电池内阻的基本介绍
来源:宝鄂实业
2021-06-22 10:28
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一、内阻不是一个固定的数值
麻烦的一点是,电池处于不同的电量状态时,它的内阻值不一样;电池处于不同的使用寿命状态下,它的内阻值也不同。从技术的角度出发,我们一般把电池的电阻分为两种状态考虑:充电态内阻和放电态内阻。
1.充电态内阻指电池完全洋溢电时的所测量到的电池内阻。
2.放电态内阻指电池充足放电后(放电到标准的截止电压时)所测量到的电池内阻。
一般情况下放电态的内阻是不稳定的,测量的结果也比正常值高出许多,而充电态内阻相对比较稳定,测量这个数值具有实际的比较意义。因此在电池的测量过程中,我们都以充电态内阻做为测量的标准。
二、内阻无法用一般的办法进行精确测量
或许大家会说,高中物理课上有教用简单公式+电阻箱计算电池内阻的办法……但物理课本上教的用电阻箱推算的算法精度太低,只能用于理论的教学,在实际使用上根本无法采用。电池的内阻很小,我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合,我们要求电池的内阻测量精度误差非得控制在正负5%以内。这么小的阻值和这么精确的要求非得用专用仪器来进行测量。
三、目前行业中使用的电池内阻测量办法
行业使用中,电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。下面我来说说行业中使用的电池内阻测量办法。目前行业中使用的电池内阻测量办法主要有以下两种:
1、直流放电内阻测量法
依据物理公式R=U/I,探测设备让电池在短时间内(一般为2~3秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A~80A的大电流),测量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的电池内阻。这种测量办法的精确度较高,控制得当的话,测量精度误差可以控制在0.1%以内。但此法有分明的不足之处:
(1)只能测量大容量电池或者蓄电池,小容量电池无法在2~3秒钟内负荷40A~80A的大电流;
(2)当电池通过大电流时,电池内部的电极会发生极化现象,萌生极化内阻。故测量时间非得很短,否则测出的内阻值误差很大;
(3)大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。
2、交流压降内阻测量法
因为电池实际上等效于一个有源电阻,因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1kHz频率、50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列解决后通过运放电路计算出该电池的内阻值。交流压降内阻测量法的电池测量时间极短,一般在100毫秒左右。
这种测量办法的精确度也不错,测量精度误差一般在1%~2%之间。
此法的优缺点:
(1)使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池,包括小容量电池。笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种方法。
(2)交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响,同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验"
(3)用此法测量,对电池本身不会有太大的损害。无论是上述哪一种办法,都存在一些很容易被我们忽视的问题,那就是探测仪器本身的元件误差和用于连接电池的探测线缆问题。因为要测量的电池的内阻很小,线路的电阻就要考虑进去了。一条短短的从仪器到电池的连接线本身也存在电阻(约莫也是微欧级),还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻,这些因素非得都在仪器的内部事先做好误差调节。
所以,正规的电池内阻探测仪一般都配有专用的连接线和电池固定架子。
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