电子负载在锂离子电池测试系统中的应用
摘 要 本文介绍了电子负载的基本工作原理，在锂离子电池测试中，计算机技术与电子负载结合，提高了测试的自动化水平，提高了工作效率。介绍了能量反馈式电子负载的基本原理及其应用前景。
关键词 电子负载；锂离子电池；测试系统；能量反馈
锂离子电池是近年新兴的一种二次电池，它具有容量大、寿命长等优点，国内外纷纷开展了其相关研究与生产工作，充放电性能的测试是研发生产中至关重要的环节，由于锂离子电池的充放电过程比较复杂，比如要用到恒流模式、恒压模式等，传统负载很难模拟这些过程。电子负载是一种新兴的电子装置，它不仅可以完美模拟恒压模式、恒流模式、恒功率模式等，还具有调控方便，精度高和稳定性好的优点[1]，同时易于与计算机技术结合，实现了控制自动化、数据处理数字化。因此它广泛替代了传统负载，在锂离子电池电性能测试设备中得到了大量应用。
1 电子负载工作原理
电子负载通过控制功率MOSFET或晶体管的导通量（量占空比大小），靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载感性阻性和容性。下以恒流模式介绍其工作原理：
取样电阻R3端电压与给定基准电压信号VREF输入由op07构成的反相接放大器，将其输出端接入MOS管G极，构成一个负反馈电路。当R3端电压大于VREF时 -IN大于+IN ，OP07减小输出，MOS管导通能力下降，也就降了R3上的电流；R3端电压小于VREF时 –IN小于+IN ，OP07增大输出，MOS
管导通能力增强，也就加大了R3上的电流。这样电路最终维持在恒定的给值上，也就实现了恒流工作。如图1所示：
图 1 恒流工作模式电路 如要调节恒流值，可调节基准电压信号VREF大小，采用电位器可手动调节输出电流。如采用DAC输入可实现数控恒流电子负载。
电子负载还有恒阻模式、恒功率模式等，传统的电子负载均是以运放模拟运算电路位核心，经适当取样、变换、比较、构成的反馈电路系统。
2 电子负载在锂离子电池测试中的应用
锂离子电池电气性能测试数据点多、精度要求高、测试周期长，传统的手动测试不能满足实验室测试要求。近年来随着计算机技术与电子负载的结合，特别是以Labview、LabWindows/CVI虚拟仪器技术的发展，使其精度、稳定性、工作效率、自动化水平有了质的飞跃[2]。使其在锂离子电池电气性能测试中得到广泛应用。下面通过一则实例来介绍锂离子电池测试系统的构成。
工控机通过控制程控电源和电子负载，使其满足侧试条件，同时采用数据采集器实时对原始数据采集，并通过软件滤波技术和数学算法进行数据处理，得出测试结果。设计中运用了LabWindows/CVI开发环境。典型的锂离子电池自动测试系统流程如图2所示：
图2 锂离子电池测试系统流程图
工控机通过控制程控电源和电子负载达到充放电方式的设置，如先恒压后恒流和先恒流后恒压控制等。