超级电容测试系统

费思超级电容测试系统是专业针对超级电容研发与测试而精心设计的专用测试设备，系统采用串联测试方法可对多节超级电容和超级电容PACK进行性能测试与品质筛选,本系统适用于多节超级电容的单节性能测试与超级电容PACK测试，是实现一套整体超级电容测试（范围涉及各种功率的动力系统）解决方案。

 

采用物理、化学或者混合方式实现超大容量双层电容器称为超级 电容。超级电容具有快充快放、循环寿命长、放电电流大、功率密度较高、安全、稳定及温度特性好、单节 电压较低等特点。主要用来“削峰填谷”，比如：主电源和备用电源切换时的续电（基站及服务 器，网络机房，通讯等行业）；快速充放电短时储存环境（比如动车的启动与刹车时充放电时省电，并且减 小对启动电源的要求，地铁车辆，电动车，太阳能发电等）；在快充快放环境是替代一些 蓄电池和动力电池 （电动工具行业，电动大巴等）。
　　费思FT8007S系列超级电容测试仪是专为超级电容的研发和测试而设计的专用测试设备，采用串联测试的 方法可对多节超级电容和超级电容PACK进行性能测试，适用于多节超级电容的单节性能测试与超级电容PACK 测试，可以实现一套整体的超级电容测试解决方案。其应用范围涉及各种功率的动力系统测试。
　　产品充分结合了费思的电子测控技术，大功率电子负载技术，精密电源技术，电子开关切换技术，实现 了精确的大电流充放电循环测试、大电流无触点切换、专业级的测试结果。
　　产品具有高精度，高速度，高稳定性，易操作维护的特点，并且可以根据客户的实验配置进行专门设计 。可广泛适用与超级电容的研发、生产制造、品质检测等各个环节。
　　费思FT8007S系列超级电容测试系统是专业针对超级电容研发与测试而精心设计的专用测试设备，系统采 用串联测试方法可对多节超级电容和超级电容PACK进行性能测试与品质筛选。

　　

测试功能：

本系统采用串联测试的方式进行测试。 总体控制充放电的电压电流，同时对每节的电压，内阻和温度进行监控测试。如果总体或单节的任一参数出 现异常即停止测试。

充放电循环测试：测试系统对超级电容进行恒流/恒功率/横流转恒压等可选 方式进行充电测试。可以恒压/恒流/恒功率/恒阻/模拟工况等方式进行放电测试。并对整个过程进行数据监 控和保护。

内阻测试：专门设计的高精度高稳定性内阻测量电路，确保测试的精 确度和重复性。

容量测试：按照客户测试要求进行测试，测试计算客户指定电压区段 内的充放电容量。可同时记录单节和总体的电压与容量，并且提供判断功能，方便客户进行数据统计和生产 。

漏电流测试：用户可选功能，可测试单节和整个串联电容组的漏电流和 等效并联电阻参数。

一致性测试：本系统在测试过程中会记录单节与整体的电压、内阻与温 度。并且提供判断功能，对数据进行离散分析，来判断产品之间与产品内部结构的一致性。

品质判断：由客户指定的判断测试及判断限值，本系统会自动进行相 关测试和判断，并且给出总体判断和记录相关参数，并且提供多达60000次测试结果的记录，分析，合格率等 。并可以以数据格式进行导出。

模拟工况： 可以模拟实际使用环境进行相关测试。实 际使用的测试记录，本系统会自动根据测试记录进行测试。是动力使用环境模拟的解决方案。

测试项目：

l 单节超级电容的充放电循环测试。

l 超级电容PACK的充放电循环测试。

l 电容内阻（ESR，等效串联电阻）测试。

l 电容容量测试。

l 漏电流/等效并联电阻测试（可选）。

l 多节电容一致性的测试及筛选。

l PACK测试时单节的电压，内阻和温度的一致性测试。

l 生产使用的品质判断功能。

l 模拟工况测试。

 

 

 

硬件及安全保护：
l 系统采用线性电源，输出精确稳定干净，以保证充电测试的 稳定性，过压保护及时性；
l 系统对总体测试的电压（过压，欠压），电流实现硬件保护；
l 系统对单节的采样时100kHz，产生过压或者过温，可以实现即时保护。
l 保险丝，突然短路或过流是保险丝熔断保护系统安全；
l 热敏开关，当非正常大电流或风扇停止时保护系统防止过热；
l 软件上有单独的安全保护界面，一旦发生保护立即采取保护措施并切换到保护接界面；
l 保护参数可以用户设定，用户根据测试需要设定保护参数；
l 有掉电保护功能，原测试参数不丢失；

 

 

 

 

 

基于费思在电子负载领域领先的研发实力，FT8300实现了高精度的恒流与恒压控制。在超级电容的测试过程中，良好的恒流充放电控制是保证测试精度的必要条件，快速且平稳的电流控制能抑制过冲，保护被测电容。

 

在FT8300测试系统中，可测试电容的充电容量和放电容量。其原理是使用恒流功能对电容进行充电和放电操作，记录充/放电过程中的电压、电流与时间参数，选择合适的区间计算得出电容容量。

图 1充电容量与放电容量的电压电流曲线

以测试放电容量为例。首先对电容充电至额定电压，然后以恒定电流I对电容放电至额定电压的50%，记录从额定电压的80%（U1）至额定电压的50%（U2）之间电压范围内放电时间t，按下面的公式计算出容值。

 

在FT8300测试系统中，以动态方波电流对电容进行充/放电，采用专业ESR测量电路可测量出等效内阻上产生的电压，从而计算出ESR。

 

图 2脉冲方波测试DC-ESR的电压电流曲线

FT8300另外按照IEC标准实现了10毫秒恒流拉载测量ESR的方法。该方法的原理是：以恒流功能对电容充电至额定电压后，在恒压功能下静置30分钟。然后，以恒流功能对电容放电，测量10毫秒后电容电压，从而计算出ESR。

 

充放电循环是比较不同电容之间循环效率一种普通方法。利用电子负载的恒流与恒压控制功能，实验者可以对电容恒流放电至电压下限，然后恒流（恒压）充电至电压上限，如此重复循环可达上万次（也可无限循环）。在循环测试过程中，系统可对电容容量或内阻等参数进行测量，并允许实验者设置检测条件来判断电容的寿命与性能。

 

图 3 充放电循环电压电流曲线