РазноеСопротивление аккумулятора: Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?

Сопротивление аккумулятора: Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?

Содержание

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Доставка по России СДЕК или Почтой России: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Омск, Казань, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград, Пермь, Красноярск, Воронеж, Саратов, Краснодар, Тольятти, Ижевск, Ульяновск, Барнаул, Владивосток, Ярославль, Иркутск, Тюмень, Махачкала, Хабаровск, Оренбург, Новокузнецк, Кемерово, Рязань, Томск, Астрахань, Пенза, Набережные Челны, Липецк, Тула, Киров, Чебоксары, Калининград, Брянск, Курск, Иваново, Магнитогорск, Улан-Удэ, Тверь, Ставрополь, Нижний Тагил, Белгород, Архангельск, Владимир, Сочи, Курган, Смоленск, Калуга, Чита, Орёл, Волжский, Череповец, Владикавказ, Мурманск, Сургут, Вологда, Саранск, Тамбов, Стерлитамак, Грозный, Якутск, Кострома, Комсомольск-на-Амуре, Петрозаводск, Таганрог, Нижневартовск, Йошкар-Ола, Братск, Новороссийск, Дзержинск, Шахты, Нальчик, Орск, Сыктывкар, Нижнекамск, Ангарск, Старый Оскол, Великий Новгород, Балашиха, Благовещенск, Прокопьевск, Бийск, Химки, Псков, Энгельс, Рыбинск, Балаково, Северодвинск, Армавир, Подольск, Королёв, Южно-Сахалинск, Петропавловск-Камчатский, Сызрань, Норильск, Златоуст, Каменск-Уральский, Мытищи, Люберцы, Волгодонск, Новочеркасск, Абакан, Находка, Уссурийск, Березники, Салават, Электросталь, Миасс, Первоуральск, Рубцовск, Альметьевск, Ковров, Коломна, Майкоп, Пятигорск, Одинцово, Колпино, Копейск, Хасавюрт, Новомосковск, Кисловодск, Серпухов, Новочебоксарск, Нефтеюганск, Димитровград, Нефтекамск, Черкесск, Орехово-Зуево, Дербент, Камышин, Невинномысск, Красногорск, Муром, Батайск, Новошахтинск, Сергиев Посад, Ноябрьск, Щёлково, Кызыл, Октябрьский, Ачинск, Северск, Новокуйбышевск, Елец, Арзамас, Обнинск, Новый Уренгой, Каспийск, Элиста, Пушкино, Жуковский, Артём, Междуреченск, Ленинск-Кузнецкий, Сарапул, Ессентуки, Истра, Воткинск, Ногинск, Тобольск, Ухта, Серов, Бердск, Великие Луки, Мичуринск, Киселёвск, Новотроицк, Зеленодольск, Соликамск, Раменское, Домодедово, Магадан, Глазов, Каменск-Шахтинский, Железногорск, Канск, Назрань, Пушкин, Гатчина, Саров, Новоуральск, Воскресенск, Долгопрудный, Бугульма, Кузнецк, Губкин, Кинешма, Ейск, Реутов, Усть-Илимск, Железногорск, Усолье-Сибирское, Чайковский, Азов, Алушта, Армянск, Джанкой, Евпатория, Керчь, Севастополь, Симферополь, Судак, Крым, Феодосия, Ялта.

Наш адрес: г. Москва, ул.Складочная, д. 1, стр. 18, офис 302. Телефон: +7 925 080 38 88 (Viber, Whatsapp,Telegram). Режим работы: понедельник — воскресенье с 10:00 до 20:00. Сайт отвечает на вопросы: Как выбрать зарядку и аккумулятор для ноутбука? Как правильно определить оригинальный код аккумулятора для телефона? Как правильно подобрать аккумулятор для телефона? Где купить аккумулятор для робота пылесоса? Вас интересует наличие, цена, и как купить за наличный и безналичный расчет? — сделайте запрос нашим менеджерам. Официальный сайт компании Accutel.ru.

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора? — Все о квадрокоптерах

Любой аккумулятор имеет

внутреннее сопротивление, независимо от его типа, объема и других данных. Но само сопротивление зависит от емкости аккумулятора, его размеров, возраста, температуре, его химических свойств, был ли критический разряд, а также от тока разряда.

Чем выше температура окружающей среды, тем меньше внутреннее сопротивление. Именно по этой причине, зимой получается летать немного меньше, да и токоотдача меньше, поэтому, аккумулятор перед использованием рекомендуется немного нагреть (до температуры вашего тела, а не в печке какой-нибудь).

Почему важно измерять внутреннее сопротивление LiPo аккумуляторов?

