锂电池内阻测试怎么标准的测量锂电池内阻？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

怎么标准的测量锂电池内阻？

方法一：双电阻法测量电池内阻

秦辉在他的文章《电池内阻的测量》中介绍了利用双电阻法测量电池内阻的方法。

如图所示，电池串联一个电阻形成回路，测量负载电阻的分压，进而推算电池内阻。这是一个非常简易的方法，从接触电路开始，我们几乎就知道存在这么一个方法。使用这个方法的一个要点是，当外接电阻值与电池内阻越接近，测量结果的误差将越小。电阻计算公式：E/(r+ R)=U/R，所以 r=(E/U- 1)R用单片机实现上述电阻测量原理，框图如下：

单片机主导的电池内阻测量过程如下：单片机复位后，其控制端输出高电平，将模拟开关的控制端IN 置1，然后连续对电压表进行检测。当检测到电压表有输入电压时，单片机将模拟开关的IN 控制端置0，则D 端与S2端之间呈断开状态，此时电压表测量所得的电压值为电源的电动势E。单片机通过数据总线将数字电压表测量所得的电压数据存入单片机存储器中。

然后单片机再将模拟开关的IN 端置1，则D 端与S2 端之间呈导通状态。此时电压表测量所得的电压值为模拟开关、电阻rˊ和R 三者承受的总电压Uˊ，单片机将该电压数据读入到单片机存储器中。利用串联电路分压公式U=100 Uˊ/199.5，单片机计算出U。再利用公式“r=(E/U- 1)R”，单片机计算出电池内阻r(公式中的r1=rˊ+0.5 =99.5Ω)。单片机通过接口电路将计算结果送入电压表显示电路，显示出电池内阻r 的值。

这个方法，可以利用单片机的功能实现自动测量和结果显示，但检测的精度还是由电阻精度和电压表精度决定。

方法二：不平衡电桥法电池内阻测量

作者李舒晨，在他的文章《不平衡电桥法电池内阻测量装置的原理与设计》中介绍了利用不平衡电桥测量电池内阻的方法。

不平衡电桥法测量电池内阻的原理如上图所示。其中R01 , R02 , R03为电桥内设电阻,Rx 为含电动势E 的电池内阻。电阻R00和开关K跨接在电桥A 至B 之间. 根据戴维南定理，从N、G两点看去，可有图( b)所示的等效电路。其中E0 为开路电压， R0 为等效电阻。当电路满足电桥平衡条件R02 /R01 = R03 /Rx时，上述等效电路电压源E0 和等效电阻R0 均不因开关K的接通与断开状态而改变，即在开关K接通和断开状态下均有:

E0 = E〔( R01+ R02 ) /( R01 + R02 + R03 + Rx )〕=E〔R01 /( R01 + Rx )〕

R0 = ( R01+ R02 ) // ( R03+ Rx ) =( R02// R03 ) + ( R01// Rx )

用上述原理在实验室测试电池内阻时,只要在N , G之间接入一只直流电流表，反复接通和断开开关K，并调节R01或R02，直到开关状态变化时，电流表读数不变，此时便可依公式算出电池内阻：Rx = R01 (R03 /R02 )。

将上述测量过程中使用的开关用电子开关取代，并用周期性电压控制开关反复通断。将N 、G间的短路电流转换为电压信号，并在开关通断期间对电压信号分别进行采样保持形成两路电压，最后对两路电压进行差分放大送至平衡电压指示表，这就构成一个用不平衡电桥原理测量电池内阻的装置。

电桥电阻R01 、R02、 R03的选择影响测量灵敏度;电阻R00对电桥灵敏度及电池放电有影响。

方法3，电池内阻在线测量

作者陈宝明在他的文章《电池内阻在线测量实验系统的设计与制作》中介绍了一个比较常用的在线测量方法，交流注入法。

基本原理

实现电池内阻在线测量的基本原理如上图所示, 当信号源给电池注入一个交流电流信号，测量出电池两端产生的交流电压信号和输入的电流，就可计算出电池的内阻:r =Vrm/I rms式中：Vrms 为电池两端交流电压信号的有效值;Irms为输入电池中的交流电流信号有效值。

具体实现在线测量的系统框图，如上图所示。系统由输出输入回路、输入转换电路、取样电路、低噪声前置放大器、方波转换电路、乘法器电路、积分器电路、交流恒流信号产生电路、单片机控制系统、显示器电路、接口电路和计算机等组成。输出的交流恒流信号接到电池两端，再将电池内阻产生的电压信号，从电池两端直接连接到输入转换开关电路。注入电流回路和信号测量回路分开，降低导线阻抗对电池内阻的影响，实现四引线连接。由单片机控制输入转换开关，首先接通取样电路，检测出注入电池回路中的电流值;再接通电池两端，检测出内阻上产生的电压信号，从而根据内阻计算公式，计算出电池内阻并显示。同时，可通过接口电路，向PC 计算机输送相关信息，存储相关数据，并自动绘制充放电特性曲线。

