汽车电瓶的内阻值越大越好还是越小越好?原因是什么?
来源:宝鄂实业
2019-04-06 16:36
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电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,而极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。欧姆内阻是由电极材料、电解液、隔膜及各个部分的接触电阻所组成。极化内阻是由电化学反应时极化引起的电阻,包括电化学极极化和浓差极化电阻。
上图右边是一个锂离子电池的等效电路,我们可以把电池和内阻拆开考虑,分为一个完全没有内阻的电源串接上一个阻值很小的电阻。左边的图是一个放电曲线X轴表示放电量,Y轴表示电压,理想状态是黑色的曲线,红色的是考虑到内阻的的时候真是状态。所以电池内阻做的越小,循环寿命和倍率放电性能就会越好。
内阻如何测量
通常电池内阻的测量方法有交流(AC)测试法和直流(DC)测试法(当然在电化学分析中经常用到的是电化学阻抗谱EIS,各位可在后台回复关键词EIS获取简单易懂的《EIS入门教程》)
交流内阻法是采用1KHz的正选波电流,来测试引起的压降,计算内阻。
直流测试又分为DCR法,MCCF法,HPPC法。
DCR法:使用不同的充电和放电倍率的电流,持续10S,记录电压和电流,形成一条直线,斜率即为内阻。
MCCF法:采用持续时间为5S的脉冲充放电电流,记录电压降,计算内阻。
HPPC法:美国PNGV规定,采用连续的充放电脉冲,测试引起的压降,有两种(放电时间18秒,充电2S;充放电时间均为10S)所有电池的内阻都是越小好,内阻越小,大电流放电能力越强,电能释放越充分。
任何电源都或多或少的具有一定的内阻,为了提高带负载能力,我们希望电源的内阻越小越好。
上图中电阻r为汽车电瓶的内阻,RL为负载,其与电瓶内阻r为串联关系,流过r的电流与负载电流相等。假设r的大小不变,则负载电流越大,流过内阻r的电流也越大,r两端的电压也就越高,从而使加在负载RL两端的电压减小,若内阻上的压降过大,甚至会导致RL无法获得额定工作电压而无法正常工作,故我们希望电瓶的内阻越小越好,以便在带动重负载时,内阻上不会产生明显的压降。
电瓶的内阻会随着使用时间的增长而变大,尤其是快报废的电瓶,内阻显著增大,此时虽然充满电后电瓶电压较高,但由于内阻变得较大,一接上大电流负载,内阻上便会产生较大的压降,从而使负载两端的电压降低。