Если вы будете знать внутреннее сопротивление, вы сможете примерно знать текущее состояние аккумулятора и примерный срок жизни. У Lipo аккумуляторов внутреннее сопротивление не зависит от того, до какого предела заряжен или разряжен аккумулятор, но зависит от возраста батареи. Чем меньше сопротивление — тем новее аккумулятора.

Если на одной из банок (секций) аккумулятора начало расти сопротивление, то аккумулятор начнет выдавать меньший ток, а также, будет нагреваться и скоро эта секция выйдет из строя первой.

Помните о рейтинге С? Так вот, внутреннее сопротивление и рейтинг С — это прямая зависимость показателей. Чем выше рейтинг, тем ниже сопротивление и больше токоотдача.

Читайте также: Как выбрать LiPo аккумуляторы для квадрокоптера

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора?

Вам потребуется зарядное устройство, у которого будет функция измерения внутреннего сопротивления аккумулятора. Такая функция есть в оригинальном iMax B6, ToolkitRC M8 , M6 , M600 и в других зарядных устройствах. Они измеряют сопротивление не в процессе зарядки. ISDT Q6 Lite , Q6 , Q8 — умеют измерять внутреннее сопротивление в процессе зарядки.

Читайте также: Как выбрать зарядное устройство LiPo для квадрокоптера? Советы и примеры

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?ISDT Q6 Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?iMax B6 Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?ToolkitRC M6

Из-за чего может повыситься внутреннее сопротивление?

Причинами повышения сопротивления LiPo и других аккумуляторов может быть следующее:

  • Множество циклов зарядки-разрядки неизбежно приводят к повышению внутреннего сопротивления.
  • Возраст аккумулятора. Чем он выше, тем больше сопротивление. К тому же, аккумулятор разряжается, даже если вы его не используете.
  • Хранение аккумулятора в полностью разряженном и полностью заряженном состоянии приводит к быстрому повышению внутреннего сопротивления.
  • Глубокая разрядка или сильная перезарядка сильно повышает сопротивление аккумулятора, будьте с этим осторожны.
  • Перегрев. Если аккумулятор перегреется, это приведет к химическим изменениям внутри него, а это уже в свою очередь приведет к вздутию и повышению сопротивления.

Что еще нужно знать о внутреннем сопротивлении аккумулятора?

  • Значение внутреннего сопротивления должно быть одинаковым, либо близким по значению для всех банок (секций) аккумулятора. Если хотя бы секция будет с увеличенным значением сопротивления, производительность всего аккумулятора будет уменьшится.
  • Чем выше внутреннее сопротивление, тем меньший ток выдаст аккумулятор.
  • Чем выше внутреннее сопротивление, тем сильнее аккумулятор будет греться при том же энергопотреблении квадрокоптера или другой модели.
  • Запишите значения внутреннего сопротивления нового аккумулятора, чтобы в будущем понимать в каком состоянии аккумулятор и не пора ли его менять.
  • Для аккумулятора с высоким внутренним сопротивлением потребуется больше времени для полной зарядки.
  • Аккумулятор с низким внутренним сопротивлением можно заряжать более высокими токами (2C — 5C).

Если вы нашли ошибку или ссылку, которая не работает, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора и как его измерить

Своевременный мониторинг параметров аккумуляторной батареи позволяет контролировать её состояние в течение длительного времени эксплуатации. Одной из важных характеристик в такой ситуации является значение внутреннего сопротивления. Существуют различные способы для его измерения как в условиях профессиональных станций обслуживания, так и в гаражной обстановке.

Выбор хорошего АКБ

Внутреннее сопротивление аккумулятора – что это

Пояснить, что собой представляет ВСА, легче всего на практическом примере. Для него понадобится полностью заряженная автомобильная аккумуляторная батарея, напряжение которой будет равняться 13 В. Подключим к ней потребителя, который обладает сопротивлением в 1 Ом.

По формуле закона Ома (I=U/R) при вычислении силы тока должно получаться 13 А, ведь 13/1=13. Однако на практике показания амперметра окажутся ниже. Стрелка отклонится примерно на 12,2 А. Объяснение у подобного явления достаточно простое, и оно не касается погрешности приборов.

Входное и выходное сопротивление

Каждый автомобильный источник тока обладает собственным внутренним сопротивлением.

Снижение силы тока после подключения потребителей к АКБ будет проходить за счёт определённых внутренних процессов, происходящих внутри корпуса. Стоит учитывать, что импеданс (impedance), или комплексное электрическое сопротивление, является величиной вариативной (изменяющейся в зависимости от совокупности определённых факторов).

Нормальные показатели

Перед тем как разобраться, какое должно быть значение внутреннего сопротивления и от чего оно зависит, необходимо знать, что оно складывается из поляризационного и омического. Последнее можно ещё поделить на такие составляющие R:

  • от электродов;
  • от отрицательных и положительных выводов;
  • от электролита;
  • от сепараторов;
  • от соединений между банками.

