Apa cara paling akurat untuk mengukur resistansi internal baterai konsumen?

13

Cara khas untuk mengukur resistansi internal baterai, yang saya temukan melalui penelitian, adalah dengan menghubungkan baterai di sirkuit dengan resistor, mengukur tegangan melalui baterai, menghitung arus, mengukur tegangan melalui resistor, menemukan tegangan jatuhkan dan gunakan hukum Kirchoff untuk menghitung hambatan yang tersisa, yang akan menjadi hambatan internal.

Seorang profesor menyebutkan bahwa ini terlalu tidak akurat untuk baterai dengan resistansi internal yang sangat rendah, jadi apakah ada cara lain yang lebih akurat untuk menguji resistansi internal baterai standar?

batteries circuit-design

— StudentMan123212
sumber

3

Ini akan berubah dengan beban, suhu dan kesehatan baterai. Mungkin ini adalah latihan yang tidak ada gunanya untuk mencari "akurasi" dalam kasus ini.

— Transistor

gunakan beban arus konstan yang dikalibrasi ... resistor beban normal akan mengubah nilainya ketika memanas .... perubahan resistansi mungkin merupakan persentase signifikan dari resistansi internal baterai

— jsotola

Anda dapat menghubungkan pendek nol ohm ke baterai dan mengukur arus. Namun, jangan biarkan terhubung selama lebih dari satu mikrodetik.

— richard1941

21

Cara termudah adalah menggunakan arus AC, seperti halnya penganalisa jaringan.

Anda dapat menggunakan wastafel saat ini dengan nilai yang diketahui, atau resistor dan FET. Ukur voltase dengan arus aktif, lalu dengan mati, kurangi, dibagi dengan arus, Anda mendapatkan resistansi internal. Jika Anda terus mengulangi siklus on / off ini, ini setara dengan menggunakan arus AC.

Keuntungan dari pengukuran AC adalah bahwa Anda dapat menggunakan kapasitor untuk menghilangkan DC, dan hanya menangani tegangan AC kecil. Ini juga mengabaikan offset DC dalam rantai sinyal, dari opamps dll. Pengukuran AC adalah metode yang paling akurat.

Anda dapat menggunakan sesuatu seperti ini sebagai percobaan:

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Di sini sumber tegangan di sebelah kiri menggerakkan sinyal AC melalui R1 dan C1 ke dalam baterai. Ini AC ditambah melalui C1.

C2 mengekstrak tegangan AC pada baterai.

Mengetahui tegangan AC V1, begitu Anda mengukur tegangan AC pada "OUT", hambatan internal baterai mudah dihitung, karena ia membentuk pembagi resistif dengan R1.

Anda dapat melakukan ini dengan kartu suara, atau dengan generator fungsi dan multimeter. Pastikan Anda mengkalibrasi dan memverifikasi rig pengujian Anda dengan mengganti baterai dengan resistor yang nilainya diketahui, yang seharusnya memiliki urutan magnitudo yang sama dari resistansi yang diharapkan untuk diukur.

— peufeu
sumber

+1 untuk pendekatan yang baru bagi saya. Pengguna mungkin ingin membatasi arus yang disuntikkan ke baterai ke nilai yang aman.

— Transistor

@ Transistor resistor membatasi arus, ini sebenarnya adalah penganalisa jaringan ... ia bekerja dengan kartu suara juga.

— peufeu

2

Frekuensi V1sine lebih baik dari 10Hz jika pengukuran pada output akan dilakukan oleh AC coupling lingkup. (?)

— user16307

14

Keberatan oleh profesor Anda untuk metode yang Anda jelaskan salah. Jika baterai memiliki impedansi rendah, Anda hanya menambah beban, sehingga perbedaannya bisa diukur lebih baik.

Masalahnya, bagaimanapun, cukup dalam. Baterai biasanya tidak memiliki beban DC yang stabil, dan seringkali orang perlu mengetahui reaksi baterai terhadap beban impuls. Masalahnya adalah bahwa baterai tidak memiliki "impedansi" tunggal yang dapat digunakan untuk memperkirakan responsnya terhadap beban. Setiap baterai memiliki spektrum impedansi, impedansi berbeda untuk frekuensi pemuatan yang berbeda. Topik teknik ini disebut "Spektroskopi Impedansi Elektrokimia".Contoh presentasi . Lihat juga artikel ini dari BatteryUniversity , dengan contoh "spektrum elektrokimia".

Jadi, cara paling akurat untuk menandai impedansi internal baterai adalah mengukur spektrumnya, menggunakan, misalnya, rangkaian yang disarankan oleh peufeu .

Namun, ini belum semuanya. Spektrum EI biasanya dikumpulkan menggunakan "sinyal kecil" yang diterapkan. Seperti yang dikomentari Lorenzo Donati di bawah ini, nilai impedansi tidak hanya bergantung pada frekuensi, tetapi juga nonlinier dengan amplitudo sinyal / beban yang diterapkan, yang menambahkan dimensi lain ke dalam kompleksitas masalah.

— Ale..chenski
sumber

Plot Bode tersebut adalah karakteristik dari keberadaan impedansi Warburg (tanpa konveksi.) Beralih ke Nyquist dan menjadi lebih jelas. Seharusnya saya menebak, mengenai baterai, tetapi saya tidak pernah mempertimbangkannya sebelumnya. Terima kasih!

— jonk

1

baterai tidak memiliki "impedansi" tunggal : secara sederhana, impedansi internal baterai adalah non-linear (bertentangan dengan kepercayaan umum dan model "sumber tegangan + resistor" sederhana). (+1) untuk menunjukkannya!

— Lorenzo Donati mendukung Monica

Poin bagus, artikel menarik. Saya ke +1

— Dorian

0

Resistansi internal adalah perkiraan dari fungsi V (I) baterai yang kompleks, sehingga tidak ada nilai resistansi internal "benar" yang dapat Anda ukur secara akurat. Pengukuran paling representatif yang dapat Anda lakukan adalah kurva V (I) aktual untuk nilai saat ini yang relevan. Jika, secara kebetulan, Anda memperoleh bingo garis lurus, baterai Anda dapat secara akurat dijelaskan oleh satu nilai resistansi internal. Jika tidak, Anda harus menggunakan kurva yang Anda miliki untuk menentukan nilai arus dan tegangan untuk setiap beban yang diberikan.

— Dmitry Grigoryev
sumber