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根據(jù)物理公式R=U/I,測試設(shè)備讓鋰電池在短時間內(nèi)(一般為2~3秒)強(qiáng)制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40A~80A的大電流),測量此時鋰電池兩端的電壓,并按公式計(jì)算出當(dāng)前的鋰電池內(nèi)阻。
這種測量方法的精確度較高,控制得當(dāng)?shù)脑挘瑴y量精度誤差可以控制在0.1%以內(nèi)。
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?zé)o法在2~3秒鐘內(nèi)負(fù)荷40A~80A的大電流;
(2)當(dāng)鋰電池通過大電流時,鋰電池內(nèi)部的電極會發(fā)生極化現(xiàn)象,產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測量時間必須很短,否則測出的內(nèi)阻值誤差很大;
(3)大電流通過鋰電池對鋰電池內(nèi)部的電極有一定損傷。
交流壓降內(nèi)阻測量法:因?yàn)殇囯姵貙?shí)際上等效于一個有源電阻,因此我們給鋰電池施加一個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)過整流、濾波等一系列處理后通過運(yùn)放電路計(jì)算出該鋰電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測量法的鋰電池測量時間極短,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(nèi)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(nèi)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受到紋波電流的影響,同時還有諧波電流干擾的可能。這對測量儀器電路中的抗干擾能力是一個考驗(yàn)
(3)用此法測量,對鋰電池本身不會有太大的損害。
(4)交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內(nèi)阻測量法。
蓄電池內(nèi)阻測量方法
目前測量蓄電池內(nèi)阻的常見方法有: 1、密度法 密度法主要通過測量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內(nèi)阻,常用于開口式鉛酸電池的內(nèi)阻測量,不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測量。該方法的適用范圍窄。 2、開路電壓法 開路電壓法是通過測量蓄電池的端電壓來估計(jì)蓄電池內(nèi)阻,精度很差,甚至得出錯誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋€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(xiàn)得很正常。 3、直流放電法 直流放電法就是通過對電池進(jìn)行瞬間大電流放電,測量電池上的瞬間電壓降,通過歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用,但是它也存在一些缺點(diǎn)。如用該方法對蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行,無法實(shí)現(xiàn)在線測量。而且大電流放電會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 交流法通過對蓄電池注入一個恒定的交流電流信號IS,測量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號Vo,以及兩者的相位差阻抗公式來確定蓄電池的內(nèi)阻R。該方法不需對蓄電池進(jìn)行放電,可以實(shí)現(xiàn)安全在線檢測電池內(nèi)阻,故不會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(yīng)信號Vo,以及電壓和電流之間的相位差,由此可見這種方法不但干擾因素多,而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時也影響了測量精度。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(yīng)信號通過交流差分電路與產(chǎn)生恒定交流源的正弦信號經(jīng)過模擬乘法器相乘,再將模擬乘法器的輸出電壓信號通過濾波電路,使交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?,直流信號?jīng)直流放大器放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換后的值送入單片機(jī)進(jìn)行簡單處理。 5、內(nèi)阻測試儀 內(nèi)阻測試儀是用于測量電池內(nèi)部阻抗和電池酸化薄膜破損程度的儀器,以下簡稱儀器。它是對被測對象施加1KHz交流信號,通過測量其交流壓降而獲得其內(nèi)阻。(它不同于萬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;且萬用表只能測無電源對象的阻值,而內(nèi)阻儀既可測無電源對象的阻值,也可測有電源對象的阻值,所以兩者不得等同)利用內(nèi)阻阻值的大小來判斷電池的劣化狀態(tài),(一般來說)其阻值越小電池的性能越好。因此,采用測量內(nèi)阻進(jìn)行檢測電池的方法是速度快且可靠性高的一種好方法。