許多從事IoT設(shè)備工作的工程師和開發(fā)人員懷疑自己的產(chǎn)品存在電池壽命表現(xiàn)不佳的問(wèn)題，但他們不知道如何解決這個(gè)問(wèn)題。大多數(shù)人對(duì)電池測(cè)試的印象是非常復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)事，并且需要昂貴、大體積的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。

事實(shí)上，雖然電池系統(tǒng)可能很復(fù)雜，但使用Otii Ace Pro（硬件）和Otii電池工具箱（軟件許可）進(jìn)行電池測(cè)試會(huì)非常順手。用戶不需要成為電池專家，都可以做到——?jiǎng)?chuàng)建電池配置文件、驗(yàn)證電池性能，并且深入了解產(chǎn)品在模擬的真實(shí)工作條件下的行為。這些都不難做到。

本文通過(guò)實(shí)際案例展示了：Otii 如何簡(jiǎn)化以下過(guò)程——在各種放電條件下測(cè)試五個(gè)品牌的 AAA 堿性電池。

測(cè)試準(zhǔn)備

團(tuán)隊(duì)選擇了5種標(biāo)準(zhǔn)AAA堿性電池。以下是它們的高端電池市場(chǎng)定位：

金霸王 Optimum Optimum系列 – 專為高負(fù)載設(shè)備設(shè)計(jì)

勁量 Max Plus （加強(qiáng)型）– 高端堿性電池，內(nèi)阻更低，保質(zhì)期更長(zhǎng)

超霸 Ultra Plus （高性能系列）- 針對(duì)高耗電應(yīng)用優(yōu)化

松下 Evolta （長(zhǎng)壽命系列） — 相比 Panasonic 的標(biāo)準(zhǔn)系列的堿性電池，壽命更長(zhǎng)

瓦爾塔 Longlife Max Power（高性能長(zhǎng)效系列） — 精準(zhǔn)且持久耐用

所有電池均在 25°C 的溫控箱中放電（能夠消除放電時(shí)環(huán)境變化帶來(lái)的影響，但此步驟非必需）。

這些電池存在一定的自放電現(xiàn)象，因?yàn)榇娣帕思s1-2年。但所有品牌電池存放條件相同，且時(shí)長(zhǎng)相似，因此實(shí)驗(yàn)條件仍然公平。

放電條件

大多數(shù)電池的數(shù)據(jù)手冊(cè)會(huì)顯示”恒定電流“條件下的的放電曲線，但是實(shí)際上都知道物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備很少以恒定電流的方式耗電。IoT設(shè)備通常在需要感測(cè)或傳輸數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)進(jìn)入活躍期，然后休眠期，以此循環(huán)。

為反映這種現(xiàn)實(shí)使用場(chǎng)景，團(tuán)隊(duì)比較了4種放電方式：

恒流模式：25mA，作為參考測(cè)量方式

圖1：Otii的電池工具箱軟件設(shè)置的部分截圖，此時(shí)在恒流模式下使用電池驗(yàn)證功能

2. 恒功率模式：37.5 mW，相當(dāng)于在 1.5 V 時(shí)的 25 mA，但隨著電池電壓下降，電流會(huì)增加。

圖2：Otii電池工具箱軟件設(shè)置的部分截圖，此時(shí)在恒定功率模式下使用電池驗(yàn)證功能

3. 脈沖1：每 0.5 秒在 30 mA 和 20 mA 之間交替 (平均約 25 mA)，模擬中等活動(dòng)強(qiáng)度變化。

圖3：Otii電池工具箱軟件設(shè)置的部分截圖，此時(shí)為脈沖1

4. 脈沖2：50mA持續(xù)0.5秒，0mA持續(xù)0.5秒，如此交替- 平均約25mA，模擬活躍期/休眠期循環(huán)狀態(tài)

圖4：Otii電池工具箱軟件設(shè)置的部分截圖，此時(shí)為脈沖2

測(cè)試每個(gè)品牌的電池和每個(gè)測(cè)試方法，都會(huì)使用2節(jié)電池。假設(shè)一節(jié)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)會(huì)被排除在統(tǒng)計(jì)結(jié)果之外。

Otii電池測(cè)試設(shè)置

測(cè)試設(shè)置如下：

儀器：連接至個(gè)人電腦的Otii Ace Pro設(shè)備（支持Windows、macOS或Ubuntu操作系統(tǒng)）

電腦軟件：Otii桌面應(yīng)用程序，Otii電池工具箱軟件許可（包含電池驗(yàn)證+電池特性分析功能）

電池連接方式：電池通過(guò)點(diǎn)焊固定于金屬條上（以降低電阻），未使用電池座

圖5：各個(gè)品牌的AAA電池在溫度箱內(nèi)連接示意圖，方便稍后操作性能測(cè)試

圖6：多臺(tái)配有Otii電池工具箱軟件許可的Otii Ace Pro設(shè)備已連接，正在驗(yàn)證并分析AAA電池性能

Otii功能應(yīng)用

電池驗(yàn)證功能用于恒流和恒功率放電測(cè)試。它支持完全可定制的放電模式，包括復(fù)雜脈沖序列，甚至可進(jìn)行可充電電池的循環(huán)測(cè)試。

電池特性分析功能用于脈沖放電測(cè)試。該功能在高負(fù)載與低負(fù)載間交替切換，并在測(cè)試過(guò)程中計(jì)算內(nèi)部電阻和開路電壓。測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)于電池特性文件中，可用于后續(xù)分析或電池仿真。

放電在0.75V處終止——這是堿性電池的典型截止電壓。在1100-1400mAh容量范圍內(nèi)，每次測(cè)試持續(xù)40-60小時(shí)。

測(cè)試結(jié)果

測(cè)量到的電池容量結(jié)果如下：

圖8：通過(guò)Otii Ace Pro 設(shè)備+ Otii 電池工具箱軟件許可對(duì) 脈沖2（50mA持續(xù)0.5秒/0mA持續(xù)0.5秒）進(jìn)行驗(yàn)證所得的電池特性分析結(jié)果示例

恒流模式 Vs 恒定功率模式

測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期。恒功率模式對(duì)電池的負(fù)載要求更為嚴(yán)苛：隨著電壓下降，放電電流持續(xù)上升。與恒流模式（CC）相比，各品牌電池在恒定功率（CP）條件下的可用容量降低約 4%–9%。

脈沖模式 vs 恒流模式

對(duì)典型物聯(lián)網(wǎng)脈沖負(fù)載來(lái)說(shuō)，測(cè)試結(jié)果與恒流模式極為接近。在中等強(qiáng)度脈沖條件下，電池容量差異控制在±3%范圍內(nèi)。若脈沖幅度進(jìn)一步提高，差異可能更為顯著。

結(jié)論

電池性能測(cè)試并非一定復(fù)雜且難以實(shí)施。借助 Otii Ace Pro 與 Otii 電池工具箱軟件許可，用戶可以快速構(gòu)建測(cè)試方案、生成電池特性文件與性能曲線，并在高度貼近真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的條件下，驗(yàn)證電池的實(shí)際表現(xiàn)。

用戶不再需要完全依賴電池廠商提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)，而是能夠直接觀察電池在自身設(shè)備工作模式下的真實(shí)行為。Otii 幫助工程師顯著簡(jiǎn)化電池測(cè)試流程，使測(cè)試過(guò)程更加清晰、可控且具備良好的可重復(fù)性。工程師可以將更多精力投入到產(chǎn)品續(xù)航能力的優(yōu)化，而無(wú)需再為復(fù)雜的測(cè)試配置所困擾。

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