Внутреннее сопротивление АКБ

Для батареи не имеет значения тип тока, будет ли он протекать зарядным или разрядным. При этом значение будет отличаться в разных элементах блока питания.

На значение сопротивления АКБ оказывает влияние степень сульфатации свинцовых пластин.

Принято считать, что для новой батареи в автомобиле показатель R при нормальной температуре 15–200 С будет составлять 0,005 Ом. После введения в эксплуатацию показатель будет подниматься. Текущее значение можно измерить при помощи нагрузочной вилки.

Как проверить внутреннее сопротивление АКБ

Существуют определённые методики, с помощью которых удастся самостоятельно проконтролировать состояние батареи в автомобиле. Так как измерить текущее внутреннее сопротивление используемого аккумулятора вряд ли получится, то в большинстве случаев специалисты применяют косвенные методы.

Необходимо знать, что отсутствует зависимость между ёмкостью источника питания и проводимостью, поэтому не удастся определить, сколько проработает под нагрузкой АКБ, исходя лишь из её внутреннего состояния.

Замеры стоит проводить регулярно, чтобы иметь полную картину о состоянии электроприбора. Опытным путём доказано, что ежегодно R в банках в среднем возрастает на 5%. Если же измеритель показывает отклонение на 8% за этот период, то снижение работоспособности кроется в более жёстких условиях эксплуатации либо в чрезмерной нагрузке от потребителей.

Автономная зарядка авто

Одним из вариантов мониторинга является подача переменного тока. Он занимает около двух часов. Кроме цифрового вольтметра и ограничительного трансформатора, потребуются конденсатор и постоянный резистор. При кажущейся простоте схемы точность результатов будет невысокой, так как на процесс оказывают влияние включенные реактивные и активные параметры, а также химические взаимодействия внутри корпуса.

На практике специалисты пользуются чаще методом постоянной нагрузки. Он заключается в том, что батарею на протяжении нескольких секунд оставляют нагруженной. Рассчитать искомое значение помогают предварительные и последующие замеры напряжения вольтметром по классической формуле закона Ома. Однако подобный метод не подойдёт для старых батарей.

В последнее время набирает популярность короткоимпульсный способ. Его позитивными сторонами являются такие факторы:

  • в качестве измерителя используется только вольтметр;
  • батарею не требуется снимать или отключать от бортовой сети;
  • процесс краткосрочный и не сказывается на дальнейшей работе оборудования.

Автомобилисты-любители могут самостоятельно собрать тестер для замера внутреннего сопротивления, но чаще пользуются помощью промышленных аппаратов. Помогают как нагрузочные вилки, так и аппараты, устанавливающие связь между состоянием АКБ и импедансом. Более дорогой вариант – применение измерителя спектров, помогающего определить проводимость.

Зависимость состояния аккумулятора от внутреннего сопротивления

Период непрерывной эксплуатации находится в зависимости от внутреннего сопротивления. Это важно как для машин, которые эксплуатируются в пределах населённых пунктов, так и для авто используемых за его пределами.

Периодическое тестирование даст информацию о динамике внутреннего сопротивления, а также о необходимости своевременной замены АКБ.

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора автомобиля

Своевременный мониторинг параметров аккумуляторной батареи позволяет контролировать её состояние в течение длительного времени эксплуатации. Одной из важных характеристик в такой ситуации является значение внутреннего сопротивления. Существуют различные способы для его измерения как в условиях профессиональных станций обслуживания, так и в гаражной обстановке.

Внутреннее сопротивление аккумулятора – что это

Пояснить, что собой представляет ВСА, легче всего на практическом примере. Для него понадобится полностью заряженная автомобильная аккумуляторная батарея, напряжение которой будет равняться 13 В. Подключим к ней потребителя, который обладает сопротивлением в 1 Ом.

По формуле закона Ома (I=U/R) при вычислении силы тока должно получаться 13 А, ведь 13/1=13. Однако на практике показания амперметра окажутся ниже. Стрелка отклонится примерно на 12,2 А. Объяснение у подобного явления достаточно простое, и оно не касается погрешности приборов.

Что собой представляет внутреннее сопротивление АКБ, и каким способом его замерить

Каждый автомобильный источник тока обладает собственным внутренним сопротивлением.

Снижение силы тока после подключения потребителей к АКБ будет проходить за счёт определённых внутренних процессов, происходящих внутри корпуса. Стоит учитывать, что импеданс (impedance), или комплексное электрическое сопротивление, является величиной вариативной (изменяющейся в зависимости от совокупности определённых факторов).

