什么是电池内阻?
电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度新增而增大,但不是线性关系。常随电流密度的对数增大而线性新增。
电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,出现极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。
交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1KHz,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。
如何测量锂离子电池的内阻?
锂离子电池内阻重要包括两个部分,欧姆内阻和极化内阻在温度恒定的条件下,欧姆电阻基本稳定不变,而极化电阻会随着影响极化水平的因素变动。锂离子电池内阻的一种典型测试方法直流内阻测试法,步骤如下:
(1)用恒流40A限压4.2V将锂离子电池充满;
(2)用100A电流放出10%DOD(放电深度DepthOfDischarge)的电量,此时电池SOC为90%;
(3)静止1小时;
(4)按下图脉冲功率试验图进行一次试验;
(5)重复(1)-(3)的试验,每次放电深度新增10%,直到放出90%DOD进行最后的测试;
(6)将锂离子电池放出100%的DOD。
锂离子电池内阻在线测量:
实现锂离子电池内阻在线测量的基本原理,当信号源给电池注入一个交流电流信号,测量出电池两端出现的交流电压信号和输入的电流,就可计算出锂离子电池的内阻。系统由输出输入回路、输入转换电路、取样电路、低噪声前置放大器、方波转换电路、乘法器电路、积分器电路、交流恒流信号出现电路、单片机控制系统、显示器电路、接口电路和计算机等组成。
输出的交流恒流信号接到电池两端,再将锂离子电池内阻出现的电压信号,从电池两端直接连接到输入转换开关电路。注入电流回路和信号测量回路分开,降低导线阻抗对电池内阻的影响,实现四引线连接。
交流压降内阻测量法:
因为锂离子电池实际上等效于一个有源电阻,因此我们给锂离子电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1kHz频率、50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该锂离子电池的内阻值。交流压降内阻测量法的锂离子电池测量时间极短,一般在100毫秒左右。
这种测量方法的精确度也不错,测量精度误差一般在1%~2%之间。