Как замерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление это одна из важнейших характеристик аккумулятора. Чем меньше этот показатель, тем больший ток аккумулятор способен отдавать в нагрузку.

Если взять два аккумулятора одинаковой ёмкости с разным внутренним сопротивлением и разрядить их на нагрузку одинаковой мощности, энергии на нагрузке выделится не одинаковое количество. Часть энергии выделится на аккумуляторе в виде тепла. Аккумулятор с бОльшим внутренним сопротивлением будет греться больше и отдаст меньше энергии. При сборке аккумуляторной батареи также важно подобрать элементы по внутреннему сопротивлению, как и по ёмкости, чтобы добиться максимально эффективной работы.

Как внутреннее сопротивление влияет на производительность аккумулятора.

Схема цепи с внутренним сопротивлением аккумулятора

Схема из аккумулятора и резистора, как на рисунке выше поможет объяснить то, для чего мы здесь собрались.

Напряжение аккумулятора U=3,7 В, ёмкость 3 А/ч (для упрощения расчетов аккумулятор будет выдавать на всём протяжении разряда одинаковое напряжение), сопротивление резистора Rнагр=1 Ом. Условно представим что они соединены идеальными проводами с нулевым сопротивлением. Сопротивление амперметра также нулевое. Сопротивление вольтметра бесконечно велико. То есть амперметр, вольтметр и провода никаких влияний на нашу цепь не оказывают. Ток течет только через аккумулятор и нагрузку.

По закону Ома сила тока в цепи должна быть I=U/Rнагр, то есть 3,7/1=3,7А, но амперметр покажет меньший ток, к примеру 3 ампера. Это произошло из-за того, что в цепи есть ещё одно сопротивление — сопротивление аккумулятора. Идеальных источников тока, как и идеальных проводов, амперметров и других вещей в реальности не бывает.

Мы можем найти это сопротивление используя тот же закон Ома:

Rвн=U/I-Rнагр=3,7/3-1=0,23 Ом

А теперь посчитаем сколько мощности выделится на аккумуляторе в виде тепла за 1 час (за такое время он отдаст весь заряд):

P=I2 *Rвн=3*3*0,23=2,07 Вт

На резисторе в то же время выделится:

3*3*1=9 Вт, (а могло бы быть, в случае с идеальным аккумулятором — 3,7*3,7*1=13,69 Вт)

Общий выход мощности на аккумуляторе и нагрузке составит Pобщ=2,07+9=11,07 Вт

Учитывая то, что в ячейке 18650 может быть запасено около 9 — 12,5 Вт энергии, из которых 2 Вт уйдут в нагрев, перспектива использования оказывается непривлекательной. Аккумулятор будет перегреваться. В реальных условиях аккумулятор с таким большим внутренним сопротивлением уже пора отправить на покой, либо разряжать низким током. Например при разряде током 1А картина будет немного лучше:

P=I2 *Rвн=1*1*0,23=0,23 Вт, за время полного разряда (3А/ч израсходуется за 3 часа) 0,23*3=0,69 Вт

Такой ток будет в цепи с нагрузкой сопротивлением Rнагр=3,47 Ом и на нагрузке мощности выделится уже больше:

P=I2 *Rнагр=1*1*3,47=3,47 Вт, за 3 часа — 3,47*3=10,41 Вт (вместо 9 как прошлый раз)

В сумме получим такую же общую мощность Pобщ=0,69+10,41=11,1 Вт (погрешность в 0,03 Вт получилась из-за округления при расчетах)

Именно поэтому необходимо учитывать внутреннее сопротивление аккумулятора и чем мощней нагрузка, тем оно должно быть ниже для эффективной и безопасной работы.

Более реалистичные сопротивления у современных среднетоковых литий ионных аккумуляторов, например формата 18650 составляет порядка 40 мОм (милли Ом), у высокотоковых — менее 30 мОм.

Измерение внутреннего сопротивления.

Существует несколько методик измерения внутреннего сопротивления. Две из них прописаны в ГОСТ Р МЭК 61960-2007. Перед замером любым из приведенных ниже методов аккумулятор должен быть полностью заряжен. Испытания проводятся при температуре 20±5ºC.

Измерение внутреннего сопротивления методом переменного тока (а.с.)