Нормальные показатели

Перед тем как разобраться, какое должно быть значение внутреннего сопротивления и от чего оно зависит, необходимо знать, что оно складывается из поляризационного и омического. Последнее можно ещё поделить на такие составляющие R:

  • от электродов;
  • от отрицательных и положительных выводов;
  • от электролита;
  • от сепараторов;
  • от соединений между банками.

Что собой представляет внутреннее сопротивление АКБ, и каким способом его замерить

Для батареи не имеет значения тип тока, будет ли он протекать зарядным или разрядным. При этом значение будет отличаться в разных элементах блока питания.

На значение сопротивления АКБ оказывает влияние степень сульфатации свинцовых пластин.

Принято считать, что для новой батареи в автомобиле показатель R при нормальной температуре 15–200 С будет составлять 0,005 Ом. После введения в эксплуатацию показатель будет подниматься. Текущее значение можно измерить при помощи нагрузочной вилки.

Как проверить внутреннее сопротивление АКБ

Существуют определённые методики, с помощью которых удастся самостоятельно проконтролировать состояние батареи в автомобиле. Так как измерить текущее внутреннее сопротивление используемого аккумулятора вряд ли получится, то в большинстве случаев специалисты применяют косвенные методы.

Необходимо знать, что отсутствует зависимость между ёмкостью источника питания и проводимостью, поэтому не удастся определить, сколько проработает под нагрузкой АКБ, исходя лишь из её внутреннего состояния.

Замеры стоит проводить регулярно, чтобы иметь полную картину о состоянии электроприбора. Опытным путём доказано, что ежегодно R в банках в среднем возрастает на 5%. Если же измеритель показывает отклонение на 8% за этот период, то снижение работоспособности кроется в более жёстких условиях эксплуатации либо в чрезмерной нагрузке от потребителей.

Что собой представляет внутреннее сопротивление АКБ, и каким способом его замерить

Одним из вариантов мониторинга является подача переменного тока. Он занимает около двух часов. Кроме цифрового вольтметра и ограничительного трансформатора, потребуются конденсатор и постоянный резистор. При кажущейся простоте схемы точность результатов будет невысокой, так как на процесс оказывают влияние включенные реактивные и активные параметры, а также химические взаимодействия внутри корпуса.

На практике специалисты пользуются чаще методом постоянной нагрузки. Он заключается в том, что батарею на протяжении нескольких секунд оставляют нагруженной. Рассчитать искомое значение помогают предварительные и последующие замеры напряжения вольтметром по классической формуле закона Ома. Однако подобный метод не подойдёт для старых батарей.

В последнее время набирает популярность короткоимпульсный способ. Его позитивными сторонами являются такие факторы:

  • в качестве измерителя используется только вольтметр;
  • батарею не требуется снимать или отключать от бортовой сети;
  • процесс краткосрочный и не сказывается на дальнейшей работе оборудования.

Автомобилисты-любители могут самостоятельно собрать тестер для замера внутреннего сопротивления, но чаще пользуются помощью промышленных аппаратов. Помогают как нагрузочные вилки, так и аппараты, устанавливающие связь между состоянием АКБ и импедансом. Более дорогой вариант – применение измерителя спектров, помогающего определить проводимость.

Зависимость состояния аккумулятора от внутреннего сопротивления

Период непрерывной эксплуатации находится в зависимости от внутреннего сопротивления. Это важно как для машин, которые эксплуатируются в пределах населённых пунктов, так и для авто используемых за его пределами.

Периодическое тестирование даст информацию о динамике внутреннего сопротивления, а также о необходимости своевременной замены АКБ.

Внутреннее сопротивление аккумулятора — Tech Doc Toyota

1. У аккумулятора есть внутреннее сопротивление, но оно для свинцово – кислотных аккумуляторов очень мало, если аккумулятор в хорошем состоянии. Именно по этой причине аккумуляторы такого типа незаменимы в автомобилях, где требуется очень большой ток для прокрутки стартера.

2. На Рис. 5.18 показана схема аккумулятора с эквивалентным внутренним сопротивлением. Простые арифметические вычис­ления показывают, что если, например, внутреннее сопротивление аккумулятора составляет 0.05 Ом, то при холостом напряжении аккумулятора 12 В и токе нагрузки 10 А

напряжение на клеммах = 12 – внутреннее падение аккумулятора напряжения = 12 (10 х 0.05) = 11.5В

Приведенная ниже таблица показывает зависимость напряжения на клеммах аккумулятора от тока нагрузки.

ХолостоеТок нагрузкиВнутреннееНапряжение
напряжениепадениена клеммахнапряжения
12В10А0.5 В11.5В
12В20 А1.0 В11.0В
12В50 А2.5 В9.5 В
12В100 А5.0 В7.0 В

Примечание: В примере рассмотрен аккумулятор не лучшего качества. Новый хороший аккумулятор емкостью 50 Ач имеет внутреннее сопротивление примерно 0.005 Ом при нормальной температуре.

