歐姆內(nèi)阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān)。
電流通過(guò)電極時(shí),電極電勢(shì)偏離平衡電極電勢(shì)的現(xiàn)象稱為電極的極化。極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻。
電池的內(nèi)阻不是常數(shù),在充放電過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化,這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成,電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律,極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對(duì)數(shù)增大而線性增加。
不同類型的電池內(nèi)阻不同。相同類型的電池,由于內(nèi)部化學(xué)特性的不一致,內(nèi)阻也不一樣。電池的內(nèi)阻很小,我們一般用毫歐的單位來(lái)定義它。內(nèi)阻是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。正常情況下,內(nèi)阻小的電池的大電流放電能力強(qiáng),內(nèi)阻大的電池放電能力弱。
蓄電池狀態(tài)的重要標(biāo)志之一就是它的內(nèi)阻。無(wú)論是蓄電池即將失效、容量不足或是充放電不當(dāng),都能從它的內(nèi)阻變化中體現(xiàn)出來(lái)。因此可以通過(guò)測(cè)量蓄電池內(nèi)阻,對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。目前測(cè)量蓄電池內(nèi)阻的常見(jiàn)方法有:
密度法
密度法主要通過(guò)測(cè)量蓄電池電解液的密度來(lái)估算蓄電池的內(nèi)阻,常用于開(kāi)口式鉛酸電池的內(nèi)阻測(cè)量,不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測(cè)量。該方法的適用范圍窄。
開(kāi)路電壓法
開(kāi)路電壓法是通過(guò)測(cè)量蓄電池的端電壓來(lái)估計(jì)蓄電池內(nèi)阻,精度很差,甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋€(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池,再浮充狀態(tài)下其端電壓仍可能表現(xiàn)得很正常。
直流放電法
直流放電法就是通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行瞬間大電流放電,測(cè)量電池上的瞬間電壓降,通過(guò)歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用,但是它也存在一些缺點(diǎn)。如用該方法對(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行,無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。而且大電流放電會(huì)對(duì)蓄電池造成較大的損害,從而影響蓄電池的容量及壽命。
交流注入法
交流法通過(guò)對(duì)蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號(hào)IS,測(cè)量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號(hào)Vo,以及兩者的相位差θ由阻抗公式
來(lái)確定蓄電池的內(nèi)阻R。該方法不需對(duì)蓄電池進(jìn)行放電,可以實(shí)現(xiàn)安全在線檢測(cè)電池內(nèi)阻,故不會(huì)對(duì)蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測(cè)量交流電流信號(hào)Is,電壓響應(yīng)信號(hào)Vo,以及電壓和電流之間的相位差θ由此可見(jiàn)這種方法不但干擾因素多,而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時(shí)也影響了測(cè)量精度。
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