隨著新能源汽車滲透率不斷提升以及新型儲能行業(yè)的加速發(fā)展，鋰離子電池需求持續(xù)攀升。研究機構(gòu)EVTank預(yù)測，2030年之前全球鋰離子電池出貨量的復(fù)合增長率將達到25.6%，到2030年總體出貨量或?qū)⒔咏?TWh。

鋰電池前景向好下，設(shè)備端充分受益。近日，EVTank、伊維經(jīng)濟研究院聯(lián)合中國電池產(chǎn)業(yè)研究院共同發(fā)布的《中國鋰離子電池設(shè)備行業(yè)發(fā)展白皮書（2022年）》數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球鋰離子電池設(shè)備市場規(guī)模為952.0億元，其中中國鋰離子電池設(shè)備市場規(guī)模占比66.6%，達到634.3億元。EVTank在白皮書中預(yù)計，隨著全球電池企業(yè)規(guī)劃的新增加產(chǎn)能逐步釋放，考慮到單位GWh電池設(shè)備投資額的逐步降低以及老舊設(shè)備的更新改造等需求，到2026年全球鋰離子電池設(shè)備市場規(guī)模將達到2104.6億元，且鋰電設(shè)備的自動化率將進一步提升。

按照鋰離子電池的生產(chǎn)流程，鋰電設(shè)備主要分為前端設(shè)備、中端設(shè)備和后端設(shè)備。其中，在鋰電池生產(chǎn)后段中，測試開路電壓OCV可以計算出電池的自然放電率K值，結(jié)合交流內(nèi)阻ACR可將電池進行分選。最終得到性能及穩(wěn)定性高度一致的電芯，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，不僅決定了成品標準，還要求不斷精益求精。但是通過走訪國內(nèi)數(shù)個知名鋰電池企業(yè)，不難發(fā)現(xiàn)目前在其中的關(guān)鍵測試——開路電壓（OCV）與內(nèi)阻（IR）測試仍存在著讓電池企業(yè)不適的痛點。

 

痛點1：測試穩(wěn)定性差

電池產(chǎn)線要求的是高集成化高速度的工業(yè)水準，在自動化生產(chǎn)環(huán)境下，“干擾”實際充斥著整個產(chǎn)線。

開路電壓OCV為例，當(dāng)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(shù)值跳動達到10~20個字以內(nèi)。在實際生產(chǎn)時，OCV末尾數(shù)值跳動在20~40個字甚至更高，產(chǎn)線干擾所造成的測試影響可見一斑。

同樣，內(nèi)阻IR數(shù)值非常小，在mΩ級別，分辨率0.0001mΩ，所受產(chǎn)線干擾會更加嚴重，初始誤差會在生產(chǎn)過程中被放大2~4倍。



除了自動化引入的干擾，測試儀器及設(shè)備之間也會互相影響。

來看看當(dāng)前的測試方式，化成段的OCV測試臺承擔(dān)了OCV+IR的測試工作，其測試核心除了自動化設(shè)備及PC電腦，還包含了一臺數(shù)字萬用表、一臺電池內(nèi)阻測試儀，以及切換開關(guān)電路板。三者在工作時產(chǎn)生的電磁干擾以及對于地放出的電信號都會使得“左右互搏”，很多企業(yè)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(yè)在擴產(chǎn)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。

由于著急交付產(chǎn)線，采用傳統(tǒng)測試方式是簡單迅速的，但是會出現(xiàn)一窩蜂搶購設(shè)備的情況，結(jié)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。后期在調(diào)試時，又因為涉及多臺設(shè)備，所以往往是“一家動手，其余圍觀”。

擴產(chǎn)的成本也并非一次投入，若后期工藝變化，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(yīng)危機以及疫情的肆虐，當(dāng)各方都被擠壓到極端時，電池企業(yè)與集成商也不得不去思考進行方案上的優(yōu)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。

 

福祿克的名字其實對于工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域并不陌生，下至萬用表，上至計量院使用的臺式表及校準源都有涉及。

這次福祿克通過對電池企業(yè)及集成商的走訪，將傳統(tǒng)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(tǒng)測試方式有7大特性的提升。

1.精度更高

交流內(nèi)阻讀數(shù)精度達 0.2%，較同類產(chǎn)品提升50% ； 直流電壓精度最高 18 ppm，比肩七位半臺式數(shù)字萬用表，滿足嚴苛的電池分選要求。

在初始的參數(shù)上領(lǐng)先于現(xiàn)有測試方式，有助于細化電池分選，尤其是動力電池領(lǐng)域。
 

2.速度更快

BT5300系列特有的采集指令?ROUTe:SCAN，將傳統(tǒng)采集轉(zhuǎn)化為掃描模式?？蓪崿F(xiàn) 30秒內(nèi)完成256個電芯的OCV+IR測試，較傳統(tǒng)方式測試時間從600ms~1s，縮短到100ms。

釋放產(chǎn)線更多產(chǎn)能，提高生產(chǎn)效率。

 

 

         
三維一體的集成方案，較傳統(tǒng)測試手段，不僅縮小體積，更抗外界干擾。

         
可適配的多通道模塊SW9010，不僅將SENSE與SOURCE電路分開，還將SENSE與SOURCE端口分離，最大限度降低渦電流干擾，提升抗干擾能力。

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

         
OCV+IR的測試不需要退而求其次，去選擇加權(quán)平均或選擇慢速擋位。

 

       
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(dǎo)線長度及粗細，將導(dǎo)致結(jié)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產(chǎn)品的5倍，能支持更長更細的測試線，減少了儀器對于測試臺的限制，并避免大量程測試小電芯導(dǎo)致的精度損失。

 

         
邊電壓測試，又稱殼體電壓測試，是電池生產(chǎn)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(shè)置為高阻才能夠得到穩(wěn)定的讀數(shù)。

         
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(xiàn)邊電壓測量功能。
 

         
BT5300系列支持LAN口和RS232接口，指令與同類產(chǎn)品兼容，方便客戶快速升級現(xiàn)有電池測試方案，直接提升測試臺的測試精度，輕松提高產(chǎn)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(shù)字單位，操作更簡單，讀數(shù)更快捷。