如何测量锂电池和铅酸电池的内阻

来源：维多利亚3308  日期：2019-03-15 09:10  浏览量：次

　　如何测量锂电池和铅酸电池的内阻?如果电池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，所以必须对锂电池和铅酸蓄电池的运行参数进行全面的在线监测。电池状态的重要标志之一就是它的内阻。下面维多利亚3308小编就来介绍几种电池内阻的常见测试方法。

　　一、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增加而增大，但不是线性关系。常随电流密度的对数增大而线性增加。

　　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,产生极化内阻,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。

　　二、如何测量锂电池的内阻?

　　锂电池内阻主要包括两个部分，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，每次放电深度增加10%，直到放出90%DOD进行最后的测试；

　　(6)将锂电池放出100%的DOD。

　　锂电池内阻在线测量：

　　实现锂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，测量出电池两端产生的交流电压信号和输入的电流，就可计算出锂电池的内阻。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、交流恒流信号产生电路、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，再将锂电池内阻产生的电压信号，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：

　　因为锂电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给锂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电池的内阻值。交流压降内阻测量法的锂电池测量时间极短，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。

　　三、铅酸电池内阻测量方法：

　　测量铅酸蓄电池的欧姆电阻来检测蓄电池的技术状态，这种方法的运用越来越受到人们的欢迎。蓄电池内部电阻测量包含了若干因素，包括的内容不仅限于物理连接电阻，电解质的离子导电性，和发生在极板的表面的电化学过程。对于6伏以上的多格的电池。格与格之间的连接还会对测试值产生额外的影响。可以通过以下技术来测试蓄电池的内阻：

　　a.阻抗测量可通过给铅酸电池施加一个已知频率和振幅的电流信号，然后测量在单节或整组电池上的产生的交流压降。交流电压是由单节电池的正极和负极端子或者最小单元格测得。再用欧姆定律计算由此产生的阻抗，计算是由仪表自动完成的。

　　b.电导率可以通过给某节电池上施加一个的已知频率和振幅的电压，测试流过该电池上电流的变化值，电导便是在同一相位的交流分量和电压幅值的比值。

　　c.电阻测量是给铅酸蓄电池施加一个负载，然后测量流经电池上的各个阶段的电压和电流。欧姆值便是靠用电压的变化率除以电流的变化率得到。

　　d.开路电压法，开路电压法是通过测量铅酸电池的端电压来估计蓄电池内阻，精度很差，甚至得出错误结论。因为即使一个容量已经变得很小的蓄电池，再浮充状态下其端电压仍可能表现得很正常。

　　以上就是锂电池和铅酸电池内阻测试的方法，因此，采用测量内阻进行检测电池的方法是速度快且可靠性高的一种好方法。