Об Измерении Внутреннего Сопротивления Аккумулятора

[Григорий Т.]

Тяжёлый случай...

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Юрий В]

Тяжёлый случай...

А вот как ведет себя такой аккумулятор при значительно большей нагрузке:

Uхх = 1,319 В, Rн = 2 Ома, Uн = 1,205 В, Iн = 0,6 А.

Итак, внутреннее сопротивление аккумулятора в этом режиме - Rвн = 0,19 Ом.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[cordially]

Схема для измерения ёмкости аккумулятора

Внутреннее сопротивление зависит от электрохимических процессов внутри элемента,

в том числе и от тока. Если при реальной нагрузке Rн аккумулятор даёт ток Iн,

то внутреннее сопротивление Rвн определяется по закону Ома:

Rвн + Rн = Uном / Iн

Напряжение холостого хода Uxx для оценки внутреннего сопротивления не годится.

Например, для NiMh аккумулятора Uном=1.2в. Это напряжение долго держится

довольно стабильным по мере разряда. А Uxx может быть от 1.3 до 1.45в.

Uxx ещё подходит потому, что нельзя определить сопротивление,

если нет тока. Однако, что такое Uном тоже не совсем ясно.

Изменено 20 июля, 2011 пользователем cordially

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Alkarn]

При такой методике при измерении свежезаряженного аккумулятора с напряжением 1,4 - 1,45 вольт запросто получится внутреннее сопротивление отрицательной величиной.

[cordially]

При такой методике при измерении свежезаряженного аккумулятора с напряжением 1,4 - 1,45 вольт запросто получится внутреннее сопротивление отрицательной величиной.

Это верно. Но если подставить Uном=Uxx то получится та же формула,

что в первом посте темы. Проблема этой формулы в том, что при U=Uxx тока нет,

а Rвн надо определять при "рабочем токе" Iн.

Можно сделать так

1) Измеряем ток Iн при подключенном сопротивлении Rн

Например Rн = 1 ом

2) Измеряем ток Iн+dI при немного увеличенном сопротивлении Rн+dR

Например Rн+dR = 1.2 ома

Если dR>0, то dI<0

3) Теперь неясную величину Uном можно исключить из системы уравнений

(Rвн + Rн) * Iн = Uном

(Rвн + Rн + dR) * (Iн + dI) = Uном

Получим Rвн = - Iн * dR/dI - Rн

При Rвн=0 получится Rн/Iн = -dR/dI

Если измерять не сопротивление Rн, а только напряжение Uн и ток Iн,

то формула станет ещё яснее

Rвн = - dU/dI

При Rвн=0 получится dU=0 то есть U=const

Изменено 20 июля, 2011 пользователем cordially

[Alkarn]

Почти согласен. Непонятно только, зачем вообще нужно Uном. Измеряем реальные напряжения U1 и U2 на клеммах при нагрузках R1 и R2, измеряем реальные токи J1 и J2, и считаем систему. Получаем реальное внутреннее сопротивление при данном токе нагрузки.

[cordially]

Измеряем реальные напряжения U1 и U2 на клеммах при нагрузках R1 и R2, измеряем реальные токи J1 и J2

... Получаем реальное внутреннее сопротивление при данном токе нагрузки.

Согласен

Rвн = (U2-U1) / (J1-J2)

[Юрий В]

И еще один эксперимент:

Аккумулятор GP2100 шунтируем резистором 5,2 Ом (постоянная нагрузка), а для контроля Rвн время от времени подключаем к нему и резистор 12,5 Ом (сопротивление обоих этих резисторов уточняют цифровым омметром). Напряжение на аккумуляторе в паузе и в режиме контроля измеряем 4-х разрядным цифровым вольтметром.

Результат: в начальной фазе разрядки аккумулятора имеем Rвн = 0,23 Ом (по-прежнему много больше фирменных 0,013...0,027 Ом!), в заключительной (при Uн < 1,15 В ) Rвн начинает расти, достигая Rвн = 0,57 Ом (при Uн = 1,03 В).