3. Внутреннее сопротивление складывается из нескольких локальных сопротивлений, а именно, между электродами и электролитом, сопротивления самих электродов и внутренних соединений, а также сопротивления электролита ионному потоку (ионы – это частицы, движущиеся в электролите и несущие положительный или отрицательный заряд).

Внутреннее сопротивление аккумулятораВнутреннее сопротивление аккумулятора

Рис. 5.18  Внутреннее сопротивление аккумулятора

Кроме того, внутреннее сопротивление зависит от степени заряженности и температуры электролита. В разряженном акку­муляторе внутреннее сопротивление больше, чем в заряженном. Разработчик может повлиять на внутреннее сопротивление только изменив активную площадь пластин. Аккумулятор с большей площадью пластин (а следовательно, и с большей емкостью) имеют меньшее внутреннее сопротивление.

4. Со временем внутреннее сопротивление аккумулятора растет. В какой-то момент аккумулятор достигает такого состояния, когда он оказывается уже не в состоянии вращать стартер со скоростью, необходимой для запуска двигателя. Это означает конец жизни аккумулятора.

Растущее внутреннее сопротивление — Battery University

Понимание важности низкой электропроводности

Емкость сама по себе имеет ограниченное использование, если батарея не может эффективно передавать накопленную энергию; аккумулятор также нуждается в низком внутреннем сопротивлении. Измеренное в миллиомах (мОм) сопротивление является привратником батареи; чем ниже сопротивление, тем меньше ограничений для пакета. Это особенно важно при тяжелых нагрузках, таких как электроинструменты и электрические трансмиссии.Высокое сопротивление вызывает нагрев батареи и падение напряжения под нагрузкой, вызывая преждевременное отключение. На рис. 1 показана батарея с низким внутренним сопротивлением в виде свободно протекающего отвода по сравнению с батареей с повышенным сопротивлением, в которой отвод ограничен.

Низкое сопротивление, подает высокий ток по запросу; батарея остается прохладной.

Высокое сопротивление, ток ограничен, напряжение падает под нагрузкой; аккумулятор нагревается.

Рис. 1: Влияние внутреннего сопротивления батареи.

Батарея с низким внутренним сопротивлением обеспечивает высокий ток по запросу. Высокое сопротивление вызывает нагрев батареи и падение напряжения. Оборудование отключается, оставляя энергию позади.

Предоставлено Cadex

Свинцово-кислотный имеет очень низкое внутреннее сопротивление, и аккумулятор хорошо реагирует на сильные всплески тока, которые длятся несколько секунд.Однако из-за присущей им медлительности свинцово-кислотная кислота неэффективна при длительном сильноточном разряде; батарея скоро устает и нуждается в отдыхе для восстановления. Некоторая медлительность проявляется во всех батареях в разной степени, но особенно ярко она проявляется у свинцово-кислотных. Это намекает на то, что подача энергии основана не только на внутреннем сопротивлении, но и на чувствительности химического состава, а также на температуре. В этом отношении технологии на основе никеля и лития более чувствительны, чем свинцово-кислотные.

Сульфатирование и коррозия сетки являются основными факторами повышения внутреннего сопротивления свинцово-кислотной кислоты. Температура также влияет на сопротивление; тепло понижает его, а холод повышает. Нагрев батареи мгновенно снижает внутреннее сопротивление, обеспечивая дополнительное время работы. Однако это не восстанавливает батарею и добавляет кратковременное напряжение.

Кристаллическое образование, также известное как «память», способствует внутреннему сопротивлению в никелевых батареях. Это часто можно исправить с помощью глубокого цикла.Внутреннее сопротивление литий-ионных аккумуляторов также увеличивается по мере использования и старения, но улучшения были сделаны с добавлением электролитных добавок, чтобы держать под контролем образование пленок на электродах. (См. BU-808b: Почему литий-ионный умирает?) Со всеми батареями SoC влияет на внутреннее сопротивление. Литий-ионный аккумулятор имеет более высокое сопротивление при полной зарядке и в конце разряда с большой плоской областью низкого сопротивления посередине.

Щелочные, углеродно-цинковые и большинство первичных батарей имеют относительно высокое внутреннее сопротивление, и это ограничивает их использование в слаботочных приложениях, таких как фонарики, пульты дистанционного управления, портативные развлекательные устройства и кухонные часы.Когда эти батареи разряжаются, сопротивление возрастает еще больше. Это объясняет относительно короткое время работы при использовании обычных щелочных элементов в цифровых камерах.

