使用吉时利3706A系统开关/万用表数据采集器监测电池单体温度

在未来十年中，许多政府和公司 承诺将车辆车队全面转向纯电动汽车。 电动汽车依赖于电池组，而电池制造商必须增加产量以满足对新车的需求。 所有制造的电池必须满足安全性、可靠性和效率的严格标准。 为确保这些标准得到满足，在制造过程中会进行各种电气和机械测试。 其中一项测试是监控电池单体的温度。 该测试具有多种功能，对于制造商而言，快速、密集且自动化的测试方案非常理想，以避免测试时间成为瓶颈。 测试系统还应保持高度准确性，以便制造商可以对其测试结果充满信心。 吉时利3706A系统开关和万用表结合了二者之长，使其成为监控测试过程中电池单体温度的理想解决方案。

细胞温度和热失控
在电池正常工作时，热量会作为电池内部化学反应以及来自内部电阻的小量热产生 当这部分多余热量从电池中散发出去时，不会影响其性能 然而，当多个电池连接成一个电池组时，一个电池的热量会 导致相邻电池升温 过热的电池会引发称为热失控的连锁反应 热失控发生时，电池内部温度足够高，会加速内部化学反应，相当于短路 反应速率的增加反过来又产生更多热量，形成一个循环，通常会导致电池失效
热失控可能导致危险故障，例如 火灾和爆炸，电池包中。因此，许多 电池测试标准，例如IEC 62660-2和UL 2580 包含应力测试，以测试电池在潜在 热失控条件下的行为。测试过程中监测电池单体的温度 可以提供关于单体和电池包行为及质量 缺陷的早期洞察。
电池细胞环境测试
另一个原因是在测试期间测量电池的温度 是为了帮助表征电池的温度依赖行为。 电池的充电和放电与温度不成线性关系，制造商 可能希望根据应用情况在不同的环境条件下测试电池。 为了最准确地理解电池包在温度方面的表现， 应在电池层面测量温度。
监控细胞温度
电池包测试可能耗时较长，因为需要对电池进行充电和放电。 因此，制造商的一个关键目标是减少收集所需数据所需的测试时间。 一个多通道数字万用表（DMM）是解决这一问题的绝佳方案。 电池包可能包含数百个电池单元，为了获得准确的电池温度测量值，传感器应尽可能靠近电池表面放置。 一个多通道DMM意味着你可以使用一个设备在电池包上多个位置测量温度。 DMMs精度很高，且大多数型号提供内置的多种温度传感器转换功能，测试后无需再进行测量转换。
测量的准确性直接关系到 电池行为模型的准确性。温度 测量的准确性取决于所使用的传感器的精度。热电偶便宜且简单； 然而，它们的容差比其他传感器更大， 因此测量值会偏离正确值1–2° C，具体取决于所使用的类型。它们还具有较高的 温度漂移，意味着测量准确性会随着时间推移而下降。热电阻具有很高的精度， 容差可低至0.01° C，但价格昂贵且响应缓慢，使其不适合制造解决方案。 热敏电阻在准确性和响应速度之间提供了良好的平衡。典型的热敏电阻容差在 0.05° C到1° C之间。它们在长时间内具有良好的稳定性； 然而，它们的温度范围比热电偶更有限。
Keithley 解决方案
Keithley 3706A 系统开关和万用表为电池单体温度测试提供了出色的解决方案。 图1 显示了使用 3706A 测量温度的选项

3706A有多种开关卡选项。3722 是密度最高的解决方案，每张卡有96个双线通道，主框总通道数为576个。对于需要较少通道的应用，Keithley DAQ6510 数据采集与记录、万用表系统和7708卡可提供最多80个通道。对于使用热电偶的应用，3720卡搭配3720-ST螺钉端子模块可提供板载冷端补偿（CJC），以提高热电偶测量的准确性。有关温度传感器的更多信息，请参见Keithley的 低电平测量手册。

706A 可以通过吉时利的测试脚本处理器（TSP®）编程语言，通过 USB、以太网或 GPIB 远程控制 。这为收集数据提供了完全自动化的解决方案 ，从而节省时间和精力。
图2 展示了使用3706A测量多个通道的例子 。

使用吉时利3706A监测电池单体温度 系统开关和万用表
结论
电池包测试过程中的温度测量 提供了关于电池性能和 质量的关键信息。吉时利的3706A系统开关和万用表 通过3722卡可提供多达576个通道，而 DAQ6510数据采集与记录、万用表系统 通过7708可提供多达80个通道。这些高密度解决方案可收集您所需的所有数据——更快。

审核编辑 黄宇