[cordially]

в начальной фазе разрядки аккумулятора имеем Rвн = 0,23 Ом

Это как посчитано? С использованием Uxx или

по формуле, с которой мы согласились:

Rвн = (U2-U1) / (J1-J2) = (U2-U1) / (U1/R1 - U2/R2)

Правильно, что к концу разряда внутреннее сопротивление увеличивается.

Если внутреннее сопротивление равно нулю, то напряжение не зависит

от нагрузки, а в конце разряда оно ещё как зависит!

[Юрий В]

в начальной фазе разрядки аккумулятора имеем Rвн = 0,23 Ом

Это как посчитано?

Считаем в два приема:

1. Сначала вычисляем R* = (Uн1 - Uн2)Rк / Uн2, где: Uн1 - напряжение на аккумуляторе в паузе, а Uн2 - напряжение на нем при измерении, т.е. при подклюяении к аккумулятору и контрольного резистора Rк;

2. Затем Rвн = Rн R* / (Rн - R*), где Rн - сопрротивление постоянно подключенной к аккумулятору нагрузки.

[cordially]

R* = (Uн1 - Uн2)Rк / Uн2,

где: Uн1 - напряжение на аккумуляторе в паузе,

а Uн2 - напряжение на нем при измерении

Rвн = Rн R* / (Rн - R*)

где Rн - сопрротивление постоянно подключенной к аккумулятору нагрузки

Кажется правильно.

Тоже попробовал измерить Rн аккумулятора АА фирмы Degen 1400 ма*час

На нагрузке Rн=2.4 ом напряжение получилось Uн1=1.106 V

Добавил параллельно резистор 22 ом. Получил Uн2=1.098 V

Итого

dI = 1.1 в / 22ом = 0.05 А

dU = 1.106-1,098 = 0.008 V

Rвн = dU / dI = 0.16 ом

Я измерил наряжение прямо на аккумуляторе,

и оно оказалось 1.19 V - на 0.08V выше, чем на резисторе.

Так что 0.16ом - это сопротивление

использованных проводков и плохих контактов

Опыт надо повторить с хорошими контактами.

Наверно и у вас были потери на контактах 0.1-0.2V

Для улучшения контактов наверно надо использовать

пайку или фирменные зажимы типа WAGO на 32А.

И аккумулятор должен быть подключен через толстые

медные пружинные контакты.

Бывают аккумуляторы с приваренными проводками.

Для нашего опыта - то что надо, но у меня такого нет.

Если удастся улучшить результат, напишу.

Изменено 14 августа, 2011 пользователем cordially

[Юрий В]

На самом деле чуть больше - 0,17 Ом. Конечно, контакты с аккумулятором должны быть очень хорошими (полезно покрутить его в обойме). Признак хороших контактов (обоих) - напряжение на резисторах не должно отличаться от измеренного непосредственно на выводах аккумулятора. С проводами проще: провод сечением 1 кв. мм и длиной 0,57 метра имеет сопротивление 0,01 Ом.

Полное цитирование предыдущего поста.

Ридонли 3 дня.

[Юрий В]

[quote

Я измерил наряжение прямо на аккумуляторе,

и оно оказалось 1.19 V - на 0.08V выше, чем на резисторе.

Похоже, что Вы использовали стандартную обойму для АА элемента. Примерно таким сопротивлением обладает пружина ее минусового вывода. Воткните между нею и "дном" аккумулятора металлическую пластину и подключите ее качесте минусового вывода.

[noise1]

Сколько написано. Такие маленькие величины сопротивления! Вопрос, с какой точностью измеряется напряжение, нагрузочный резистор на сколько изменяет своё сопротивление при прохождении через него тока( вероятно он нагревается). С какой точностью измеряется сопротивление нагрузки? Какой класс точности приборов? Посмотрите ТО на приборы и посчитайте погрешности при измерении таких величин. В общем все измерения полная ерунда.