Для считывания внутреннего сопротивления батареи используются два метода: постоянный ток (DC) путем измерения падения напряжения при заданном токе и переменный ток (AC), который учитывает реактивное сопротивление. При измерении реактивного устройства, такого как батарея, значения сопротивления сильно различаются между методами тестирования постоянного и переменного тока, но ни одно из показаний не является правильным или неправильным.Показания постоянного тока смотрят на чистое сопротивление (R) и дают истинные результаты для нагрузки постоянного тока, такой как нагревательный элемент. Показания переменного тока включают реактивные компоненты и обеспечивают полное сопротивление (Z). Импеданс обеспечивает реалистичные результаты на цифровой нагрузке, такой как мобильный телефон или асинхронный двигатель. (См. BU-902: Как измерить внутреннее сопротивление)

На рис. 2 показано внутреннее сопротивление литий-ионного элемента 18650 после 1000 полных циклов при 40 ° C (104 ° F). Показания переменного тока в зеленой рамке не отражают истинное резистивное состояние батареи; Метод постоянного тока обеспечивает более надежные данные о производительности при загрузке.


Рис. 2: Повышение внутреннего сопротивления литий-ионного элемента 18650, измеренное методами переменного и постоянного тока при включении и выключении.
Показания сопротивления переменного тока в зеленой рамке остаются низкими; Метод постоянного тока дает истинное состояние.
Источник: Technische Universität München (TUM)

Устойчивость к упаковке

Внутреннее сопротивление батареи состоит не только из элементов, но также включает в себя межсоединения, предохранители, схемы защиты и проводку.В большинстве случаев эти периферийные устройства более чем вдвое превышают внутреннее сопротивление и могут искажать результаты экспресс-тестов. Типичные показания одноэлементной батареи для мобильного телефона и многоэлементной батареи для электроинструмента показаны ниже.


Внутреннее сопротивление батареи мобильного телефона

Ячейка, одиночная, призматическая большой емкости 50 мОм подлежит увеличению с возрастом
Соединение сварное 1 мОм
PTC, приварной к кабелю, ячейка 25 мОм 18–30 мОм согласно спецификации
Схема защиты, PCB 50 мОм
Общее внутреннее сопротивление ок.130 мОм

Внутреннее сопротивление блока питания для электроинструментов

Ячейки 2П4С по 2Ач / ячейка, 18 мОм предмет
.

Измерение внутреннего сопротивления батарей

Избранные любимец 6

Внутреннее сопротивление

При проектировании схемы с аккумулятором мы часто предполагаем, что аккумулятор является идеальным источником напряжения. Это означает, что независимо от того, какую нагрузку мы прилагаем к аккумулятору, напряжение на выводах источника всегда остается неизменным.

Если мы смоделируем эту батарею как идеальный источник напряжения, изменение значения R L не повлияет на напряжение между выводами батареи

На самом деле, несколько факторов могут ограничить способность батареи работать как идеальный источник напряжения.Размер батареи, химические свойства, возраст и температура — все это влияет на величину тока, которую батарея может выдавать. В результате мы можем создать лучшую модель батареи с идеальным источником напряжения и резистором, включенным в серию .

Батареи можно смоделировать как идеальный источник напряжения с последовательным резистором (обозначенным R I )

Мы можем измерить напряжение аккумулятора на его выводах без подключенной нагрузки. Это известно как напряжение холостого хода OC ).

Измерение напряжения щелочного элемента AA без нагрузки

Обратите внимание, что поскольку через внутренний резистор не течет ток, падение напряжения на нем равно 0 В. Следовательно, мы можем предположить, что V OC равно напряжению идеального источника напряжения в батарее.

Если мы подключим нагрузку к батарее, напряжение на клеммах упадет.

Здесь мы измеряем падение напряжения на резисторе 4 Ом

Это падение напряжения вызвано внутренним сопротивлением батареи.Мы можем рассчитать внутреннее сопротивление, если снимем показания напряжения холостого хода и напряжения на клеммах батареи с подключенной нагрузкой.

Для начала создадим схему, показывающую нашу схему.

Вот наша схема. Мы хотим рассчитать R I .

Мы можем подключить измеренное нами напряжение под нагрузкой (V L ) и значение резистора (R L ) в закон Ома, чтобы получить ток, протекающий по цепи (I).

Нам также нужно получить напряжение на внутреннем резисторе. Мы можем сделать это, используя закон напряжения Кирхгофа. Упрощенно для этой схемы, мы можем сказать, что падение напряжения на обоих резисторах должно составлять в сумме напряжение идеального источника напряжения.

Теперь, когда мы знаем падение напряжения на внутреннем резисторе и ток через него, мы можем снова использовать закон Ома, чтобы найти его сопротивление.

Из этого видно, что внутреннее сопротивление (в данный момент) элемента AA составляет 0.273 Ом .

