A3：聚焦
2019年上半年，在整体汽车市场走势低迷的情况下，从公安部交管局公布的最新数据来看，我国新能源汽车保有量达344万辆，与去年同期相比涨幅达72.85%，成为全球汽车市场难得的希望。作为新能源汽车决胜的关键因素，高歌猛进下电池渠道和资源的整合成为全球主要新能源汽车制造产业链企业关注的焦点。不久前，特斯拉CEO马斯克表示为了获得足够的电池，公司可能会进入采矿业；大众汽车决定斥资10亿欧元与欧洲动力电池初创公司合作自建电池工厂；宁德时代和丰田在新能源汽车（NEV）动力电池的稳定供给和发展进化领域建立全面合作伙伴关系……
毫无疑问，掌握动力电池供应链安全以及从动力电池制造端实现更强的成本和性能竞争优势，在新能源汽车市场竞争日趋激烈的今天非常重要。“消费者的新能源汽车购买决策主要决定于安全、成本和里程三大要素，这也是整车厂和动力电池厂商共同努力的目标。” 有相关业内人士近日的一次采访中指出，“而其中成本和里程都与动力电池制造的一个关键工序高度相关——分容化成。”分容化成是电池制造后期进行的一项关键测试环节，如何从制造环节提高动力电池性能并降低成本的见解或许可以作为产业参考。
从关键环节缓解锂离子电池制造的成本与里程焦虑
目前新能源汽车制造商普遍处于电池“焦虑”的困境中，由于燃料电池技术的发展短期内要大规模应用并取代纯电动汽车很难，而新的电池技术（锂空锂硫等）尚处于基础研发阶段，锂离子电池因为重量轻、能量密度高、绿色环保等特点，将在相当长的一段时间内被列为新能源汽车动力电池领域的不二之选。
通常而言，锂离子电池制造程序非常复杂，包括电极生产、堆叠结构和单元装配，然后要执行电气测试，以便评定电池容量和性能以及在工作中的额定值。据业内人士透露，分容化成是锂离子电池制造过程中的关键，二者都是通过对电池进行精密控制的充放电过程，前者起到“激活”的作用，使得电池开始具有储存和释放电能的能力，后者是把具有相似特性的电池进行分选，提高成品电池的一致性，保障车用动力电池包的高性能。这是一个相当耗时的过程，涉及多次充放电以激活电池的化学性质。但此过程又非常有必要，对确保成品电池的可靠性和质量至关重要。
据介绍，锂离子电池分容化成占到了制造过程总成本的三分之一以上，因此分容化成一度成为阻碍电池制造商提高产量从而降低电池生产总成本的瓶颈之一。锂离子电池制造商们迫切期待能够在这一领域保证安全的前提下减少分容化成所需的时间，从更多维度以更大密度搜集与监控锂电池的参数变化，让充放电过程变得更加高效省电、减小设备占地面积以及减少电缆的使用与发热，最终实现降低成本并提高能效。此外，为了提高电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能，必须严格控制锂电池的一致性或精确评定电池等级，所以对化成和分容设备的电流电压测量精度有很高的要求。因此，在综合考量成本等因素后，电池制造商们更倾向于与拥有化成测试系统级专业知识的供应商紧密合作，不仅仅是能够获得更复杂的组件和构建模块，还能获得更容易采用的系统架构的参考设计，使上市时间比从零开始开发化成和测试系统的时间快三至四倍，同时也保障了电池化成和测试测量的精确性、可靠性。
对于电池测试供应商而言，要满足高效、精确的电池分容化成测试也绝非易事。在模拟前端，驱动电池充电电路的电源需要进行严格控制。从更深层次分析，电池的化成和测试需要密切监测电池循环期间使用的电流和电压分布，以防止充电过度和充电不足。
“精打细算”的电池测试系统级解决方案
目前锂离子电子生产过程中化成与测试的方案有两种，一种为线性方案，另一种为PWM（脉宽调制）。线性方案的功率消耗会比较大，且需要更好的散热设备。目前市面上的解决方案也根据电池容量的大小进行了区分，小容量的仍然会采用线性方案，效率低但设备成本低。而到了6A以上时，功率消耗会增多，采用PWM方式就显得更为合适。
为了以更低的成本更快地生产电池并更准确的获得锂电池的容量，电池系统在化成和测试阶段使用了成百上千的通道，其测试仪拓扑取决于系统的总能源容量，对锂电池的充放电的电流电压测量的误差要求也显著提高。而充放电过程中的电流电压控制精度很大程度上决定了对于锂电池一致性控制的可靠性，需要高性能仪表放大器和相关的并联电阻来测量电池充放电电流，即使在恶劣的工厂条件下，也要实现±0.05%以上的精度，同时用于监测整个热工作范围内电压的差动放大器也需适用于此精度水平。 （电池中国）