隨著新能源汽車滲透率不斷提升以及新型儲(chǔ)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(jī)構(gòu)EVTank預(yù)測(cè)，2030年之前全球鋰離子電池出貨量的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)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(jì)研究院聯(lián)合中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院共同發(fā)布的《中國(guó)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(chǎng)規(guī)模為952.0億元，其中中國(guó)鋰離子電池設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模占比66.6%，達(dá)到634.3億元。EVTank在白皮書中預(yù)計(jì)，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(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2104.6億元，且鋰電設(shè)備的自動(dòng)化率將進(jìn)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(cè)試開路電壓OCV可以計(jì)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(jìn)行分選。最終得到性能及穩(wěn)定性高度一致的電芯，對(duì)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(xì)活的工藝流程，不僅決定了成品標(biāo)準(zhǔn)，還要求不斷精益求精。但是通過走訪國(guó)內(nèi)數(shù)個(gè)知名鋰電池企業(yè)，不難發(fā)現(xiàn)目前在其中的關(guān)鍵測(cè)試——開路電壓（OCV）與內(nèi)阻（IR）測(cè)試仍存在著讓電池企業(yè)不適的痛點(diǎn)。

 

痛點(diǎn)1：測(cè)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(zhǔn)，在自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)境下，“干擾”實(shí)際充斥著整個(gè)產(chǎn)線。

開路電壓OCV為例，當(dāng)今動(dòng)力電池測(cè)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(dòng)達(dá)到10~20個(gè)字以內(nèi)。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，OCV末尾數(shù)值跳動(dòng)在20~40個(gè)字甚至更高，產(chǎn)線干擾所造成的測(cè)試影響可見一斑。

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



除了自動(dòng)化引入的干擾，測(cè)試儀器及設(shè)備之間也會(huì)互相影響。

來看看當(dāng)前的測(cè)試方式，化成段的OCV測(cè)試臺(tái)承擔(dān)了OCV+IR的測(cè)試工作，其測(cè)試核心除了自動(dòng)化設(shè)備及PC電腦，還包含了一臺(tái)數(shù)字萬(wàn)用表、一臺(tái)電池內(nèi)阻測(cè)試儀，以及切換開關(guān)電路板。三者在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾以及對(duì)于地放出的電信號(hào)都會(huì)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(diǎn)2：成本高

電池企業(yè)在擴(kuò)產(chǎn)的同時(shí)，自然對(duì)成本有控制，除了真金白銀，也有人力、時(shí)間等其他成本。

由于著急交付產(chǎn)線，采用傳統(tǒng)測(cè)試方式是簡(jiǎn)單迅速的，但是會(huì)出現(xiàn)一窩蜂搶購(gòu)設(shè)備的情況，結(jié)果就成了“加價(jià)購(gòu)車”，付出了更多的代價(jià)、精力及等待時(shí)間才等到了貨。后期在調(diào)試時(shí)，又因?yàn)樯婕岸嗯_(tái)設(shè)備，所以往往是“一家動(dòng)手，其余圍觀”。

擴(kuò)產(chǎn)的成本也并非一次投入，若后期工藝變化，則會(huì)要求添置新的儀表。而所有的儀表每年定期的校準(zhǔn)維護(hù)，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(jī)以及疫情的肆虐，當(dāng)各方都被擠壓到極端時(shí)，電池企業(yè)與集成商也不得不去思考進(jìn)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(cè)試儀。

 

福祿克的名字其實(shí)對(duì)于工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域并不陌生，下至萬(wàn)用表，上至計(jì)量院使用的臺(tái)式表及校準(zhǔn)源都有涉及。

這次福祿克通過對(duì)電池企業(yè)及集成商的走訪，將傳統(tǒng)需要疊加的測(cè)試方案，改進(jìn)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(cè)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(dá) 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(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表，滿足嚴(yán)苛的電池分選要求。

在初始的參數(shù)上領(lǐng)先于現(xiàn)有測(cè)試方式，有助于細(xì)化電池分選，尤其是動(dòng)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?shí)現(xiàn) 30秒內(nèi)完成256個(gè)電芯的OCV+IR測(cè)試，較傳統(tǒng)方式測(cè)試時(shí)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(cè)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(cè)試電流，是傳統(tǒng)測(cè)試儀的3倍，改善了測(cè)試的信噪比，確保了測(cè)量過程中穩(wěn)定性的要求。

         
OCV+IR的測(cè)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(zhǎng)度及粗細(xì)，將導(dǎo)致結(jié)果波動(dòng)，無法正常完成測(cè)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(zhǎng)更細(xì)的測(cè)試線，減少了儀器對(duì)于測(cè)試臺(tái)的限制，并避免大量程測(cè)試小電芯導(dǎo)致的精度損失。

 

         
邊電壓測(cè)試，又稱殼體電壓測(cè)試，是電池生產(chǎn)中的一個(gè)重要測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試的是電池負(fù)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(shí)現(xiàn)邊電壓測(cè)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(jí)現(xiàn)有電池測(cè)試方案，直接提升測(cè)試臺(tái)的測(cè)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(jiǎn)單，讀數(shù)更快捷。