ПРИМЕЧАНИЕ : С помощью этого метода мы можем только сделать снимок внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление может варьироваться в зависимости от возраста батареи и температуры. Через 10 минут значение сопротивления может измениться! Обычная щелочная батарея AA может иметь внутреннее сопротивление от 0,1 Ом до 0,9 Ом.


← Предыдущая страница
Введение ,

Влияет ли внутреннее сопротивление на производительность?

С переходом от аналогового к цифровому, к батарее предъявляются новые требования. В отличие от аналоговых портативных устройств, потребляющих постоянный ток, цифровое оборудование нагружает аккумулятор короткими сильными всплесками тока.

Одним из актуальных требований к батареям для цифровых приложений является низкое внутреннее сопротивление. Измеряемое в миллиомах внутреннее сопротивление является привратником, который в значительной степени определяет время работы.Чем ниже сопротивление, тем меньше ограничений, с которыми сталкивается аккумулятор при доставке необходимых скачков мощности. Высокое показание МОм может вызвать раннюю индикацию « разряда батареи » на кажущейся исправной батарее, потому что доступная энергия не может быть доставлена ​​требуемым образом и остается в батарее

На рисунке 1 показана характеристика напряжения и соответствующее время работы батареи с низким уровнем заряда. , среднее и высокое внутреннее сопротивление при подключении к цифровой нагрузке. Подобно мягкому мячу, который легко деформируется при сжатии, напряжение батареи с высоким внутренним сопротивлением модулирует напряжение питания и оставляет провалы, отражая импульсы нагрузки.Эти импульсы подталкивают напряжение к линии конца разряда, что приводит к преждевременному отключению. Как видно на графике, внутреннее сопротивление определяет большую часть времени работы.


Рисунок 1: Кривая разряда при импульсной нагрузке с различным внутренним сопротивлением. На этой диаграмме показано время работы 3 батарей с одинаковой емкостью, но с разными уровнями внутреннего сопротивления.

Время разговора в зависимости от внутреннего сопротивления

В рамках продолжающегося исследования по измерению времени работы батарей с различными уровнями внутреннего сопротивления компания Cadex Electronics проверила несколько батарей для сотовых телефонов, которые некоторое время находились в эксплуатации. Все батареи были одинакового размера и показали хорошие показания емкости при проверке анализатором батарей при постоянной разрядке. Никель-кадмиевый пакет обеспечил емкость 113%, никель-металлогидридный блок — 107%, а литий-ионный — 94%.Внутреннее сопротивление варьировалось в широких пределах и составляло 155 мОм для никель-кадмиевого сплава, высокое 778 мОм для никель-металлогидрида и умеренное 320 мОм для литий-ионного. Эти показания внутреннего сопротивления типичны для стареющих батарей с таким химическим составом.

Давайте теперь проверим, как тестовые батареи работают на сотовом телефоне. Максимальный импульсный ток сотовых телефонов GSM (Глобальная система мобильной связи) составляет 2,5 ампера. Это представляет собой большой ток от относительно небольшой батареи около 800 миллиампер (мАч) часов.Например, импульс тока 2,4 ампера от батареи емкостью 800 мАч соответствует показателю C 3C. Это в три раза больше, чем у аккумулятора. Такие сильноточные импульсы могут быть доставлены только при низком внутреннем сопротивлении батареи.

На рисунках 2, 3 и 4 показано время разговора трех аккумуляторов при моделированном токе GSM 1С, 2С и 3С. Видно прямую зависимость между внутренним сопротивлением батареи и временем разговора. Никель-кадмиевый аккумулятор показал наилучшие результаты в данных обстоятельствах и обеспечил время разговора 120 минут при разряде 3C (оранжевая линия).никель-металлогидрид работает только при 1 ° C (синяя линия) и не работает при 3 ° C. литий-ионный обеспечивает умеренное время разговора 50 минут при температуре 3 ° C.


Рисунок 2: Разрядка никель-кадмиевых батарей и результирующее время разговора при 1С, 2С и 3С в соответствии с графиком нагрузки GSM.Тестируемая батарея имеет емкость 113%, внутреннее сопротивление — 155 мОм.


Рисунок 3: Разрядка и результирующее время разговора никель-металлогидрида при 1С, 2С и 3С в соответствии с графиком нагрузки GSM.Тестируемая батарея имеет емкость 107%, внутреннее сопротивление — 778 мОм.
Рис. 4: Разряд и результирующее время разговора литий-ионной батареи при 1С, 2С и 3С в соответствии с графиком нагрузки GSM. Тестируемый аккумулятор имеет емкость 94%, внутреннее сопротивление — 320 мОм.

