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不容小覷的電池內(nèi)阻測(cè)量,你真的測(cè)對(duì)了?

發(fā)布時(shí)間:2014-06-10 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】測(cè)試電池電阻是作為電子工程師最基本,算不上什么技術(shù)活,大家是不是都是這么覺得?若是這樣認(rèn)為你就大錯(cuò)特錯(cuò)了,測(cè)試電池內(nèi)阻可不是表面上那么簡單的事情,誰敢保證自己測(cè)量的電池內(nèi)阻是正確的?如果不敢保證,那就來看看下文到底你的電池內(nèi)阻測(cè)量對(duì)了嗎?
 
一、電池的基本等效電路
電池的基本等效電路
二:實(shí)際電池測(cè)試時(shí)的變化曲線
實(shí)際電池測(cè)試時(shí)的變化曲線
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三:內(nèi)阻的測(cè)試方法
 
交流內(nèi)阻法:采用1KHz的正選波電流(一般為mA級(jí)別),來測(cè)試引起的壓降,計(jì)算內(nèi)阻。直流內(nèi)阻法:直接采用工作中的電流,延遲一段時(shí)間以后才測(cè)試引起的壓降,計(jì)算內(nèi)阻值。
 
DCR法:使用不同的充電和放電倍率的電流,持續(xù)10S,記錄電壓和電流,形成一條直線,斜率即為內(nèi)阻。
 
MCCF法:采用持續(xù)時(shí)間為5S的脈沖充放電電流,記錄電壓降,計(jì)算內(nèi)阻。
 
HPPC法:美國PNGV規(guī)定,采用連續(xù)的充放電脈沖,測(cè)試引起的壓降,有兩種(放電時(shí)間18秒,充電2S;充放電時(shí)間均為10S)逆推法:EDLC測(cè)試法根I據(jù)EC62391規(guī)定,放電程序完成后,取放電曲線上線性的區(qū)域之 線段,并延申至放電之時(shí)間點(diǎn)取其與額定電壓間之電壓差與放電電,來計(jì)算DCIR值。
HPPC法
四:內(nèi)阻及內(nèi)阻的測(cè)試方法的區(qū)別
 
由內(nèi)阻的測(cè)試方法可知,通過控制電流,來測(cè)試或者逆推出壓降,通過計(jì)算來得出的結(jié)果。所以內(nèi)阻測(cè)試沒有精確度的說法,準(zhǔn)確的說法是指電壓擺幅(電壓降)的精度,在較高的電壓上精準(zhǔn)測(cè)試較小的電壓擺幅,是一個(gè)高難度的動(dòng)作,費(fèi)思在這方面有專利技術(shù)。一般內(nèi)阻所謂的精度是指內(nèi)阻重復(fù)度。就是儀器在測(cè)試同一個(gè)電池的同一個(gè)SOC點(diǎn)時(shí),多次測(cè)試的結(jié)果漂移。
 
不同的測(cè)試方法的測(cè)試結(jié)果之間是不可以對(duì)比的。因?yàn)椴煌臏y(cè)試方法偏重的應(yīng)用環(huán)境不同。應(yīng)該根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境選用相應(yīng)的測(cè)試方法。只有選對(duì)了方法,測(cè)試結(jié)果才有可參考性。
 
電池在不同的SOC狀態(tài)下,內(nèi)阻值不相同,不同的放電電流值,內(nèi)阻值也不相同,所以一般說內(nèi)阻,是指充滿電時(shí)的內(nèi)阻。特別是動(dòng)力電池,內(nèi)阻是要測(cè)試整個(gè)充放電過程中的變化。最重要的是70%~30%SOC。
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五:測(cè)試法的應(yīng)用
 
1、交流內(nèi)阻法:此測(cè)試法僅測(cè)試電池的歐姆內(nèi)阻,主要評(píng)價(jià)的是電池芯的生產(chǎn)工藝好壞。電芯生產(chǎn)廠家用交流內(nèi)阻的值來評(píng)價(jià)電芯的合格與否,通過電壓的波形來評(píng)價(jià)比如陽極陰極材料的噴涂效果,鉚接效果等等來改善工藝。而電子產(chǎn)品的供電電池也可采用此測(cè)試方式。一般來說,電池實(shí)際使用時(shí),電流值小于0.1C的應(yīng)用環(huán)境,用交流法測(cè)試是可置信的。
 
原因:工作電流小,那么工作時(shí),引起的電池極化現(xiàn)象基本可以忽略,所以基本不影響實(shí)際使用。
 
注釋:同樣的電池應(yīng)用環(huán)境不同,測(cè)試方法不同,比如同樣的電芯用在手機(jī)上,則用交流內(nèi)阻測(cè)試即可,如果用到移動(dòng)電源里,則用直流內(nèi)阻法測(cè)試。
 
優(yōu)點(diǎn):測(cè)試速度快,穩(wěn)定性好,測(cè)試設(shè)備便宜。
 
2、直流內(nèi)阻法:實(shí)際工作電流超過0.1C,那么就要用直流內(nèi)阻法進(jìn)行測(cè)試了。一般應(yīng)用于動(dòng)力電池或者大功率儲(chǔ)能電池,則使用這個(gè)方法測(cè)試。一般電壓降的讀值會(huì)使用帶載時(shí)的電壓降,或者停止帶載時(shí)的回彈電壓。
 
DCR,MCCF,HPPC三種方法測(cè)試的基礎(chǔ)是相同的。并且在30%~70%SOC狀態(tài)下,測(cè)試結(jié)果基本相同,也與直流內(nèi)阻法測(cè)試相同。其他區(qū)段,差異也不是很大,均可用于電池的評(píng)估。
 
原因:工作電流大,會(huì)引起電池的電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻,而這兩項(xiàng)引起的內(nèi)阻值,基本相當(dāng)于交流內(nèi)阻,甚至?xí)髷?shù)倍,所以,在大電流輸出使用環(huán)境下,測(cè)試的時(shí)候必須考慮計(jì)劃內(nèi)阻。
 
3、逆推法:是建立在理想狀態(tài)下的電池的測(cè)試方法,這個(gè)方法一般會(huì)用應(yīng)用于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定,不會(huì)應(yīng)用與實(shí)際測(cè)試。因?yàn)闇y(cè)試儀器本身不可能既保證高電壓的精度的同時(shí)保很小的電壓擺幅的測(cè)試,還要保證非常高長時(shí)間帶在穩(wěn)定,和極低的溫度系數(shù)。
 
測(cè)試內(nèi)阻的變化曲線:充放電全過程。每隔設(shè)置的時(shí)間測(cè)試一次。
測(cè)試內(nèi)阻的變化曲線
 
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