蓄电池状态的定量和定性

蓄电池状态的定量和定性

2.1 电池内阻测试原理和方法
目前基本上有三种测电池内阻的方法。
1. 交流注入测内阻法：将 1000Hz 左右的交流电流注入电池，并测试电压变化，
后利用欧姆定律测得 R1+R2。
代表仪表：Fluke 500 系列，Hioki3554

2. 交流放电测电导法：对电池进行方波放电，频率约为 100Hz 以内，同样基于
欧姆定律测得阻抗的倒数
代表仪表：Midtronics

测试方法理论模型：
交流内阻 Randles 模型，将电池等效为一个阻抗和感抗的串并联系统，其中
R1 为电池电解液和极板构成的主动极化阻抗 (active electrolyte resistance)，而
R2 为电池将化学能转化为电能的过程中产生的电荷传递电阻 (charge transfer
resistance)，C 为电池的容抗。

3. 直流内阻放电法：将电池等效为一个纯电阻，利用直流负载对电池进行短时
间恒定电流放电，并记录电压变化，后根据欧姆定律计算电池内阻。
代表仪表：Alber

测试方法对比
交流注入测内阻法与直流内阻放电法：测试结果相差会比较大，但是交流内阻模型由于考虑到了电荷传递电阻 R2，
更为接近于实际电池的情况。当电池劣化时，能测出代表电池化学反应能力的 R2。而且直流内阻法的放电电流通常
较大（50A），对于电池的损耗会比较大。
交流注入测内阻法和交流放电测电导法：虽然模型相同但信号频率、信号幅值和内部算法有较大差别，因此不能以简
单的倒数换算内阻和电导的关系。但是由于两者的物理意义相同，均为测 R1+R2。因此在反映电池劣化的趋势上，
是完全一致的。但是，由于电导法的放电频率更低，因此受系统低频纹波干扰的影响会较大。

准确性：基于纯电阻模型的直流放电法具有先天的劣势
**性：直流放电法需要较高的放电电流，一方面对电池循环寿命有害，另一方面需要散热而无法具备 CAT 等级
测试效率：直流放电和交流电导都需要较长的测试时间和冷却时间