Внутреннее сопротивление как функция заряда

Внутреннее сопротивление зависит от уровня заряда аккумулятора. Наибольшие изменения заметны на никелевых батареях.На рисунке 5 мы наблюдаем внутреннее сопротивление никель-металлогидрида в пустом состоянии, во время зарядки, при полной зарядке и после 4-часового периода отдыха.
Уровни сопротивления самые высокие при низком уровне заряда и сразу после зарядки. Вопреки распространенному мнению, наилучшая производительность аккумулятора достигается не сразу после полной зарядки, а после нескольких часов отдыха. Во время разряда внутреннее сопротивление батареи уменьшается, достигает минимального значения при половинном заряде и снова начинает увеличиваться (пунктирная линия).
Рисунок 5: Внутреннее сопротивление в металлогидридном никеле. Обратите внимание на более высокие показания сразу после полной разрядки и полной зарядки. Отдыхать аккумулятор перед использованием дает наилучшие результаты.
Ссылки: Shukla et al. 1998. Rodrigues et al. 1999.


Внутреннее сопротивление литий-ионных аккумуляторов достаточно стабильно от разряженного до полного заряда.Батарея асимптотически уменьшается с 270 мВт при 0% до 250 мВт при 70% -ном состоянии заряда. Наибольшие изменения происходят между 0% и 30% SoC.

Сопротивление свинцово-кислотной кислоты повышается с разрядом. Это изменение вызвано уменьшением удельного веса, истощением электролита, поскольку он становится более водянистым. Увеличение сопротивления почти линейно с уменьшением удельного веса. Остальные несколько часов частично восстановят аккумулятор, так как ионы сульфата могут восполнить себя.Изменение сопротивления между полной зарядкой и разрядкой составляет около 40%. Низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление всех аккумуляторов и добавляет около 50% в интервале от + 30 ° C до -18 ° C к свинцово-кислотным аккумуляторам. На рис. 6 показано увеличение внутреннего сопротивления гелеобразной свинцово-кислотной батареи, используемой для инвалидных колясок.


Рисунок 6: Типичные показания внутреннего сопротивления свинцово-кислотного аккумулятора для инвалидных колясок.Аккумулятор разряжен от полного заряда до 10,50В. Показания были сняты при напряжении холостого хода (OCV).
Аккумуляторные лаборатории Cadex.

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта. Battery University следит за комментариями и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, используйте форму «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected] Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Или перейти к другому архиву

,Тестирование внутреннего сопротивления литий-полимерной батареи

Проверка внутреннего сопротивления — это относительно простой способ измерить работоспособность ваших LiPo-батарей. Внутреннее сопротивление — это электрическое сопротивление, которое возникает внутри самих элементов батареи, когда батарея вырабатывает электричество. Чем выше внутреннее сопротивление, тем меньше тока может протекать от батареи к ESC и двигателю.

Старые, изношенные, вздутые, разбитые и низкокачественные батареи имеют более высокое внутреннее сопротивление и, следовательно, не могут поддерживать напряжение на вашем ESC и двигателе при подаче питания.Поскольку батарея сама создает ток, вы не можете просто подключить омметр и измерить сопротивление. Вместо этого вы должны измерить напряжение, затем применить известную электрическую нагрузку (галогенные лампочки в этой демонстрации), повторно измерить напряжение, а также измерить силу тока. Внутреннее сопротивление — это падение напряжения, деленное на силу тока.

Время от времени измеряя это, вы сможете получить хорошее представление о «исправности» ваших аккумуляторных блоков. Если у вас есть батарея, которая не дает такой «мощности» или «мощности», как раньше, это хороший способ фактически количественно оценить потерю мощности и определить, следует ли переназначить батарею для работы в лабораторных условиях или для вывоза мусора.

Видео продемонстрирует, как на самом деле выполнить тест. После настройки на каждую батарею уходит около 30 секунд, и вы можете провести все испытания, а еще 30 секунд — на вычисления. Мне нравится использовать нагрузку 100 Вт, но это ваше усмотрение.

Ниже приведена ссылка на общую электронную таблицу, которую вы можете загрузить на свой компьютер и заполнить своими собственными значениями (некоторые примерные значения вводятся по умолчанию). Эта электронная таблица выполнит все расчеты за вас, включая компенсацию разного количества ячеек, разной емкости аккумуляторной батареи, различных переменных теста C-разряда.Введите свои характеристики и измерения слева от «ДАТА» до «AMPS», и он рассчитает остальное. Это даст вам довольно близкое сравнение внутреннего сопротивления для всех ваших батарей.

https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0AtSZzrsraF1-dDZLVTJNejJxaWNRdnlZTHFXc0hyQ1E

Это не следует рассматривать как высокоточные измерения для целей публикации или сравнения спецификаций. Но это отличный способ следить за состоянием ваших батарей.

Свяжитесь со мной, если я могу чем-нибудь помочь.

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *