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根據(jù)物理公式R=U/I,測(cè)試設(shè)備讓鋰電池在短時(shí)間內(nèi)(一般為2~3秒)強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)很大的恒定直流電流(目前一般使用40A~80A的大電流),測(cè)量此時(shí)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(cè)量方法的精確度較高,控制得當(dāng)?shù)脑挘瑴y(cè)量精度誤差可以控制在0.1%以?xún)?nèi)。
此法有明顯的不足之處:
(1)只能測(cè)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(guò)大電流時(shí),鋰電池內(nèi)部的電極會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象,產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測(cè)量時(shí)間必須很短,否則測(cè)出的內(nèi)阻值誤差很大;
(3)大電流通過(guò)鋰電池對(duì)鋰電池內(nèi)部的電極有一定損傷。
交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法:因?yàn)殇囯姵貙?shí)際上等效于一個(gè)有源電阻,因此我們給鋰電池施加一個(gè)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(duì)其電壓進(jìn)行采樣,經(jīng)過(guò)整流、濾波等一系列處理后通過(guò)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(cè)量法的鋰電池測(cè)量時(shí)間極短,一般在100毫秒左右。
這種測(cè)量方法的精確度也不錯(cuò),測(cè)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(cè)量法可以測(cè)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(cè)量一般都用這種辦法。
(2)交流壓降測(cè)量法的測(cè)量精度很可能會(huì)受到紋波電流的影響,同時(shí)還有諧波電流干擾的可能。這對(duì)測(cè)量?jī)x器電路中的抗干擾能力是一個(gè)考驗(yàn)
(3)用此法測(cè)量,對(duì)鋰電池本身不會(huì)有太大的損害。
(4)交流壓降測(cè)量法的測(cè)量精度不如直流放電內(nèi)阻測(cè)量法。
蓄電池內(nèi)阻測(cè)量方法
目前測(cè)量蓄電池內(nèi)阻的常見(jiàn)方法有: 1、密度法 密度法主要通過(guò)測(cè)量蓄電池電解液的密度來(lái)估算蓄電池的內(nèi)阻,常用于開(kāi)口式鉛酸電池的內(nèi)阻測(cè)量,不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測(cè)量。該方法的適用范圍窄。 2、開(kāi)路電壓法 開(kāi)路電壓法是通過(guò)測(cè)量蓄電池的端電壓來(lái)估計(jì)蓄電池內(nèi)阻,精度很差,甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋€(gè)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(guò)對(duì)電池進(jìn)行瞬間大電流放電,測(cè)量電池上的瞬間電壓降,通過(guò)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(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行,無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。而且大電流放電會(huì)對(duì)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(guò)對(duì)蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號(hào)IS,測(cè)量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號(hào)Vo,以及兩者的相位差阻抗公式來(lái)確定蓄電池的內(nèi)阻R。該方法不需對(duì)蓄電池進(jìn)行放電,可以實(shí)現(xiàn)安全在線檢測(cè)電池內(nèi)阻,故不會(huì)對(duì)蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測(cè)量交流電流信號(hào)Is,電壓響應(yīng)信號(hào)Vo,以及電壓和電流之間的相位差,由此可見(jiàn)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(shí)也影響了測(cè)量精度。為了解決上述各方法的缺陷,本文采用了四端子測(cè)量方式,將蓄電池兩端上的電壓響應(yīng)信號(hào)通過(guò)交流差分電路與產(chǎn)生恒定交流源的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬乘法器相乘,再將模擬乘法器的輸出電壓信號(hào)通過(guò)濾波電路,使交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào),直流信號(hào)經(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(jiǎn)單處理。 5、內(nèi)阻測(cè)試儀 內(nèi)阻測(cè)試儀是用于測(cè)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(jiǎn)稱(chēng)儀器。它是對(duì)被測(cè)對(duì)象施加1KHz交流信號(hào),通過(guò)測(cè)量其交流壓降而獲得其內(nèi)阻。(它不同于萬(wàn)用表測(cè)量電阻的原理,它所測(cè)量的值是毫歐級(jí),而多用表測(cè)量的值是歐姆級(jí);且萬(wàn)用表只能測(cè)無(wú)電源對(duì)象的阻值,而內(nèi)阻儀既可測(cè)無(wú)電源對(duì)象的阻值,也可測(cè)有電源對(duì)象的阻值,所以?xún)烧卟坏玫韧├脙?nèi)阻阻值的大小來(lái)判斷電池的劣化狀態(tài),(一般來(lái)說(shuō))其阻值越小電池的性能越好。因此,采用測(cè)量?jī)?nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)電池的方法是速度快且可靠性高的一種好方法。