С помощью этого метода измеряется импеданс, который на частоте 1000 Гц приблизительно равен сопротивлению.

Электрический импеданс (комплексное электрическое сопротивление) (англ. impedance от лат. impedio «препятствовать») — комплексное сопротивление между двумя узлами цепи или двухполюсника для гармонического сигнала.

Описание методики из ГОСТ

В течение одной — пяти секунд измеряем среднеквадратичное значение переменного напряжения Urms, возникающего при прохождении через аккумулятор переменного тока со среднеквадратичным значением Irms , следующего с частотой 1000 Гц. Внутреннее сопротивление Ra.c., Ом рассчитываем по формуле Ra.c.= Urms / Irms .

Irms (rms — Root Mean Square – среднеквадратичное значение).

Переменный ток должен иметь такое значение, чтобы пиковое напряжение не превышало 20 мВ.

Этот метод сложно воплотить в домашних условиях без специального оборудования. Популярный прибор YR1035 отлично справляется с измерениями с точностью 0,01 мОм. Зарядные устройства SKYRC MC3000 ,Opus BT-C3100V2.2, Liitokala Lii-500 также измеряют методом АС, но весьма с посредственной точностью.

Измерение внутреннего сопротивления методом постоянного тока (d.c.)

Этот метод возможно выполнить в домашних условиях с помощью обычных вольтметра и амперметра и пары подходящих нагрузочных сопротивлений. В качестве сопротивлений вполне можно использовать несколько автомобильных ламп накаливания или импровизированный резистор из нихромовой проволоки.

Описание метода из ГОСТ

  • Разряжаем аккумулятор постоянным током I1= 0,2 Iн. На десятой секунде измеряем значение напряжения U1 на клеммах аккумулятора.
  • Увеличиваем разрядный ток до значения I2=Iн. На следующей секунде измеряем значение напряжения U2 на клеммах аккумулятора.

Внутреннее сопротивление Rd.c., Ом рассчитываем по формуле Rd.c. = (U1-U2)/(I2-I1)

  • Iн — номинальный ток разряда аккумулятора.

Сопротивление R1 и R2 подбирается таким образом, чтобы протекали токи I1 и I2 нужной величины. Ориентироваться нужно на номинальный разрядный ток аккумулятора.

Вольтметр необходимо подключать непосредственно на полюса источника, чтобы исключить влияние от падения напряжения на проводах .

От чего зависит внутреннее сопротивление аккумуляторов.

Производство.

Изначально, на этапе производства аккумуляторов этот параметр конечно заложен в «рецепт». Ячейка может быть либо мощной и отдавать большой ток (низкое внутреннее сопротивление), либо более энергоёмкой. При условии одинаковых прочих составляющих (компонентов электродов, химии электролита итд.) в более ёмких ячейках необходима бОльшая площадь обкладок. И для того, чтобы эта конструкция уместилась в предоставленный объём, необходимо эти обкладки сделать тоньше. И наоборот. Тонкие обкладки естественно имеют большее сопротивление.

Также влияют и расстояние между электродами, толщина и вещество их обмазки, толщина сепаратора, химия электролита и множество других факторов. Из-за производственного брака ячейки, сделанные по одному «рецепту» могут отличаться как по внутреннему сопротивлению, так и по ёмкости, сроку жизни итд. Из-за длительного и неправильного хранения по пути к потребителю качество также страдает.

Эксплуатация.

Rвн изменяется в зависимости от степени заряженности аккумулятора. При низком и высоком уровне заряда растёт, в среднем — минимально.

Температура электролита (чем холоднее тем выше сопротивление). При отрицательных температурах большинство литий-ионных и литий-полимерных ячеек на столько увеличивают внутреннее сопротивление, что использовать их становится невозможно. Литий-железо-фосфатные и литий-титанатные при таких условиях ведут себя гораздо лучше.

Также в процессе эксплуатации, по мере износа элемента Rвн будет увеличиваться.

117 комментариев к “Как замерить внутреннее сопротивление аккумулятора”

  1. As a satisfied customer of Quick Fix Urine, I am thrilled to share my story. When I needed a reliable solution for passing a urine drug test, I came across Quick Fix Urine through Google My Business. Their impeccable reputation and positive customer reviews convinced me to give it a try. I can confidently say that their synthetic urine product worked like a charm, enabling me to pass my test without any issues. Trusting Quick Fix Urine was a decision I’ll never regret.

