电池内阻测量方法简单介绍

TEMS · 发表于 2016-5-11 20:53

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   不同种类的电池，其内阻是不同的；就算是同一牌子、同一生产线的电池，由于内部化学特性，同一批电池的内阻也是不能做到完全一致的；另外在使用后，根据各种情况，电池的内阻也会变化的。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。通常情况下，电池的内阻越小，大电流放电能力强；内阻大的电池放电能力就弱。新电池的内阻低，旧电池的内阻高，从测电池内阻也能判断电池的寿命。电池的内阻一般用毫欧（mΩ）。

一：电池内阻的测试方法：
1：交流测量法
2：直流测量法
3：MCCF法
4：HPPC法
5：逆推法
用得普遍的是第1和第2种方法。

二：常用测试方法与优缺点简单介绍：
  其实测量电池内阻是一个比较复杂的过程，我只做一下简单介绍，太深奥的不详细说了，说一些大家基本都懂的吧。

  1：交流测量法（又称交流注入法），测量电池内阻的时候，采用1Khz的交流小电流加于电池正负极性，通过测量其电压的响应得出内阻值，但由于电池的内阻是在毫欧级，和测试线的电阻一样，获取的响应电压很容易受到干扰；所以滤除相关干扰获取有效的响应电压是关键。测试电路中加入锁相放大器、测量线路使用四端测量法、测试线采用屏蔽处理，就可以准确测出电池的内阻。

这种方法测电池内阻的时间极短，一般在100ms左右，几乎是一接好就测出了。这种测量方法的测量精度误差一般在1％～2％之间，可以测所有的电池内阻；小容量的电池（常用电子产品的电池）一般采用此方法，不会对电池有什么损伤，测试速度快，稳定性好，测试设备便宜。但这种方法也是有缺点的：线路易受到外界的干扰，精度没直流测量法高，

2：直流测量法（又称直流放电法）  根据公式R=U/I，测试设备让电池在短时间内（一般为2-3s）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。这种测量方法的精确度较高，误差可以在0.1％以内。实际工作电流超过0.1C，那么就要用直流法进行测试了。一般应用于大容量的电池（大容量的铅酸电池、或是锂电池）基本使用这个方法测试。

  但这种方法只适合大容量的电池测试（小容量的电池无法放出很大的电流），由于测试的时候放出的电流很大，测试的时间要短，不能做长时间、连续测试，否则电池内阻容易变高，甚至损伤电池。

TEMS · 发表于 2016-5-11 20:53

本帖最后由 TEMS 于 2016-5-11 23:59 编辑

直流和交流测量法测电池的内阻，各有各自的优缺点，直流法精度比较高，达0.1%，但只适合大容量的电池测试。

交流测量法测电池内阻，虽然没有直流测量法精度高，但可以通过改变注入电流信号的频率，得到某一频段范围的交流内阻变化曲线（如下图），从而获取电池更为全面和准确的测试结果。这个不同频率下的曲线数据图，可为电池的各种性能提供更多的参考依据。

不同的内阻测试设备，测试同一个电池，内阻值会有一些偏差，这是属于正常的现象；因为首先电池的内阻在各种情况下，都会略有变化的；其次，设备的换算、电路结构、外界干扰等因素，也会构成一些影响，但这种都不是大问题的。

  如果你手上有一节全新18650动力型锂电池，用某进口设备测量，内阻值是12.5毫欧，再用另外的设备测量，内阻是12.9毫欧，偏差0.几毫欧，甚至偏差1-2毫欧，都是正常的现象。电池内阻值测试不像锂电池用1879充满电后，电压表标准显示4.20V。

如果一批同等条件下的电池，用同一台设备测量电池的内阻，可以挑选几乎一样的内阻的电池进行配对；如果新买的2节动力型18650锂电池的内阻是12.5毫欧和12.9毫欧，使用一年后，还是用同样的设备测这2节锂电池内阻，如果内阻在60多毫欧，容量为标称值的70%，该电池可以换了。电池的内阻值的测量，和电压测量是完全不同的，没有必要一定追求高档的设备来测试，内阻值是衡量电池性能的一个重要参数，但这个内阻值在不同情况下，都会略有区别的，知道电池的大致内阻情况即可。

TEMS · 发表于 2016-5-11 20:53

本帖最后由 TEMS 于 2016-5-11 21:23 编辑

交流测量法，测试的时候，每个电极接上2线，分别是电流和电压回路

大家测电池内阻时候，采用的四线电池架子

不使用四线电池架子，直接测小电池内阻，使用的双线表笔（2个表笔，每个表笔2根线）

TEMS · 发表于 2016-5-11 20:53

本帖最后由 TEMS 于 2016-5-11 21:37 编辑

LCR电桥表用的开尔文夹子内部接线示意图

拔下电桥表的开尔文测试线，夹子口呈打开状态时，2个铜口应该为开路状态为正常。每个开尔文夹子左右各有一根铜条，各接一根线；一个夹子连接一根测试线，线上包有金属屏蔽层，作用是防止干扰，外皮是绝缘塑料层了。

电桥这2根测试线，输出的是交流电，所以用电桥表测电池内阻的时候，相当于交流测量法测电池内阻；但电桥的测试线是不能输入外来的信号和直流电压的，用来测电池内阻的时候，必须串入电容，用于隔离直流。电桥测电池内阻，整理好再发贴了。

是药三分毒 · 发表于 2016-5-11 21:03

前排占位，慢慢看

Prophet · 发表于 2016-5-11 21:05

交流法是电化学领域测量溶液、熔盐体系电阻率的标准方法。
而直流法，更符合电池大电流工况下的实际表现。测下来比交流法数据肯定要大。

kimimh · 发表于 2016-5-11 21:31

前排学习~

PBX2 · 发表于 2016-5-11 21:39

很好的科普贴！

coolsky · 发表于 2016-5-11 21:40

前排落座，学习中

buyuliang · 发表于 2016-5-11 21:48

只适合发烧友

zq7310 · 发表于 2016-5-11 22:17

来看看，学习了

sqwtk12345 · 发表于 2016-5-11 22:18

很好啊，学习了

自行车杀手 · 发表于 2016-5-11 23:54

前排学习

chenqiocean · 发表于 2016-5-12 00:04

不错！

coffeerain · 发表于 2016-5-12 00:13

学习了，很详细

donkey · 发表于 2016-5-12 09:13

交流法的精度比直流法高得多,楼主说反了

jet-wang · 发表于 2016-5-12 09:32

有没有简便的测内阻方法，或者便宜的测试工具。

达明一派 · 发表于 2016-5-12 16:02

很不错，学习了

TEMS · 发表于 2016-5-12 19:08

donkey 发表于 2016-5-12 09:13
交流法的精度比直流法高得多,楼主说反了

没有说反，看原理都知道交流法精度没直流法高

share · 发表于 2016-5-12 19:26

有测内阻功能的充电器是用什么原理？

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