汽车电瓶放电监测仪的特别优化
(作者:曾广伦)
汽车电瓶放电监测仪的主要功能是检测汽车电瓶的状态。坦白说,自从1995年至2016年,我驾驶汽车21年间,从未使用过此类仪器。
今天,出于好奇,我想购买这样的监测仪,用以测量家中众多电动工具所使用的锂电池包的放电能力。希望通过这种测试来评估电池包的性能优劣。

首要问题是,这类放电检测仪的内阻是多少?经过一番搜寻,却未能找到相关数据。
这种仅配备数字电压表的检测设备,缺少电流表,给人一种不完善的感觉。为何测放电的仪器没有电流显示功能呢?虽然有些疑惑,但它的低价位——只需一包烟的费用——吸引了我。我决定购买一个,并尝试对其进行改进,以测量那些21V锂电池包的放电能力。
设备已到货。

我首先测量了该监测仪的内阻。将数字万用表的两支笔连接至电池放电检测仪,并将开关置于“负载”状态,此时的总电阻为0.5Ω。
感觉负载电阻偏低。如果用它来测量12V电池,电流将达到:12÷0.5=24A。这个电流似乎有些过大。若用来测量21V的锂电池包,电流将为:21÷0.5=42A。42A,确实有点高。
拆开外壳后,我用数字万用表直接测量负载电阻值,结果显示确实是0.5Ω。(负载电阻如图所示)
鉴于我想使用此监测仪来测量锂电池包,而不需要如此大的电流,我打算将负载电阻改为1Ω。虽然该电阻的功率仅为100W,但考虑到通电时间短,估计不会烧坏。

于是,我在多多网上购买了一个100W/1Ω的电阻。(如图所示)
收到货后,我将原来的负载电阻拆下,并将数字电压表也拆下。
我使用数字电压电流双表代替了单一的电压表,该电流表的量程可达20A。
更换表头后,根据准备好的电路图进行连接。(电路如图所示)
随后,我对一块18650四节串联的电池进行了测试。
电压显示15.8V,按下负载开关后,电流显示12.8A。感觉放电检测仪改装成功。
之后,我固定了负载电阻,对导线与负载电阻连接处的绝缘进行了处理。
1. 在相同电池电压的条件下,当负载电阻均为1Ω时,被测电池包的电流越大,表明该电池包的放电能力越强。逻辑推理显示其性能越好。
2. 通过空载和负载两种状态,可以计算出电池包的内阻。方法如下:记录空载时的电池包电压;接通负载开关后,同时记录电压和电流值。利用空载电压减去负载电压得到压差,再通过压差除以电流计算内阻。
实例:一个15节的牧田锂电池包,测得空载电压为20V。按下负载开关,电压降至15.1V,电流显示14.4A。求此电池包的内阻。
20-15.1=4.9V
4.9÷14.4=0.3402778Ω。
计算得出此电池包内阻为0.34Ω。
使用LQ1060S高精度电压内阻测试仪对该电池包进行内阻测试,数值为161mΩ,即0.161Ω。
分析数值差异接近2倍的原因,是因为加入了电流表。原因是每个数字电压电流表内部都有一个用于测量电流的取样电阻。使用LQ1060S测试该表粗红线与粗黑线之间的取样电阻值为33.82mΩ。
电瓶放电监测仪的内阻测试虽然有些繁琐,但感觉还是可靠的。
3. 注意观察放电能力强弱电池包在充电状态下的充电电流值。是否放电电流大的电池包充电电流也较大?如果肯定,通过观察充电电流也能判断电池包的性能。推理认为:在相同的充电电源下,充电电流越大的电池包性能越好。