电池内阻的测量

Posted 2020-09-11

电池内阻的测量

目前行业中对电池内阻的测量方法主要有以下两种：

①直流放电内阻测量法

根据欧姆定律I=U/R，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5～10C大约40～80A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，如果控制得当，测量精度误差可以控制在0.1％以内。

市场上有一种15～50元的所谓容量计实际上就是测内阻的仪器。构造是一个动圈式指针电压表（V），一只大功率小阻值电阻R（R阻值为已知），一只开关K（有的省略此开关代之一个接触探棒）。测试原理如图1-5所示直流放电法测电池内阻。第一步，用电压表测试直流屏电源端电压取得一个数值V1，由于没有负载该值近似等于电池R并联到电池两端2s左右，从电压表读取电池放电检测仪电池端电压第二个数值V2。第二次的电压值V2一定低于第一次V1，低于值降在了内阻R上，低得越多说明电池内阻越大。

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图1-5　电池直流放电内阻测量法

自制一块测12V电池的内阻仪，应急的方法就是到修自行车处拣一根自行车前闸内线，将数字电压表调到DC20V挡，和电池正负极连接好，此时指示一个数值，假设12.8V，然后将自行车前闸内线两端分别接电池正负极，此时数字电压表指示一个小于前值（12.8V）的数值，这个新值越小说明电池内阻越大，接近0V说明电池有断极、断格。请注意：用电焊手套或纸板拿住闸线，以免烫伤手和电池外壳；闸线短接铅酸蓄电池电池几秒即可，时间不宜过长；如果是指针表就更好了，积累经验后和前面讲的商品仪器一样画为黄、绿、红三个区域。

请注意，这类测试仪就是电压表并联一只大功率低阻值的电阻。这只电阻的阻值根据电池容量而定，例如电动车用10A·h电池放电电流参考值60A，电阻值为12V/60A≈0.5Ω；一般小轿车用启动电池40A·h左右电池参考值120A，电阻值为12V/120A≈0.1Ω。这么小的电阻需要用电桥才能测准，前面讲的自行车前闸线就是笔者用电桥测了很多规格，实践证明可行才推荐给大家的。

②交流压降内阻测量法

因为电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给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电池的内阻值。交流压降内阻测量法的高压直流测量时间极短，一般为100ms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。交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。

这类表也是便携式，液晶显示器，软键设置，价格从几百元到上万元不等，如图1-6所示日本日置HIOKI3551定制电源内阻测试仪就是一些金融行业装备的内阻表。

图1-6　日本日置HIOKI3551电池内阻测试仪

表1-1　常见电池内阻

③测试仪器的元件误差及测试用的电池连接线问题

无论上述哪一种方法都存在一些很容易被我们忽视的问题，那就是测试仪器本身的元件误差和用于连接发电机组的测试线缆问题。因为要测量的电池的内阻很小，线路的电阻就要考虑进去。一条短短的从仪器到电池的连接线本身也存在电阻（大约也是微欧级），还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻，这些因素必须都在仪器的内部事先做好误差调节。

某公司给出了一组他们的数据，在25℃环境下，电池经过完全充电以后的电池内阻，这个内阻不包括极化电阻，是新电池的中心值不是最劣值。一般是采用交流测试方法测量的，如表1-2所示。
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