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本帖最后由 hahx2008 于 2019-4-26 01:17 编辑
转眼之间天就开始热了，给大家科普一下电池内阻的小知识，希望对大家组电池有帮助，说错的欢迎拍砖。
电池作为普通使用的可移动直流电源，种类繁多，功能各异。在生产和使用环节除了需要了解电池的电压和容量，还需要了解内阻情况，以判断电池的最大电池供应能力，评估发热和保护。
比如常见的18650锂电池，分为2大类，一类是容量型电池，特点就是生产时就主要考虑增加容量，内阻大小作为非主要因素；另一类是动力型电池，主要提高电池的大电流放电能力，内阻大小是生产中考虑的主要因素。更是分为3C, 5C, 10C, 15C放电等多种等级。
如果是一个2000MAH的3C 锂电池，可以允许你以标称容量3倍的电流放光电池的能量，也就是2000MA*3=6A电流，那么放电的时间是20分钟。如果是5C则放电电流达到10A，只能放电12分钟，如果是10C的将达到20A电流，放光电池的能量只有6分钟，这个和许多遥控小飞机的放电时间是差不多的。
玩过遥控飞机的朋友都知道，刚飞完的小飞机电池是滚烫的，因为放电电流特别大发热也很大。
影响温度高低的主要因素就是电池的内阻和电池的散热。
电池的内阻：作为一个化学直流电源，与开关电源或变压器电源内阻是有区别的，化学电源除了电池本身材料的物理电阻，在放电的过程中，因为化学反应的原因还会产生极化内阻，具体的大家百度此处不多说。放电的时候，电池的实际内阻是物理电阻和极化电阻相加的结果。
一开始大家普通使用直流压降法或是电阻桥式电路来进行内阻的测量，也叫内阻的直流测量。
直流测量方式因为会受到极化内阻的影响，很难做到测量的一致化。因为物理电阻是基本上不变的，可是极化内阻对测量时电池放电电流大小，电压高低、温度的变化都非常敏感，比如厂家18650出厂时3.7伏25度0.1C 放电测出的内阻，到用户手里的时候即使是一样的测试条件，因为电池内部化学物质的运动而导致测试结果的偏差。
后来有人发现给电池加上1khz的100ma交流电流，再用交流电表测量电池2端的交流电压，因为交流电是极性不断变化的，就不会受到电池极化内阻的影响，多次测量的内阻值稳定度高，适合厂家和使用者多次验证，而且基本上不受电池电压和温度的影响，于是交流法内阻测量已经成了现在的标准方法。
而且电池生产厂家发现一个更大的好处，就是用交流法测出的电池内阻，因为没有包含极化内阻，数值远小于直流法测出的内阻。而在实际使用中，我们的电池组都是工作在直流供电的模式之下，极化内阻虽然在内阻测量环节被忽视，却在实际的充放电环节，真真切切的影响着我们。
一组20串三元72V20A的锂电充电到满电84V，用内阻仪测出的内阻可能是40mr，这是交流内阻，实际内阻有多大，可以看一下电动车满把起步时的压降，如果你的电动车控制器限流是30A，理论上40mr的内阻，压降应该是40mr*30A=1200MV=1.2伏，实际上我们可以看到，起步时的压降很大，远大于计算出来的1.2V。怎样粗略估算自己的电池实际内阻，可以用这样的方法：如果压降是从84掉到80V，则实际内阻就是4v/30A=0.133欧，133毫欧。这个时候电池组的发热功率是30*30*0.133=119.7W.是不是觉得有点大。
肯定有人会说，这是启动的时候，正常行驶的时候，电流只有15~20A，不会达到最大的30A电流。那么按18A计算，发热功率约为：18*18*0.133=43.09W。
那么，极化内阻的大小是什么决定的？这个有点复杂我也回答不了，我的认知里是极化内阻与电池种类有关，可能容量型电池的极化更大而动力型电池的要小一些；电池电压高的时候极化内阻小，电压低的时候大；温度高的时候极化内阻小而温度低的时候大。这是我猜的，不一定准。
极化内阻是电池厂家不会提供给你，却又不能忽视的一个重要参数，在计算电池发热量和散热设计的时候，不能上了厂家的当，单纯考虑电池厂家给你的交流内阻是不全面的，极化内阻可能比物理内阻的影响更大，发热也比理论计算出来的要高的多，这是关乎安全的大事，毕竟锂电池大家还是比较担心会不会爆。
过2天有空我准备找一些不同类型的电池测试一下，不同电池的极化内阻大小差异，然后发帖分享给大家。
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发表于 2019-4-26 01:00:03
发表于 2019-4-26 07:59:23