วิธีที่ถูกต้องที่สุดในการวัดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่สำหรับผู้บริโภคคืออะไร?

วิธีทั่วไปในการวัดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ที่ฉันได้พบจากการวิจัยคือการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ในวงจรกับตัวต้านทานวัดแรงดันไฟฟ้าผ่านแบตเตอรี่คำนวณกระแสไฟฟ้าวัดแรงดันผ่านตัวต้านทานหาแรงดัน ปล่อยและใช้กฎหมาย kirchoff เพื่อคำนวณความต้านทานที่เหลือซึ่งจะเป็นความต้านทานภายใน

ศาสตราจารย์คนหนึ่งกล่าวว่าสิ่งนี้ไม่ถูกต้องสำหรับแบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในต่ำมากดังนั้นมีวิธีอื่นที่แม่นยำกว่าในการทดสอบความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มาตรฐานหรือไม่?

วิธีที่ง่ายที่สุดคือการใช้กระแส AC เช่นเดียวกับตัววิเคราะห์เครือข่าย

คุณสามารถใช้ sink ปัจจุบันที่สามารถสลับได้ของค่าที่ทราบหรือตัวต้านทานและ FET วัดแรงดันไฟฟ้าด้วยการเปิดกระแสไฟฟ้าจากนั้นปิดกระแสไฟย่อยหารด้วยกระแสไฟฟ้าคุณจะได้รับความต้านทานภายใน หากคุณทำซ้ำรอบการเปิด / ปิดซ้ำ ๆ นี่จะเทียบเท่ากับการใช้กระแส AC

ข้อได้เปรียบของการวัด AC คือคุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุเพื่อกำจัด DC และจัดการกับแรงดันไฟฟ้า AC เพียงเล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนี้ยังไม่สนใจ DC ออฟเซ็ตใด ๆ ในห่วงโซ่สัญญาณจาก opamps ฯลฯ การวัด AC เป็นวิธีที่แม่นยำที่สุด

คุณสามารถใช้สิ่งนี้เป็นการทดสอบ:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ที่นี่แหล่งจ่ายแรงดันด้านซ้ายขับสัญญาณ AC ผ่าน R1 และ C1 ลงในแบตเตอรี่ นี่คือ AC ควบคู่กับ C1

C2 แยกแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบนแบตเตอรี่

ทราบว่าแรงดันไฟฟ้า AC V1 เมื่อคุณวัดแรงดันไฟฟ้า AC ที่ "OUT" ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะถูกคำนวณอย่างง่ายดายเนื่องจากเป็นตัวแบ่งความต้านทานด้วย R1

คุณสามารถทำได้ด้วยการ์ดเสียงหรือด้วยตัวสร้างฟังก์ชั่นและมัลติมิเตอร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณสอบเทียบและตรวจสอบอุปกรณ์ทดสอบของคุณโดยการเปลี่ยนแบตเตอรี่ด้วยตัวต้านทานที่ทราบค่าซึ่งควรมีขนาดเท่ากันมากกว่าความต้านทานที่คาดว่าจะวัด

การคัดค้านโดยอาจารย์ของคุณกับวิธีที่คุณอธิบายนั้นผิด หากแบตเตอรี่มีความต้านทานต่ำคุณเพียงเพิ่มภาระดังนั้นความแตกต่างสามารถวัดได้ดีกว่า

อย่างไรก็ตามปัญหานั้นค่อนข้างลึก แบตเตอรี่มักจะไม่มีโหลด DC ที่คงที่และบ่อยครั้งที่ผู้คนจำเป็นต้องรู้ปฏิกิริยาของแบตเตอรี่ต่อแรงกระตุ้น ปัญหาคือแบตเตอรี่ไม่มี "อิมพิแดนซ์" เดียวที่สามารถใช้สำหรับการประเมินการตอบสนองต่อการโหลด แบตเตอรี่ทุกก้อนมีอิมพีแดนซ์หลากหลายอิมพีแดนซ์ต่างกันสำหรับความถี่ในการโหลดที่แตกต่างกัน หัวข้อทางวิศวกรรมนี้เรียกว่า "Electrochemical Impedance Spectroscopy" ตัวอย่างของการนำเสนอ ดูบทความนี้จากBatteryUniversityด้วยตัวอย่างของ "สเปกตรัมเคมีไฟฟ้า"

ดังนั้นวิธีที่ถูกต้องที่สุดที่จะอธิบายลักษณะความต้านทานภายในของแบตเตอรี่คือการวัดสเปกตรัมโดยใช้ตัวอย่างเช่นวงจรที่แนะนำโดยpeufeu

อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่ทั้งหมด EI-spectrum มักถูกรวบรวมโดยใช้ "สัญญาณขนาดเล็ก" ตามที่ Lorenzo Donati แสดงความคิดเห็นด้านล่างค่าความต้านทานไม่เพียงขึ้นอยู่กับความถี่เท่านั้น แต่มันยังไม่เชิงเส้นที่มีความกว้างของสัญญาณ / โหลดที่ใช้ซึ่งเพิ่มมิติอื่นเข้ากับความซับซ้อนของปัญหา

ความต้านทานภายในคือการประมาณฟังก์ชั่น V (I) ที่ซับซ้อนของแบตเตอรี่ดังนั้นจึงไม่มีค่าความต้านทานภายใน "ที่แท้จริง" ที่คุณสามารถวัดได้ตั้งแต่แรก การวัดค่าที่เป็นตัวแทนมากที่สุดที่คุณสามารถทำได้คือเส้นโค้ง V (I) จริงสำหรับค่าปัจจุบันที่เกี่ยวข้อง หากโดยบังเอิญคุณได้รับเส้นตรง - บิงโกแบตเตอรี่ของคุณสามารถอธิบายได้อย่างถูกต้องโดยค่าความต้านทานภายใน มิฉะนั้นคุณจะต้องใช้เส้นโค้งที่คุณต้องกำหนดค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าสำหรับการโหลดที่กำหนด