[Юрий В]

...Вопрос, с какой точностью измеряется напряжение, нагрузочный резистор на сколько изменяет своё сопротивление при прохождении через него тока( вероятно он нагревается). С какой точностью измеряется сопротивление нагрузки? Какой класс точности приборов? Посмотрите ТО на приборы и посчитайте погрешности при измерении таких величин. В общем все измерения полная ерунда.

На Rн рассеивается 0,2...0,33 Вт (это - к "нагреву"). К тому же, точность измерения Rн большого значенеия не имеет, поскольку Rн >> Rвн (Rн вляет на Rвн лишь во втором знаке). Не требуется здесь и высокая точность самого вольтметра, поскольку мы сравнивыаем тут же и им же измеренные два напряжения. К тому же, при каких-либо сомнениях измерения можно повторить.

Хотим мы того или нет, но измерять Rвн нужно. Хотя бы для того, чтобы не удивляться странному поведению того же фотоаппарата. Если я вставлю в свой Nikon пару свежезаряженных аккумуляторов с суммарным Rвн = 0,5 Ом, то работать он не будет (реакция при включении: объектив выдвигается и тут же прячется обратно). Ну и, конечно, чтобы не покупать аккумуляторное барахло, изначально имеющее Rвн = 0,3...0,5 Ом.

[noise1]

Он видите ли одним прибором измеряет! Во первых, в цифровых уже заложена погрешность +/- 1 в последнем разряде, вы просто в данном случае можете исключить систематическую погрешность, если знать её величину,существует еще случайная погрешность и т.д. Заглянуть в ТО на прибор не судьба? В общем метрология для Вас - темный лес, это не на бумаге формулы писать. Двигатель скорее всего через схему управления запитан, одинаковые по габаритам аккумуляторы имеют различную емкость, поэтому смотреть надо , что покупаете и брать в соответствии с ТО на изделие(фотоаппарат) а не заниматься ерундой.

[Юрий В]

Он видите ли одним прибором измеряет! Во первых, в цифровых уже заложена погрешность +/- 1 в последнем разряде, вы просто в данном случае можете исключить систематическую погрешность...поэтому смотреть надо , что покупаете и брать в соответствии с ТО на изделие(фотоаппарат) а не заниматься ерундой.

Вот для того, чтобы не болтаться в пределах "+/- 1 в последнем разряде" и взят такой контрольный резистор Rк, чтобы даже для Rвн = 0,1 Ом разность показаний вольтметра (Uн1-Uн2) была бы равна 10 (десяти!) единицам.

Что же касается "брать в соответствии с ТО", то взять можно лишь то, что дадут. А дадут лишь то, что посчитают нужным. Попробуйте, например, узнать у фирмы Uпит мин имп - порог срабатывания ее фотоаппаратов на выключение...

[Григорий Т.]

Юрий В, а в вашем фотоаппарате случайно не сбилась опция, в которой выбирается тип используемой батареи?

[Юрий В]

Юрий В, а в вашем фотоаппарате случайно не сбилась опция, в которой выбирается тип используемой батареи?

Их три: 1. Щелочные,

2. NiMH,

3. Литиевые.

Выбрано (и стоит) NiMH.

[Юрий В]

Это как посчитано?

Считаем в два приема:

1. Сначала вычисляем R* = (Uн1 - Uн2)Rк / Uн2, где: Uн1 - напряжение на аккумуляторе в паузе, а Uн2 - напряжение на нем при измерении, т.е. при подклюяении к аккумулятору и контрольного резистора Rк;

2. Затем Rвн = Rн R* / (Rн - R*), где Rн - сопрротивление постоянно подключенной к аккумулятору нагрузки.

Поскольку в такой конфигурации измерения Rвн легко проследить за его изменением по мере разрядки аккумулятора (здесь - GP2700), то нижеследующий фрагмент может представлять интерес:

[Юрий В]

Это как посчитано?

