Ir a contenido
Más del 40% de descuento grande para la marca DonosHome en AMAZON, ¡busque "DonosHome" en AMAZON!
More discount for DonosHome brand on AMAZON, please search "DonosHome" on AMAZON!
Jak Mierzyć Wewnętrzne Oporu Baterii: Metody i Konsekwencje | PL - DonosHome - OBD2 scanner,Battery tester,tuning,Car Ambient Lighting

Jak Mierzyć Wewnętrzne Oporu Baterii: Metody i Konsekwencje | PL

Wewnętrzny opór dostarcza cenne informacje na temat stanu baterii, zwłaszcza gdy wysoka wartość wskazuje na końcówkę jej życia, szczególnie w przypadku systemów opartych na niklu. Ważne jest jednak zauważenie, że pomiar oporu nie jest jedynym wskaźnikiem wydajności. Dla baterii ołowiowo-kwasowych wartości oporu mogą się różnić o 5–10% między partiami, zwłaszcza w przypadku jednostek stacjonarnych. Ze względu na tę szeroką tolerancję, metoda oporu działa najlepiej porównując odczyty danej baterii od momentu jej powstania do emerytury. Załogi serwisowe są proszone o zrobienie zdjęcia każdej komórki lub bloku podczas instalacji, a następnie mierzenie subtelnych zmian w miarę starzenia się komórek.

Istnieje przekonanie, że opór wewnętrzny jest związany z pojemnością, ale jest to nieprawdziwe. Opór nowoczesnych baterii ołowiowo-kwasowych i litowo-jonowych pozostaje stabilny przez większość życia użytkowego. Lepsze dodatki do elektrolitu zmniejszyły problemy z wewnętrzną korozją, która wpływa na opór. Ta korozja jest również znana jako reakcje pasożytnicze w elektrolicie i elektrodach.

Opór nie ujawnia stanu zdrowia baterii i często pozostaje stabilny w trakcie użytkowania i starzenia.

Test cyklu na bateriach litowo-jonowych przy 1C:

Ładowanie: 1 500mA do 4,2V, 25°C Rozładowanie: 1 500 do 2,75V, 25°C

Co to jest Impedancja?

Zanim przejdziemy do różnych metod pomiaru oporu wewnętrznego baterii, zastanówmy się, co oznacza opór elektryczny i zrozummy różnicę między czystym oporem (R) a impedancją (Z). R to czysty opór, a Z obejmuje elementy reaktywne, takie jak cewki i kondensatory. Oba odczyty uzyskuje się w ohmach (Ω), jednostce miary sięgającej czasów niemieckiego fizyka Georga Simona Ohma, który żył w latach 1798–1854.

Elektryczny opór czystego obciążenia, takiego jak grzałka, nie ma reaktancji. Napięcie i prąd płyną jednocześnie, i nie ma zaawansowanej ani opóźnionej fazy. Opór ohmski jest taki sam przy prądzie stałym (DC) i prądzie zmiennym (AC). Wskaźnik mocy (pf) wynosi 1, co zapewnia najbardziej dokładne pomiar zużywanej mocy.

Większość obciążeń elektrycznych jest reaktywna i składa się z reaktancji pojemnościowej (kondensator) i reaktancji indukcyjnej (cewka). Bateria ma opór, pojemność i indukcyjność, a termin impedancji obejmuje wszystkie trzy w jednym modelu. Impedancję najlepiej można zobaczyć na modelu Randlesa, który obejmuje rezystory R1 i R2 oraz kondensator C. Reaktancję indukcyjną zazwyczaj pomija się, ponieważ odgrywa znikomą rolę w baterii, zwłaszcza przy niskiej częstotliwości.

Całkowity opór baterii składa się z oporu ohmskiego oraz reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej. Diagram i wartości elektryczne różnią się dla każdej baterii.

  • R1 = Opór wewnętrzny; R2 = Przeniesienie ładunku
  • C1 = Kondensator podwójnej warstwy

Metody Pomiaru Wewnętrznego Oporu

Istnieje kilka metod pomiaru oporu wewnętrznego, z których każda ma swoje zalety i ograniczenia.

Metoda obciążenia DC

Pomiar ohmów to jedna z najstarszych i najbardziej niezawodnych metod testowych. Bateria otrzymuje krótkie rozładowanie przez sekundę lub dłużej. Prąd obciążenia dla małej baterii wynosi 1A lub mniej; dla baterii rozruchowej może wynosić 50A lub więcej. Woltomierz mierzy napięcie obwodu otwartego (OCV) bez obciążenia, a następnie drugi odczyt z obciążeniem; zgodnie z prawem Ohma oblicza się wartość oporu (różnica napięć podzielona przez prąd równa oporowi).

Pomiary obciążenia DC sprawdzają się do sprawdzania dużych baterii stacjonarnych, a odczyty ohmskie urządzenia są bardzo dokładne i powtarzalne. Zaawansowane instrumenty testowe twierdzą, że odczyty oporu wynoszą 10 mikro-ohmów. Wiele warsztatów używa stosu węgla do pomiaru baterii rozruchowych, a doświadczony mechanik uzyskuje dość dobrą ocenę baterii.

