檢測的目的是為了避免因為偶然事件或錯誤操作導致對人體或材料產生損壞。電池安全主要檢測機械、化學和電應力，核心為以下指標：外力變形、150℃過熱變形、保護電路失效后各種各樣的短路測試和過充測試、帶載能力（不管過載多大，電池都不應發生爆炸或燃燒）。
在電池的生產過程中，即使摻入微量的雜質，都會影響電池的安全性能。也許，關于電池“質量問題”安全方面不斷重復的消息，已造成了對公共利益巨大的影響。因此，如果電池性能檢測不符合標準產品的性能偏差，這樣安全就會馬上存在危險。
產品運行時進行性能檢測
在電子設備使用幾個月后，產品性能嚴重下降，我們不都是比較生氣或沮喪嗎？產品的可靠對電池生產商和設備制造商帶來了巨大的挑戰，它們往往需要大量驗證電池的性能，例如：500次充電周期、30mΩ內阻、1000mAh性能等等。如果電池性能出現問題，對客戶而言不僅僅是幾個月短壽命的表面問題，大部分客戶會嚴重抱怨，并且對產品產生很嚴重的負面影響。
像鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合電池等各種電池技術都具有不同的優缺點。
為了盡可能對這些不同種類電池進行比較，我們往往使用以下幾種標準參數：首先是充電和放電電流：“1C”一般代表對電池放電1小時內的放電電流（1A=1000mAh電池），那么“5C” 放電電流指放電電流的5倍。在應用中，為了保證電池壽命長（保存標稱容量），充電和放電電流通常選擇到1C。實際上，通過技術和設計，1000mAh電池在350～1000次充電周期時期望的電流為1C。通過指定數量的充電周期，電池仍應至少保持其80%的額定容量。
鎳金屬氫化物技術成本很低，電池電壓為1.2V；與鋰技術相反，鎳氫電池單位體積容量低，自放電相當大（通常是每月15%），并且它會顯示所謂的記憶效應。這導致頻繁的淺放電和隨后充電；只要幾個星期之后，它會降低電池的可用容量。在如20次的淺充放周期后，電池會被完全放電。鎳氫技術的優點是對應較大的充電和放電電流時其比較牢靠（高達5C標準）。
鋰電池技術顯示的額定電壓為3.6V，他們提供典型的充電次數為1000次，且不顯示任何記憶效應。鋰電池自放電小得多，其放電特性也比較扁平。然而，過充電、深度放電或在低于3℃和高于45℃溫度下充電，鋰電池會造成不可逆的損害。在0℃以下，鋰電池會沉積在陽極，這樣會造成重大的安全風險。為了防止這些風險，在電池組內部強制安裝綜合電子保護電路。根據設計，該電子寄生電流可能會在電池組內會引起“自放電”。
擴展電池測試應用的標準儀器
HM8112-3 六位半臺式萬用表
在實踐中，電池性能監控過程分為兩步：標準測量儀器使用“循環Cycling”（充電和放電周期）。設定一定數量周期后，例如50周，第二步設定具體的放電配置，以確定各個參數的變量，如峰值電流分布、動態內部阻抗等。應用舉例如下：手機行業使用GSM/UMTS負載，為了進行品質鑒定或重鑒，通過電源分別為語音和數據應用進行TDMA電流分布模擬。
為了監視電池組的充電的和放電電流，例如在1C下1000mAh電池組，標準測量儀器的循環周期必須近似2.5小時。因此，它需要52天完成500次充電周期。另外，在如50個循環后，如果制造商要求進行設置，該設定的標準放電配置參數會進行測試。
作為一個標準的測量儀器，德國惠美HM8143全能任意波電源是一臺二象限電源（源和吸收），具有2通道獨立輸出，它能提供所有的充電和放電參數，適用于不同的電池技術。德國惠美HM8112-3臺式萬用表（6 1/2位）可以用來精確測量電壓分布以及在循環期間的靜態內阻。
為了確定一個電池的靜態內部阻抗，電流需要如從1.1A到100mA進行改變；在預定時間后，進行ΔV測量，并且計算Ri=ΔV /ΔI。
通過一個可選的掃描卡和USB、RS-232或IEEE-488控制接口相連接的德國惠美HM8143全能任意波電源和德國惠美HM8112-3六位半臺式萬用表，能組成一個完全自動的測量裝置，可同時測量8個電池組件。為了滿足電池內置Ri、電壓、容量以及老化曲線等指標偏差范圍內相關的統計結果，有一個標準的程序來配置幾套這些設備和以并聯形式操作，每批交貨前來監測電池類型。第一個趨勢在100次循環后將很快變得明顯，所以基于這些“破壞性試驗”后，由制造商來決定什么時候來交付產品。HM8143具有2通道輸出：0～30V、0～2A，包含SENSE導線補償感應輸入和第3通道輔助通道輸出（5V電壓，電流高達2A），用于客戶的具體電路，例如GSM/UMTS負載。各種技術要求實現了CC（恒流）軟過渡到CV（恒壓）；通過遠程控制接口它可以讀出循環值和電壓和電流的實際值（10mV分辨率、1mA分辨率）。在充電完成后--鋰電池，例如4.2V和I‹C/50–放電期間開始。這里的轉變是軟鍵。當放電結束（鋰電池如2.9V），將又一次從CC軟過渡到CV，這樣的狀態變化可通過遠程接口可靠地檢測。
結論
在電池組生產監控的架構中，檢驗和重檢的花費相當大，我們可通過自動化和并行操作來降低成本。然而，如果可通過回呼行動來防止企業形象受損的話，費用還是可降低的。在本文中，如同所有的安全相關主題法則：充滿信心（規格），控制更好（樣品）。類似最好的軟件過程，生產過程中的故障可以防止，但不完全排除。
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