上述方法中，直流内阻测试法，是国内外标准的典型测试方法，测试结果认可度较高;交流注入测试法，则多用在在线测量领域，作为车辆运行过程中，对动力电池性能监测的一种手段。

一文详解电池内阻怎么测量？锂电池的内阻测量方法

根据物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，测试设备让锂电池在短时间内（一般为2～3秒）强制通过一个很大的恒定直流电流（目前一般使用40A～80A的大电流），测量此时锂电池两端的电压，并按公式计算出当前的锂电池内阻。

这种测量方法的精确度较高，控制得当的话，测量精度误差可以控制在0.1％以内。

但此法有明显的不足之处：

（1）只能测量大容量锂电池或者蓄锂电池，小容量锂电池无法在2～3秒钟内负荷40A～80A的大电流；

（2）当锂电池通过大电流时，锂电池内部的电极会发生极化现象，产生极化内阻。故测量时间必须很短，否则测出的内阻值误差很大；

（3）大电流通过锂电池对锂电池内部的电极有一定损伤。

交流压降内阻测量法：因为锂电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给锂电池施加一个固定频率和固定电流（目前一般使用1kHz频率、50mA小电流），然后对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该锂电池的内阻值。交流压降内阻测量法的锂电池测量时间极短，一般在100毫秒左右。

这种测量方法的精确度也不错，测量精度误差一般在1％～2％之间。

此法的优缺点：

（1）使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的锂电池，包括小容量锂电池。笔记本锂电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。

（2）交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响，同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验

（3）用此法测量，对锂电池本身不会有太大的损害。

（4）交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。

蓄电池内阻测量方法

目前测量蓄电池内阻的常见方法有：

1、密度法

密度法主要通过测量蓄电池电解液的密度来估算蓄电池的内阻，常用于开口式铅酸电池的内阻测量，不适合密封铅酸蓄电池的内阻测量。该方法的适用范围窄。

2、开路电压法

开路电压法是通过测量蓄电池的端电压来估计蓄电池内阻，精度很差，甚至得出错误结论。因为即使一个容量已经变得很小的蓄电池，再浮充状态下其端电压仍可能表现得很正常。

3、直流放电法

直流放电法就是通过对电池进行瞬间大电流放电，测量电池上的瞬间电压降，通过欧姆定律计算出电池内阻。虽然这种方法在实践中也得到了广泛的应用，但是它也存在一些缺点。如用该方法对蓄电池内阻进行检测必须是在静态或是脱机状态下进行，无法实现在线测量。而且大电流放电会对蓄电池造成较大的损害，从而影响蓄电池的容量及寿命。

4、交流注入法

交流法通过对蓄电池注入一个恒定的交流电流信号IS，测量出蓄电池两端的电压响应信号Vo，以及两者的相位差阻抗公式来确定蓄电池的内阻R。该方法不需对蓄电池进行放电，可以实现安全在线检测电池内阻，故不会对蓄电池的性能造成影响。但该方法需要测量交流电流信号Is，电压响应信号Vo，以及电压和电流之间的相位差，由此可见这种方法不但干扰因素多，而且增加了系统的复杂性，同时也影响了测量精度。为了解决上述各方法的缺陷，本文采用了四端子测量方式，将蓄电池两端上的电压响应信号通过交流差分电路与产生恒定交流源的正弦信号经过模拟乘法器相乘，再将模拟乘法器的输出电压信号通过滤波电路，使交流信号转变为直流信号，直流信号经直流放大器放大后进行模数转换，将转换后的值送入单片机进行简单处理。

5、内阻测试仪

内阻测试仪是用于测量电池内部阻抗和电池酸化薄膜破损程度的仪器，以下简称仪器。它是对被测对象施加1KHz交流信号，通过测量其交流压降而获得其内阻。（它不同于万用表测量电阻的原理，它所测量的值是毫欧级，而多用表测量的值是欧姆级；且万用表只能测无电源对象的阻值，而内阻仪既可测无电源对象的阻值，也可测有电源对象的阻值，所以两者不得等同）利用内阻阻值的大小来判断电池的劣化状态，（一般来说）其阻值越小电池的性能越好。因此，采用测量内阻进行检测电池的方法是速度快且可靠性高的一种好方法。