IEC 61960标准中针对电池内阻的测量简介

2016-08-14 10:45:12来源: eefocus
在电池测试中,经常会接到客户针对电池内阻的测试需求和相关问题。目前在IEC61960-2003标准中就有要求测试电池内阻的测试项目。在此标准中所推荐的测试方法有直流测试法和交流测试法两种,下面我们就这两种测试方法做一简单分析。

    直流测试法(即直流内阻),直流方法是在电池组两端接入放电负载,根据在不同电流I1、I2下的电压变U1、U2来计算内阻值,由E-I1*r=U1、 E-I2*r=U2得:r=(U1一U2)/(I2-I1),由于电池的内阻值很小,在一定电流下的电压变化幅值相对较小,给准确测量带来困难,由于放电过程电压的变化,需要选择稳定区域计算电压变化幅值。

    交流测试法(即交流内阻), 电池的交流内阻随电池荷电状态的增大而增大。在电池两端加上交流电压 ,u=Umaxsinωt,测得产生的交流电流i=Imaxsin(ωt+φ),即阻抗是与频率有关的复阻抗,其相角为φ,而其模 r=|Z|=Umax/Imax。

    从理论上讲,向电池输入一个交流电流信号,测量由此信号产生的电压变化即可测得电池的内阻。

    在实际使用中,由于馈入信号的幅值有限,电池的内阻在微欧或毫欧级,因此,产生的电压变化幅值也在微伏级,信号容易受到干扰。尤其是在线测量时,受到的影响更大,采用基于数字滤波器的内阻测量技术和同步检波方法可以克服外界干扰,获得比较稳定的内阻数据。

    对于同一类型电池直流阻抗和交流阻抗一般成正比或其差值基本一致的。直流阻抗就是根据物理公式R=V/I,测试设备让电池在短时间内(一般为2-3秒)强制通过一个恒定直流电流,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。

    但此法有明显的不足之处:(1)只能测量大容量电池或者蓄电池,小容量电池无法在2-3秒钟内负荷恒定大电流; (2)当电池通过大电流时,电池内部的电极会发生极化现象,产生极化内阻。故测量时间必须很短,否则测出的内阻值误差很大;(3)大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。

    交流阻抗: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(标准中要求使用1KHZ频率,20mA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电池测量时间极短,一般在100毫秒左右,几乎是一按下测量开关就测完了。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。

    此法的优缺点:(1)使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池,包括小容量电池。笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。(2)交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响,同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验。(3)用此法测量,对电池本身不会有太大的损害。(4)交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。在某些内阻在线监控的应用中,只能采用直流放电测量法而无法采用交流压降测量法。

关键字:IEC  61960标准  电池内阻

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016081416682.html
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