TEMS 发表于 2016-5-11 20:53

电池内阻测量方法简单介绍


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!{:5_639:}

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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