Čo je vnútorná odolnosť batérie

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





V tomto príspevku sa pokúsime preskúmať vnútorný odpor batérie a pokúsime sa naučiť kritické vlastnosti spojené s týmto parametrom batérie.

Čo je vnútorná odolnosť batérie

Vnútorný odpor (IR) batérie je v podstate úroveň opozície voči prechodu elektrónov alebo prúdu cez batériu v uzavretej slučke. V zásade existujú dva faktory, ktoré ovplyvňujú vnútorný odpor konkrétnej batérie: elektronický odpor a iónový odpor. Elektronický odpor v spojení s iónovým odporom sa bežne nazýva celkový efektívny odpor



Elektronický odpor umožňuje prístup k odporu praktických komponentov, ktoré môžu zahŕňať kovové kryty a ďalšie príslušné súvisiace materiály, a tiež na akej úrovni môžu byť tieto materiály vo fyzickom kontakte navzájom.

Výsledok vyššie uvedených parametrov vzťahujúcich sa na generovanie celkového efektívneho odporu by mohol byť rýchly a bolo ho možné vidieť v priebehu niekoľkých prvých zlomkov milisekúnd po zaťažení batérie.



Čo je to iónový odpor

Iónový odpor je odpor voči prechodu elektrónov v batérii v dôsledku mnohých elektrochemických parametrov, ktoré môžu zahŕňať vodivosť elektrolytu, prúd iónov a prierez povrchu elektródy.

Takéto výsledky polarizácie sa iniciujú pomerne pomaly v porovnaní s elektronickým odporom, ktorý zvyšuje celkový efektívny odpor, zvyčajne k nim dochádza niekoľko milisekúnd po ovplyvnení batérie pri zaťažení.

Na indikáciu vnútorného odporu sa často implementuje vyhodnotenie testu impedancie 1 000 Hz. Impedancia sa označuje ako odpor ponúkaný na prechod AC cez danú slučku. V dôsledku relatívne vysokej frekvencie 1 000 Hz pravdepodobne nebude možné úplne zaznamenať určitý stupeň iónového odporu.

Vo väčšine prípadov bude významnosť impedancie 1 000 Hz nižšia ako celková hodnota efektívneho odporu pre príslušnú batériu. Mohla by sa vyskúšať kontrola impedancie vo vybranom rozsahu frekvencií, aby bolo možné presné zobrazenie vnútorného odporu.

Účinok iónovej rezistencie

Účinok elektronického a iónového odporu je možné identifikovať, keď sa zostava testuje pomocou overenia dvojitého impulzného vstupu. Táto skúška využíva postup zavedenia príslušnej batérie do tlmeného odtoku pozadia tak, aby sa vybíjanie najskôr stabilizovalo pred zahájením pulzovania s významnejším zaťažením, a to asi 100 milisekúnd.

Výpočet efektívnej odolnosti

Pomocou „Ohmovho zákona“ sa dá celkový efektívny odpor ľahko vyhodnotiť vydelením rozdielu napätia rozdielovým prúdom. S odvolaním sa na hodnotenie zobrazené na (obr. 1), pri stabilizačnej záťaži 5 mA v spojení s impulzom 505 mA, je rozdiel prúdu 500 mA. Ak sa napätie líši od 1,485 do 1,378, bolo možné pozorovať delta napätie ako 0,107 voltu, čo naznačuje celkový efektívny odpor 0,107 voltu / 500 mA alebo 0,214 ohmov.

Výpočet efektívnej odolnosti

Charakteristické efektívne odpory úplne nových alkalických valcových batérií Energizer (prostredníctvom 5 mA stabilizačného odtoku a okamžite s 505 mA, 100 milisekundovým impulzom) možno očakávať okolo 150 až 300 miliohmov, ako je určené relatívnym rozmerom.

Čo je to Flash Amps

Pre indukciu približného vnútorného odporu sú navyše zabudované bleskové zosilňovače. Zosilňovačmi blesku sa rozumie maximálny prúd, od ktorého sa dá očakávať, že batéria bude dodávať podstatne kratší čas.

Táto skúška sa niekedy vykonáva elektrickým skratom batérie s odporom 0,01 ohm niekde počas 0,2 sekundy a zaznamenaním napätia uzavretého obvodu. Cirkuláciu prúdu cez rezistor bolo možné určiť pomocou Ohmovho zákona a delením napätia v uzavretom obvode 0,01 ohmu.

Napätie naprázdno pred skúškou sa delí zosilňovačmi blesku, aby sa dosiahlo priblíženie k vnútornému odporu.

Vzhľadom na to, že nie je ľahké dokonale určiť zábleskové zosilňovače a OCV sa dá vypočítať za mnohých podmienok, je potrebné tento spôsob merania použiť iba na dosiahnutie všeobecnej aproximácie vnútorného odporu.

Pokles napätia batérie pri zaťažení môže byť relatívny k celkovému efektívnemu odporu spolu s rýchlosťou prúdenia.

Všeobecné informácie o počiatočnom poklese napätia pri zaťažení sa zvyčajne odhadujú vynásobením celkového efektívneho odporu prúdovým prúdom vystaveným batérii.

Povedzme, že batéria s vnútorným odporom 0,1 ohmov je vybitá alebo vybitá pri frekvencii 1 ampéra.
Potom podľa Ohmovho zákona:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 voltu

Ak považujeme napätie v otvorenom obvode za 1,6 V, potom možno predpokladané napätie v uzavretom obvode battrey napísať ako:

1,6 - 0,1 = 1,5 V.

Ako sa zvyšujú vnútorné odpory

Všeobecne povedané, vnútorný odpor sa bude zvyšovať v priebehu vybíjania spôsobeného aktívnymi zložkami v batérii uvedenej do používania.

Miera zmien počas výboja však nie je jednotná. Chemické zloženie batérie, intenzita vybitia, rýchlosť rozptylu a vek batérie môžu ľahko ovplyvniť vnútorný odpor počas vybitia.

Podmienky v zime môžu mať za následok spomalenie elektrochemických tendencií v batérii, čo vedie k zníženiu iónovej aktivity v elektrolyte. Nakoniec by sa vnútorný odpor zvýšil, keď sa okolité teploty znížia

Graf (obr. 2) ukazuje výsledok teploty na celkovú efektívnu odolnosť úplne novej alkalickej batérie Energizer E91 AA. Všeobecne je možné vnútorný odpor určiť v súlade s poklesom napätia batérie za zistených podmienok zaťaženia.

Na úspechy by mohol mať vplyv prístup, nastavenie, ako aj klimatické obmedzenia. Vnútorný odpor batérie je potrebné považovať skôr za všeobecné všeobecné pravidlo než za presnú veľkosť, kedykoľvek ju použije na odhadovaný pokles napätia pre danú aplikáciu.

celkový efektívny odpor čerstvej batérie AA


Dvojica: LM317 s prívesným prúdovým obvodom Ďalej: Obvody filtračného zárezu s podrobnosťami o dizajne