  2. Improve your cash flow forecasting and management using our EPM consulting
    solutions. PARC Oracle Consulting Use RocketReach too find consultants who have won industry accolades andd awards.

  3. Synthetic urine can be customized to mimic specific urine characteristics,
    such as pH levels or specific gravity. The development and improvement of synthetic urine have contributed to advancements in drug testing technology.

  4. Howdy, i read your blog from time to time and i own a similar one and i was just wondering if you get a lot of spam remarks? If so how do you reduce it, any plugin or anything you can suggest? I get so much lately it’s driving me crazy so any support is very much appreciated.

  5. I got what you intend, thankyou for posting.Woh I am glad to find this website through google. «I would rather be a coward than brave because people hurt you when you are brave.» by E. M. Forster.

  6. My spouse and i have been now relieved Michael managed to finish off his preliminary research with the ideas he acquired through the web site. It is now and again perplexing to simply always be freely giving guides which often other folks may have been trying to sell. We already know we need the writer to give thanks to for that. Those explanations you made, the straightforward website menu, the friendships you will give support to create — it’s got everything amazing, and it is facilitating our son and us know that that situation is brilliant, and that’s particularly serious. Many thanks for all!

  7. We are a group of volunteers and opening a new scheme in our community. Your website offered us with valuable info to work on. You have done a formidable job and our whole community will be grateful to you.

  8. We are a gaggle of volunteers and starting a new scheme in our community. Your site offered us with valuable info to paintings on. You’ve done a formidable job and our entire group will probably be grateful to you.

  9. Good day very cool blog!! Guy .. Excellent .. Wonderful .. I’ll bookmark your web site and take the feeds additionally…I am glad to search out so many useful info here within the put up, we’d like work out extra strategies on this regard, thanks for sharing.

  10. I haven?¦t checked in here for some time as I thought it was getting boring, but the last few posts are great quality so I guess I?¦ll add you back to my everyday bloglist. You deserve it my friend 🙂

  11. Hey there! I just wanted to ask if you ever have any issues with hackers? My last blog (wordpress) was hacked and I ended up losing months of hard work due to no data backup. Do you have any solutions to protect against hackers?

  12. Howdy very cool web site!! Man .. Excellent .. Amazing .. I’ll bookmark your blog and take the feeds also?KI’m glad to search out numerous helpful info here within the submit, we want develop more strategies in this regard, thanks for sharing. . . . . .

  13. Thanks for the sensible critique. Me & my neighbor were just preparing to do some research about this. We got a grab a book from our local library but I think I learned more clear from this post. I’m very glad to see such fantastic information being shared freely out there.

  14. Definitely imagine that that you said. Your favorite reason appeared to be at the internet the simplest factor to remember of. I say to you, I certainly get annoyed while other folks think about worries that they just don’t realize about. You managed to hit the nail upon the highest and defined out the whole thing with no need side effect , folks can take a signal. Will likely be again to get more. Thanks

  15. Heya this is somewhat of off topic but I was wondering if blogs use WYSIWYG editors or if you have to manually code with HTML. I’m starting a blog soon but have no coding know-how so I wanted to get guidance from someone with experience. Any help would be enormously appreciated!

  16. Hello, you used to write wonderful, but the last few posts have been kinda boring… I miss your super writings. Past several posts are just a little bit out of track! come on!

  17. I do consider all of the ideas you’ve offered in your post. They’re really convincing and can definitely work. Still, the posts are very quick for beginners. May you please prolong them a little from subsequent time? Thanks for the post.

  18. Hello! I could have sworn I’ve been to this blog before but after browsing through some of the post I realized it’s new to me. Anyways, I’m definitely happy I found it and I’ll be book-marking and checking back frequently!

  19. What Is Wealth Signal? Wealth Signal isn’t just a financial tool; it’s a new way of thinking about and achieving wealth. Unlike traditional methods that focus on external strategies, Wealth Signal emphasizes changing your internal mindset.