Metoda obciążenia DC ma ograniczenia, ponieważ łączy R1 i R2 modelu Randlesa w jedno połączone rezystor i ignoruje kondensator. "C" to ważny składnik baterii, który reprezentuje 1,5 farada na pojemność 100Ah. W zasadzie metoda DC widzi baterię jako rezystor i może dostarczać tylko odniesienia ohmskie. Ponadto metoda obciążenia DC uzyskuje podobne odczyty zarówno z dobrej baterii, która jest częściowo naładowana, jak i z kiepskiej baterii, która jest w pełni naładowana. Szacunki stanu naładowania i pojemności nie są możliwe.

Metoda obciążenia DC dwupoziomowego oferuje alternatywną metodę, stosując dwie sekwencyjne rozładowania o różnych prądach i czasie trwania. Bateria najpierw rozładowuje się prądem niskim przez 10 sekund, a następnie prądem wyższym przez 3 sekundy; zgodnie z prawem Ohma oblicza się wartości oporu. Ocena sygnatury napięcia w dwóch warunkach obciążenia oferuje dodatkowe informacje na temat baterii, ale wartości są czysto oporowe i nie ujawniają oszacowań stanu naładowania ani pojemności. Test obciążenia to preferowana metoda dla baterii zasilających obciążenia DC.

Metoda obciążenia DC dwupoziomowego jest zgodna ze standardami IEC 61951-1:2005 i zapewnia realistyczne warunki testowe dla wielu zastosowań baterii DC.

Przewodność AC

Pomiar przewodności do oceny baterii rozruchowych został po raz pierwszy zgłoszony przez Keitha Champlina w 1975 roku, demonstrując liniową korelację między testem obciążenia a przewodnością. Wstrzykując częstotliwość około 90 herców, reaktancja pojemnościowa i indukcyjna zbiegają się w przypadku baterii ołowiowo-kwasowej o pojemności 70–90 Ah, co skutkuje znikomym opóźnieniem napięcia, które minimalizuje reaktancję. (Ta częstotliwość rośnie w przypadku mniejszej baterii i maleje w przypadku większego zestawu.) Mierniki przewodności AC są powszechnie stosowane w warsztatach samochodowych do pomiaru Cold Cranking Amps (CCA). Test ohmowy o częstotliwości 1 000 Hz to inna powszechna metoda. Sygnał 1 000 Hz pobudza baterię, a zgodnie z prawem Ohma oblicza się opór. Należy zauważyć, że metoda AC pokazuje różne wartości w porównaniu z metodami DC podczas pomiaru oporu reaktywnego, a obie odczyty są poprawne.

Na przykład litowo-jon w komórce 18650 produkuje około 36 mOhm z sygnałem AC o częstotliwości 1 000 Hz i około 110 mOhm z obciążeniem DC. Ponieważ obie odczyty są poprawne, ale znacznie różnią się od siebie, użytkownik musi uwzględnić zastosowanie. Metoda obciążenia impulsowego prądem stałym dostarcza wartościowe odczyty dla aplikacji DC, takiej jak grzałka lub żarówka żarowa, podczas gdy metoda 1 000 Hz lepiej odzwierciedla wymagania wydajności obciążenia cyfrowego, takie jak przenośne komputery i telefony komórkowe, które w dużej mierze zależą od właściwości pojemnościowych baterii.

Metoda 1 000 Hz dostarcza odczytów oporu reaktywnego. Była to preferowana metoda do robienia migawek impedancji baterii zasilających urządzenia cyfrowe.

Elektrochemiczna Spektroskopia Impedancyjna (EIS)

Laboratoria badawcze używają EIS od wielu lat do oceny charakterystyk baterii. Wysokie koszty sprzętu, długie czasy testów i konieczność szkolenia specjalistów do interpretacji dużej ilości danych ograniczyły tę technologię do środowisk laboratoryjnych. EIS odczytuje wartości R1, R2 i C w modelu Randlesa; jednak skorelowanie tych danych z CCA i oszacowaniami pojemności wymaga złożonego modelowania.

R1, R2 i C są mierzone oddzielnie, co umożliwia pomiar stanu naładowania i pojemności.

Podsumowanie

Wybór odpowiedniej metody pomiaru wewnętrznego oporu zależy od typu baterii i przeznaczenia. Choć tradycyjne metody, takie jak metoda obciążenia DC, pozostają niezawodne, nowoczesne techniki, takie jak EIS, oferują bardziej szczegółowe spojrzenie, choć przy wyższych kosztach.

Artículo anterior Comment Fonctionnent les Batteries au Plomb-Acide dans les Tendances Actuelles de l'Industrie des Batteries | FR

Dejar un comentario

Los comentarios deben ser aprobados antes de aparecer

* Campos requeridos

Subcribe

Invite to subscribe to our latest promotion, technical sharing, industry articles or cases

Comparar productos

{"one"=>"Seleccione 2 o 3 artículos para comparar", "other"=>"{{ count }} de 3 artículos seleccionados"}

Seleccione el primer artículo para comparar

Seleccione el segundo artículo para comparar

Seleccione el tercer elemento para comparar

Comparar