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    電池知識

    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    電池內阻探測你做對了嗎?

    2021-03-06 ryder

    一、電池的基本等效電路


    二:實際電池探測時的變化曲線


    三:內阻的探測辦法


    交流內阻法:采用1KHz的正選波電流(一般為mA級別),來探測引起的壓降,計算內阻。直流內阻法:筆直采用工作中的電流,延遲一段時間以后才探測引起的壓降,計算內阻值。


    DCR法:使用不同的充電和放電倍率的電流,繼續10S,記錄電壓和電流,形成一條直線,斜率即為內阻。


    MCCF法:采用繼續時間為5S的脈沖充放電電流,記錄電壓降,計算內阻。


    HppC法:美國pNGV規定,采用繼續的充放電脈沖,探測引起的壓降,有兩種(放電時間18秒,充電2S;充放電時間均為10S)逆推法:EDLC探測法根I據EC62391規定,放電程序完成后,取放電曲線上線性的區域之線段,并延申至放電之時間點取其與額定電壓間之電壓差與放電電,來計算DCIR值。


    四:內阻及內阻的探測辦法的差別


    由內阻的探測辦法可知,通過控制電流,來探測或者逆推出壓降,通過計算來得出的結果。所以內阻探測沒有精確度的說法,準確的說法是指電壓擺幅(電壓降)的精度,在較高的電壓上精準探測較小的電壓擺幅,是一個高難度的動作,費思在這方面有專利技術。一般內阻所謂的精度是指內阻重復度。就是儀器在探測同一個電池的同一個SOC點時,多次探測的結果漂移。


    不同的探測辦法的探測結果之間是不可以比較的。因為不同的探測辦法偏重的使用環境不同。應當依據不同的使用環境選用相應的探測辦法。惟有選對了辦法,探測結果才有可參考性。


    電池在不同的SOC狀態下,內阻值不相同,不同的放電電流值,內阻值也不相同,所以一般說內阻,是指洋溢電時的內阻。特別是動力鋰離子電池,內阻是要探測整個充放電過程中的變化。最緊要的是70%~30%SOC。


    五:探測法的使用


    1、交流內阻法:此探測法僅探測電池的歐姆內阻,緊要評價的是電池芯的加工工藝好壞。電芯加工廠家用交流內阻的值來評價電芯的合格與否,通過電壓的波形來評價比如陽極陰極材料的噴涂效果,鉚接效果等等來改善工藝。而電子產品的供電電池也可采用此探測方式。一般來說,電池實際使用時,電流值小于0.1C的使用環境,用交流法探測是可置信的。


    原由:工作電流小,那么工作時,引起的電池極化現象基本可以忽略,所以基本不影響實際使用。


    注釋:同樣的電池使用環境不同,探測辦法不同,比如同樣的電芯用在手機上,則用交流內阻探測即可,倘若用到移動電源里,則用直流內阻法探測。


    優勢:探測速度快,穩定性好,探測設備便宜。


    2、直流內阻法:實際工作電流超過0.1C,那么就要用直流內阻法進行探測了。一般使用于動力鋰離子電池或者大功率儲能電池,則使用這個辦法探測。一般電壓降的讀值會使用帶載時的電壓降,或者停止帶載時的回彈電壓。


    DCR,MCCF,HppC三種辦法探測的基礎是相同的。并且在30%~70%SOC狀態下,探測結果基本相同,也與直流內阻法探測相同。其他區段,差異也不是很大,均可用于電池的評估。


    原由:工作電流大,會引起電池的電化學極化內阻和濃差極化內阻,而這兩項引起的內阻值,基本相當于交流內阻,甚至會大數倍,所以,在大電流輸出使用環境下,探測的時候非得考慮計劃內阻。


    3、逆推法:是建立在理想狀態下的電池的探測辦法,這個辦法一般會用使用于探測標準設定,不會使用與實際探測。因為探測儀器本身不可能既保證高電壓的精度的同時保很小的電壓擺幅的探測,還要保證非常高長時間帶在穩定,和極低的溫度系數。

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