内阻测试方法

【直流内阻测试法】

直流内阻法是根据一定的电流放电电池，同时测量电池两端的电压降，得到电池内阻的测量方法。

最常用的便携式指针内阻测量表之一是最简单的放电功率电阻，看电池电压的下降幅度来表示电池内阻。

另一种能够更好地表达电池实际放电特性的内阻是测试电池在稳定放电过程中的动态直流内阻，这是公司电池管理系统采用的方法。

【交流内阻测试法】

交流内阻法是测量电池对输入其一定频率的交流信号的电压反馈，从而测量电池内阻的方法。如果该方法可以在多个频率点进行测试，并结合回波相位差的分析，对电池更全面地反馈电池的内部状态。

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▲对各种内阻试验方法与电池故障相关性的比较分析

所有电池内阻的测试目的是找出故障电池，因此通过测试内阻找出故障电池的可行性必须基于测试内阻与电池故障的相关性。

【直流内阻与电池故障的相关性】

电化学理论中有一条兰斯三定律，其中之一是电池的极限放电能力表示电池的实际容量。这种极限放电能力值实际上是电池的短路放电能力。通过电极反应动力学分析，它是电池双层电容器中储存的电荷。当电池刚刚开始放电时，在电池内部通过带电离子扩散形成内电流循环之前，外电路电流循环的参数值仅依靠电池双层电容器中储存的电荷放电，这个极限反映了电池中存储的电荷（对应于电池正负活性物质表面积的大小）和电池中除电解质离子扩散外的直流电阻值，除了影响电池内外电路电流循环稳定放电的部分故障因素（如电池初始失水、电解质分层等）外，基本反映了所有其他故障因素，因此，业界普遍认为，反应电池极限放电能力的直流内阻与电池故障的相关性约为70%。

上述直流内阻是电池短路放电的极限参数，与便携式指针表（或部分电池短时间小电流放电模式）检测到的直流内阻非常不同。首先，指针表测试时人工引入的电阻远大于电池的直流内阻，引入的电阻略有变化（如指针表与电池电极连接的端子间接触电阻为变化值），足以掩盖电池的内阻值；二是由于空间和散热条件的限制，通过指针表放电的电池电流和时间得到控制，远远不能满足短路极限值的要求，不符合兰斯定律，与电池故障的相关性远低于短路放电极限值下的70%。此外，对于大容量电池，电池的双层电容器储存的电荷由法拉测量。这种方法释放的电量通常只能达到双层电容器储存的电量的几分之一。这是指针表内阻计测试的电池内阻一致性良好，但故障电池无法有效检测的原因，除非电池完全坏死（完全坏死是指电池从浮充满电状态开始放电时，这个电池的电压明显低于其他电池，不是落后电池)，导致双层电容器储存的电荷只有正常值的几分之一。中间状态和直流内阻检测关联度70%以外的故障根本找不到。消除引入电阻影响的灵活方法是每个单个电池分别放电固定负载模块的大电流，观察测试的直流内阻的长期变化。这种方法在美国得到了解决Alber和国内的某些企业长期使用，缺点是设备体积巨大，连线复杂，目前已逐步放弃而转向我们目前采用的分布式小模块的监测方式。

为了提高电池故障检测的相关性，不仅要检测电池的内阻，还要分析电池的电极反应过程，利用系统本身的负载作为小于10%的浅放电过程，这也解决了放电所需负载和负载的散热问题。

【内阻与电池故障的相关性】

电池内阻等效电路图

这里面L、R、CZ分别是电感、电阻、电容和阻抗，这是一个复杂的电路分析问题，我只解释任何使用交流内阻测试电池故障的设备，如果只给出实数内阻值，值和电池故障的相关性必须非常有限，其与电池故障的相关性不能赶上直流内阻法，因为描述上述复杂电路的特性，只有一个实数值不能解释任何事情，因为数学不能用实数来表示这样一个复杂电路的特性。这并不是说交流内阻的测试方法无效。相反，下面将讨论如何使用交流内阻的测试方法。

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