Считаем в два приема:

1. Сначала вычисляем R* = (Uн1 - Uн2)Rк / Uн2, где: Uн1 - напряжение на аккумуляторе в паузе, а Uн2 - напряжение на нем при измерении, т.е. при подклюяении к аккумулятору и контрольного резистора Rк;

2. Затем Rвн = Rн R* / (Rн - R*), где Rн - сопрротивление постоянно подключенной к аккумулятору нагрузки.

Поскольку в такой конфигурации измерения Rвн легко проследить за его изменением по мере разрядки аккумулятора (здесь - GP2700), то нижеследующий фрагмент может представлять интерес:

Меня удивляет отсутствие какой-либо реакции на это сообщение. Может быть прикрепленное изображение нужно набрать напрямую?..

[Борисыч44]

У меня в телефоне стояли именно GP2700, через пару месяцев они стали терять емкость и работали меньше Duracell 1700, а через полтора года вообще отказались заряжаться и в телефоне и в Дюраселовской зарядке (автомат), сейчас заряжаю их 2А несколько циклов до нагрева ~40-45гр и в дистанционку их.

Изготовителей фотиков не волнуют проблемы батареек, они гарантируют качество снимка на еще хорошем питании - "к пуговицам претензии есть?" (С)

[Юрий В]

1. Сначала вычисляем R* = (Uн1 - Uн2)Rк / Uн2, где: Uн1 - напряжение на аккумуляторе в паузе, а Uн2 - напряжение на нем при измерении, т.е. при подклюяении к аккумулятору и контрольного резистора Rк;

2. Затем Rвн = Rн R* / (Rн - R*), где Rн - сопрротивление постоянно подключенной к аккумулятору нагрузки.

Поскольку в такой конфигурации измерения Rвн легко проследить за его изменением по мере разрядки аккумулятора (здесь - GP2700), то нижеследующий фрагмент может представлять интерес:

Поначалу казалось, что быстрый рост внутреннего сопротивления (Rвн) аккумулятора про мере разряда - особенность лишь NiMH аккумуляторов. Но это не так.

Привожу зависимость Rвн от напряжения на аккумуляторе Uн1 в конце разряда для NiCd аккумулятора типа VARTA емкостью 750 mAh:

Uн1 (В)................... Rвн (Ом)

1,145 ....................... 0,14

1,140........................ 0,18

1,135........................ 0,19

1,130........................ 0,20

1,120........................ 0,23

1,115 ....................... 0,25

1,105........................ 0,32

1,090........................ 0,45

1,070........................ 0,55

1,050........................ 0,72

Обычно мы объясняем непродолжительную работу аккумулятора тем, что со временем он теряет емкость. Но похоже, что есть более существенная причина. Это рост его внутреннего сопротивления.

И особенно быстрый - в конце разряда (см. таблицу). Именно этим обьясняется автоматическое отключение цифровых устройств (большие импульсные токи!) при напряжении на аккумуляторе,

явно превышающем законный минимум 0,9 В (номинальная емкость аккумулятор предполагает его разряд до 0,9 вольт).

Изменено 13 сентября, 2011 пользователем Юрий В

[Валерій1966]

Читал и сам пробовал,измерял ради интереса внутреннее сопротивление батареек и аккумуляторов к моб.телефонам ESR-метром через заведомо исправный конденсатор.У старых аккумуляторов сопрот.увеличено.

Изменено 13 сентября, 2011 пользователем Валерій1966

[Борисыч44]

Ради прикола решил измерить ESR и другие реактивности зараженного NiCd акк GP1000 - оказалось, что внутреннее с-е меняется от 160 (на 20Гц) до 100мОм (на 10кГц) эквивалентная емкость переваливает за 1Ф!!! на 20Гц, но быстро падает и на 100гц уже ~ 150000мкФ, а среднее значение 18000мкФ, а tg находится в пределах 10-30, выше 10кГц Z принимает индуктиный характер эквивалентный 6см провода на 22кГц