Compreensão do ensaio de resistência interna da bateria: um guia abrangente para engenheiros e equipas de aquisição

A resistência interna da bateria é um parâmetro crítico que afeta diretamente o desempenho, a eficiência e a vida útil das baterias.Medir com precisão a resistência interna e a tensão de circuito aberto de uma bateria é essencial para avaliar sua saúde e funcionalidadeEste guia aprofundará os princípios básicos, os métodos de ensaio, ose considerações para os engenheiros e profissionais de aquisição para melhor compreender e selecionar métodos e equipamentos de ensaio adequados para a resistência interna da bateria.

1Porquê testar a resistência interna da bateria e a tensão do circuito aberto?

Testar uma bateriaresistência internaetensão de circuito abertoA utilização de uma bateria para a produção de energia elétrica é um dos meios mais eficazes e eficazes de avaliar a qualidade da bateria.

• Resistência interna:
  A resistência interna de uma bateria reflete sua capacidade de resistir ao fluxo de corrente elétrica.

• Voltagem de circuito aberto (OCV):
  O OCV fornece informações sobre o nível de carga da bateria quando não está sob carga.

Através do teste destes dois parâmetros, é possível detectar problemas precocemente e prevenir falhas em aplicações críticas.

2Métodos comuns de ensaio da resistência interna da bateria

Dois métodos de ensaio da resistência interna da bateria são amplamente utilizados e baseiam-se em diferentes técnicas e princípios de medição:

• Método de injecção AC:
  Este método envolve a aplicação de um sinal de corrente alternada (CA) à bateria e a medição da sua impedância a uma frequência específica.Baterias de iões de lítio, que são sensíveis às flutuações de tensão e exigem medições precisas da resistência.

• Método de descarga de CC:
  Neste método, umcorrente contínua (DC)Este método é frequentemente utilizado em situações em que a bateria não é capaz de suportar a carga, e a queda de tensão é medida ao longo do tempo.Ensaios de carga precisosÉ necessário avaliar o desempenho da bateria em condições reais.

Ambos os métodos são eficazes para avaliar o desempenho da bateria, mas a sua aplicabilidade depende do tipo específico de bateria e da utilização prevista da medição.

3Princípios por trás do teste de resistência interna de CA

OMétodo de resistência interna ACopera com base no princípio deEspectroscopia de impedânciaEle mede as baterias.Impedância do vetorAplicando um pequeno sinal AC e analisando a resposta de tensão e corrente a uma frequência definida.Este método fornece informações mais precisas e detalhadas sobre o comportamento da bateria em diferentes condições de funcionamento.

• Modelo de impedância:
  O método AC baseia-se nummodelo de impedânciaque inclui componentes resistivos e reativos (capacitivos e indutivos).os engenheiros podem obter uma melhor compreensão de como a bateria irá funcionar em vários sistemas elétricos.

• Resistência de comunicação:
  Resistência à comunicaçãorefere-se aoresistência equivalenteda impedância da bateria quando representada noplano vetorialIsto ajuda os engenheiros a interpretar como a bateria se comportará em aplicações práticas, particularmente em sistemas de comunicação ou eletrónica de potência.

4Comparação dos métodos de ensaio AC e DC

Embora ambos os métodos avaliem o desempenho da bateria, eles o fazem com base em modelos e abordagens diferentes.

• Método AC:
  O método AC é preferido paraBaterias de lítioe outras substâncias químicas sensíveis, uma vez que fornece dados de impedância mais detalhados, o que é crucial para compreender como a bateria reage sob frequências variáveis.

• Método DC:
  O método de descarga de CC é tipicamente utilizado paraBaterias de alta capacidadeou aplicações em queEnsaios de carga no mundo realÉ necessária, como nos sistemas de armazenamento de energia.

Em resumo, embora ambos os métodos sejam eficazes, aMétodo ACé geralmente a escolha preferida para os testesBaterias de iões de lítio, devido à sua maior precisão na detecção da resistência interna nomicro-ohmnível.

5Frequência típica de ensaio de resistência à comunicação

Pararesistência à comunicaçãotestes, a frequência de testes comumente utilizada é1 kHzEsta frequência é ideal para avaliar o comportamento dinâmico da maioria dos tipos de baterias em condições de funcionamento típicas.Frequências mais elevadas são frequentemente utilizadas para medições precisas em aplicações especializadas, tais comoCircuitos de RFesistemas de energia avançados.

6Equipamento para ensaio de resistência de CC

Para testarResistência de CC, aTeste de carga electrónica em CCequipado comcapacidade de medição da resistência interna da bateriaEstes testadores são concebidos para aplicar umacarga constante de CCpara a bateria e medir a queda de tensão correspondente, que pode ser utilizada para calcular a resistência interna.

Ao escolher equipamento, é essencial considerar oFaixa de carga de ensaioeprecisãoPara garantir resultados fiáveis, especialmente para baterias de grande capacidade ou aplicações críticas.

7Impacto das correntes de Eddy na precisão dos testes

As correntes de redemoinho podem interferir na precisão dos testes de resistência interna, especialmente emmedições de CA de alta frequênciaEstas correntes podem criar campos magnéticos localizados que podem alterar a resposta de tensão, levando a medições incorretas.

Condições para a ocorrência de correntes de Eddy:

• Presença desuperfícies metálicasperto do plano do laço (menos de 10 cm)
• Material metálico no interior do circuito de ensaio

Impacto na precisão dos ensaios:
As correntes de redemoinho podem conduzir a uma redução da precisão do ensaio, causandodesvio de correnteOs engenheiros devem assegurar que o ambiente de ensaio esteja livre de objetos metálicos que possam gerar estas correntes indesejadas.

8Por que usar o método de quatro sondas?

OQuatro terminaisouQuatro sondasO método é utilizado para a medição precisa da resistência interna da bateria, em especial para asmilímetrosemicro-ohmEste método minimiza o impacto da resistência de contato através da utilização de caminhos separados para medições de corrente e tensão, garantindo resultados mais precisos.

• Limitações de duas sondas:
  Enquanto umDual-sondaO método é suficiente para omedições de impedânciaNaNível Ω, não fornece a sensibilidade necessária para a mediçãoNível mΩResistências típicas dos ensaios de baterias.

Conclusão: Informações técnicas e aquisições

ParaEngenheiroseequipas de aquisição, compreensão dos métodos e equipamentos de ensaioresistência interna da bateriaA utilização de uma bateria de alta potência é crucial para garantir um desempenho e uma longevidade ótimos.Método de injecção ACé geralmente preferido paraBaterias de iões de lítioA utilização de uma solução química de alta precisão, que permite a obtenção de uma alta precisão a baixos níveis de resistência.Método de descarga de CCÉ mais adequado para baterias de grande capacidade e ensaios práticos de carga.

Ao escolher equipamentos, considere fatores como:precisão de medição,resposta de frequência, ecompatibilidade com tipos de bateriasAlém disso, compreender o impacto potencial decorrentes turbulentase utilizando ométodo de quatro sondasA utilização de métodos de medição precisos contribuirá para garantir medições fiáveis e precisas.

Ao incorporar estas considerações na sua estratégia de ensaios, poderá avaliar melhor a saúde das baterias e tomar decisões informadas tanto para asdesenvolvimento técnicoeprocessos de aquisição.