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鋰電池的內阻測量方法
文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2019/6/29 9:54:00
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  根據物理公式R=U/I,測試設備讓鋰電池在短時(shí)間內(一般為2~3秒)強制通過(guò)一個(gè)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(shí)鋰電池兩端的電壓,并按公式計算出當前的鋰電池內阻。

  這種測量方法的精確度較高,控制得當的話(huà),測量精度誤差可以控制在0.1%以?xún)取?/font>

  但此法有明顯的不足之處:

 。1)只能測量大容量鋰電池或者蓄鋰電池,小容量鋰電池無(wú)法在2~3秒鐘內負荷40A~80A的大電流;

 。2)當鋰電池通過(guò)大電流時(shí),鋰電池內部的電極會(huì )發(fā)生極化現象,產(chǎn)生極化內阻。故測量時(shí)間必須很短,否則測出的內阻值誤差很大;

 。3)大電流通過(guò)鋰電池對鋰電池內部的電極有一定損傷。

  交流壓降內阻測量法:因為鋰電池實(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)運放電路計算出該鋰電池的內阻值。交流壓降內阻測量法的鋰電池測量時(shí)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(yōu)缺點(diǎn):

 。1)使用交流壓降內阻測量法可以測量幾乎所有的鋰電池,包括小容量鋰電池。筆記本鋰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(huì )受到紋波電流的影響,同時(shí)還有諧波電流干擾的可能。這對測量?jì)x器電路中的抗干擾能力是一個(gè)考驗

 。3)用此法測量,對鋰電池本身不會(huì )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(jiàn)方法有:

  1、密度法

  密度法主要通過(guò)測量蓄電池電解液的密度來(lái)估算蓄電池的內阻,常用于開(kāi)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。該方法的適用范圍窄。

  2、開(kāi)路電壓法

  開(kāi)路電壓法是通過(guò)測量蓄電池的端電壓來(lái)估計蓄電池內阻,精度很差,甚至得出錯誤結論。因為即使一個(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池,再浮充狀態(tài)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(guò)對電池進(jìn)行瞬間大電流放電,測量電池上的瞬間電壓降,通過(guò)歐姆定律計算出電池內阻。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應用,但是它也存在一些缺點(diǎn)。如用該方法對蓄電池內阻進(jìn)行檢測必須是在靜態(tài)或是脫機狀態(tài)下進(jìn)行,無(wú)法實(shí)現在線(xiàn)測量。而且大電流放電會(huì )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(guò)對蓄電池注入一個(gè)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(lái)確定蓄電池的內阻R。該方法不需對蓄電池進(jìn)行放電,可以實(shí)現安全在線(xiàn)檢測電池內阻,故不會(huì )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(jiàn)這種方法不但干擾因素多,而且增加了系統的復雜性,同時(shí)也影響了測量精度。為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(guò)交流差分電路與產(chǎn)生恒定交流源的正弦信號經(jīng)過(guò)模擬乘法器相乘,再將模擬乘法器的輸出電壓信號通過(guò)濾波電路,使交流信號轉變?yōu)橹绷餍盘,直流信號?jīng)直流放大器放大后進(jìn)行模數轉換,將轉換后的值送入單片機進(jìn)行簡(jiǎn)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(jiǎn)稱(chēng)儀器。它是對被測對象施加1KHz交流信號,通過(guò)測量其交流壓降而獲得其內阻。(它不同于萬(wàn)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(wàn)用表只能測無(wú)電源對象的阻值,而內阻儀既可測無(wú)電源對象的阻值,也可測有電源對象的阻值,所以?xún)烧卟坏玫韧├脙茸枳柚档拇笮?lái)判斷電池的劣化狀態(tài),(一般來(lái)說(shuō))其阻值越小電池的性能越好。因此,采用測量?jì)茸柽M(jìn)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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