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锂電池的內阻測量方法
文章来源:永阜康科技 更新时间:2019/6/29 9:54:00

  根據物理公式R=U/I,測試設備讓锂電池在短時間內(一般爲2~3秒)強制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40A~80A的大電流),測量此時锂電池兩端的電壓,並按公式計算出當前的锂電池內阻。

  這種測量方法的精確度較高,控制得當的話,測量精度誤差可以控制在0.1%以內。

  但此法有明顯的不足之處:

  (1)只能測量大容量锂電池或者蓄锂電池,小容量锂電池無法在2~3秒鍾內負荷40A~80A的大電流;

  (2)當锂電池通過大電流時,锂電池內部的電極會發生極化現象,産生極化內阻。故測量時間必須很短,否則測出的內阻值誤差很大;

  (3)大電流通過锂電池對锂電池內部的電極有一定損傷。

  交流壓降內阻測量法:因爲锂電池實際上等效于一個有源電阻,因此我們給锂電池施加一個固定頻率和固定電流(目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流),然後對其電壓進行采樣,經過整流、濾波等一系列處理後通過運放電路計算出該锂電池的內阻值。交流壓降內阻測量法的锂電池測量時間極短,一般在100毫秒左右。

  這種測量方法的精確度也不錯,測量精度誤差一般在1%~2%之間。

  此法的優缺點:

  (1)使用交流壓降內阻測量法可以測量幾乎所有的锂電池,包括小容量锂電池。筆記本锂電池電芯的內阻測量一般都用這種辦法。

  (2)交流壓降測量法的測量精度很可能會受到紋波電流的影響,同時還有諧波電流幹擾的可能。這對測量儀器電路中的抗幹擾能力是一個考驗

  (3)用此法測量,對锂電池本身不會有太大的損害。

  (4)交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內阻測量法。

  蓄電池內阻測量方法

  目前測量蓄電池內阻的常見方法有:

  1、密度法

  密度法主要通過測量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內阻,常用于開口式鉛酸電池的內阻測量,不適合密封鉛酸蓄電池的內阻測量。該方法的適用範圍窄。

  2、開路電壓法

  開路電壓法是通過測量蓄電池的端電壓來估計蓄電池內阻,精度很差,甚至得出錯誤結論。因爲即使一個容量已經變得很小的蓄電池,再浮充狀態下其端電壓仍可能表現得很正常。

  3、直流放電法

  直流放電法就是通過對電池進行瞬間大電流放電,測量電池上的瞬間電壓降,通過歐姆定律計算出電池內阻。雖然這種方法在實踐中也得到了廣泛的應用,但是它也存在一些缺點。如用該方法對蓄電池內阻進行檢測必須是在靜態或是脫機狀態下進行,無法實現在線測量。而且大電流放電會對蓄電池造成較大的損害,從而影響蓄電池的容量及壽命。

  4、交流注入法

  交流法通過對蓄電池注入一個恒定的交流電流信號IS,測量出蓄電池兩端的電壓響應信號Vo,以及兩者的相位差阻抗公式來確定蓄電池的內阻R。該方法不需對蓄電池進行放電,可以實現安全在線檢測電池內阻,故不會對蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測量交流電流信號Is,電壓響應信號Vo,以及電壓和電流之間的相位差,由此可見這種方法不但幹擾因素多,而且增加了系統的複雜性,同時也影響了測量精度。爲了解決上述各方法的缺陷,本文采用了四端子測量方式,將蓄電池兩端上的電壓響應信號通過交流差分電路與産生恒定交流源的正弦信號經過模擬乘法器相乘,再將模擬乘法器的輸出電壓信號通過濾波電路,使交流信號轉變爲直流信號,直流信號經直流放大器放大後進行模數轉換,將轉換後的值送入單片機進行簡單處理。

  5、內阻測試儀

  內阻測試儀是用于測量電池內部阻抗和電池酸化薄膜破損程度的儀器,以下簡稱儀器。它是對被測對象施加1KHz交流信號,通過測量其交流壓降而獲得其內阻。(它不同于萬用表測量電阻的原理,它所測量的值是毫歐級,而多用表測量的值是歐姆級;且萬用表只能測無電源對象的阻值,而內阻儀既可測無電源對象的阻值,也可測有電源對象的阻值,所以兩者不得等同)利用內阻阻值的大小來判斷電池的劣化狀態,(一般來說)其阻值越小電池的性能越好。因此,采用測量內阻進行檢測電池的方法是速度快且可靠性高的一種好方法。

 
 
 
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