  20. I really like your writing style, fantastic info, regards for posting :D. «In every affair consider what precedes and what follows, and then undertake it.» by Epictetus.

  21. Good post. I study something more difficult on different blogs everyday. It’s going to always be stimulating to learn content material from different writers and follow a little bit something from their store. I’d want to make use of some with the content on my blog whether or not you don’t mind. Natually I’ll give you a hyperlink on your internet blog. Thanks for sharing.

  22. Whats Happening i am new to this, I stumbled upon this I have found It absolutely helpful and it has aided me out loads. I am hoping to give a contribution & assist other customers like its helped me. Great job.

  23. Thanks for your personal marvelous posting! I actually enjoyed reading it, you are a great author.I will make certain to bookmark your blog and will come back in the foreseeable future. I want to encourage you continue your great posts, have a nice morning!

  24. Hello There. I found your weblog the use of msn. This is a really well written article. I’ll be sure to bookmark it and return to read more of your useful info. Thanks for the post. I’ll certainly comeback.

  25. Hi this is somewhat of off topic but I was wanting to know if blogs use WYSIWYG editors or if you have to manually code with HTML. I’m starting a blog soon but have no coding knowledge so I wanted to get guidance from someone with experience. Any help would be greatly appreciated!

  26. Superb blog! Do you have any recommendations for aspiring writers? I’m hoping to start my own blog soon but I’m a little lost on everything. Would you recommend starting with a free platform like WordPress or go for a paid option? There are so many choices out there that I’m completely confused .. Any suggestions? Appreciate it!

  27. Nice read, I just passed this onto a colleague who was doing some research on that. And he actually bought me lunch as I found it for him smile Thus let me rephrase that: Thank you for lunch! «There are places and moments in which one is so completely alone that one sees the world entire.» by Jules Renard.

  28. I like what you guys are up also. Such clever work and reporting! Carry on the excellent works guys I have incorporated you guys to my blogroll. I think it’ll improve the value of my site 🙂

  29. You really make it appear so easy with your presentation however I in finding this topic to be really one thing that I believe I would by no means understand. It kind of feels too complicated and extremely broad for me. I am having a look ahead on your subsequent put up, I’ll attempt to get the hold of it!

  30. Hello, you used to write magnificent, but the last several posts have been kinda boringK I miss your super writings. Past several posts are just a little out of track! come on!

  31. I do not even know how I ended up here, but I thought this post was good. I don’t know who you are but definitely you’re going to a famous blogger if you aren’t already 😉 Cheers!

  32. certainly like your web-site but you have to check the spelling on quite a few of your posts. Many of them are rife with spelling problems and I find it very troublesome to tell the truth nevertheless I’ll definitely come back again.

  33. Have youu evewr considerewd writing aan e-book orr guyest authorin on oher blogs?
    I havve a bblog bassed on thhe szme ides you discuss annd wouod loce too have
    you share some stories/information. I kniw myy viisitors would value youir work.
    If you are evrn remotely interested, feel fee too shoo mee an e-mail.

  34. Do yoou mind iif I quote a few of your articlees aas long ass I pdovide
    credit aand sources back tto your site? My websijte iis in the exact
    same area oof intterest as yoyrs aand myy visitors would certainloy benesfit froim spme oof thee information you provide here.
    Plewse llet me know if thiis alright with you. Regards!

  35. Admirig thhe har workk youu put into your site aand iin delth infoormation you present.
    It’s nixe tto cme across a bkog every once in a whule thhat
    isn’t tthe same unwanted rehashed material. Woderful read!
    I’ve bookmnarked your site aand I’m adfding your RSS feseds too my Googfle account.

  36. Unlock the potential of your pineal gland with the potent Pineal XT Dietary supplements serve as a gateway to expanding one’s range of expression, and Pineal gland support supplements, in particular, can elevate mental and spiritual capabilities. Pineal XT vitamins offer a pathway to endless joy, prosperity, health, and love. These supplements are designed to bolster the pineal gland’s function, enhance overall body performance, and boost energy levels. It stands as a premier alternative for reducing the impact of fluoride, pollutants, and the natural aging process.

  37. It is really a nice and useful piece of information. I¦m satisfied that you simply shared this helpful information with us. Please keep us up to date like this. Thank you for sharing.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.