什么是電池內(nèi)阻？如何測(cè)量鋰電池的內(nèi)阻？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-09 14:11
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什么是電池內(nèi)阻？
電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力，它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化，這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對(duì)數(shù)增大而線性增加。
電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí),電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力,一般分為交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻,由于充電電池內(nèi)阻很小,測(cè)直流內(nèi)阻時(shí)由于電極容量極化,產(chǎn)生極化內(nèi)阻,故無(wú)法測(cè)出其真實(shí)值,而測(cè)其交流內(nèi)阻可免除極化內(nèi)阻的影響,得出真實(shí)的內(nèi)值。
交流內(nèi)阻測(cè)試方法為:利用電池等效于一個(gè)有源電阻的特點(diǎn),給電池一個(gè)1KHz,50mA的恒定電流,對(duì)其電壓采樣整流濾波等一系列處理從而精確地測(cè)量其阻值。
如何測(cè)量鋰電池的內(nèi)阻?
鋰電池內(nèi)阻主要包括兩個(gè)部分，歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻在溫度恒定的條件下，歐姆電阻基本穩(wěn)定不變，而極化電阻會(huì)隨著影響極化水平的因素變動(dòng)。鋰電池內(nèi)阻的一種典型測(cè)試方法—直流內(nèi)阻測(cè)試法，步驟如下：
(1)用恒流40A限壓4.2V將鋰電池充滿；
(2)用100A電流放出10%DOD(放電深度DepthOfDischarge)的電量，此時(shí)電池SOC為90%；
(3)靜止1小時(shí)；
(4)按下圖脈沖功率試驗(yàn)圖進(jìn)行一次試驗(yàn)；
(5)重復(fù)(1)-(3)的試驗(yàn)，每次放電深度增加10%，直到放出90%DOD進(jìn)行最后的測(cè)試；
(6)將鋰電池放出100%的DOD。
鋰電池內(nèi)阻在線測(cè)量：
實(shí)現(xiàn)鋰電池內(nèi)阻在線測(cè)量的基本原理，當(dāng)信號(hào)源給電池注入一個(gè)交流電流信號(hào)，測(cè)量出電池兩端產(chǎn)生的交流電壓信號(hào)和輸入的電流，就可計(jì)算出鋰電池的內(nèi)阻。系統(tǒng)由輸出輸入回路、輸入轉(zhuǎn)換電路、取樣電路、低噪聲前置放大器、方波轉(zhuǎn)換電路、乘法器電路、積分器電路、交流恒流信號(hào)產(chǎn)生電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、顯示器電路、接口電路和計(jì)算機(jī)等組成。
輸出的交流恒流信號(hào)接到電池兩端，再將鋰電池內(nèi)阻產(chǎn)生的電壓信號(hào)，從電池兩端直接連接到輸入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電路。注入電流回路和信號(hào)測(cè)量回路分開(kāi)，降低導(dǎo)線阻抗對(duì)電池內(nèi)阻的影響，實(shí)現(xiàn)四引線連接。
交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法：
因?yàn)殇囯姵貙?shí)際上等效于一個(gè)有源電阻，因此我們給鋰電池施加一個(gè)固定頻率和固定電流（目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流），然后對(duì)其電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)整流、濾波等一系列處理后通過(guò)運(yùn)放電路計(jì)算出該鋰電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法的鋰電池測(cè)量時(shí)間極短，一般在100毫秒左右。
這種測(cè)量方法的精確度也不錯(cuò)，測(cè)量精度誤差一般在1％～2％之間。
