铅酸蓄电池内阻模型.docx

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1、铅酸蓄电池内阻模型铅酸蓄电池的内阻受到制造工艺、材料以及结构等许多因素的影响，导致内阻模型复杂。由于铅酸蓄电池具有化学特性，因此其内阻不能简单的理解成为单纯的电阻。每个电池内阻模型的建立都是基于很多数学和化学的假设。我们知道，铅酸蓄电池内部电极主要是由铅板及其氧化物组成，电解液是硫酸。由此可见，铅酸蓄电池的内阻就分为欧姆内阻和极化内阻。极化内阻就是铅酸蓄电池内部电极在进行电化学反应时产生的电阻。由于铅酸蓄电池的电极是多孔状的，并且是由多个电极并联起来的。因此铅酸蓄电池的欧姆内阻不但包括电极电阻，电解液电阻，还包括电离子穿过隔膜微孔时所受

2、到的阻力，正负极与隔离层的接触电阻，连接条和极柱等全部零部件的电阻。极化电阻包括电化学电阻和浓差极化电阻。电化学极化电阻是由电极附近液层中参与反应或生成离子的浓度变化而引起，发生电化学反应时，反应离子的浓度总是在变化,因而它的数量也会随之变化，测量方法的不同、测量时间的不同，其测量的结果都是不同的。浓差极化电阻是由反应离子进行电化学反应引起，其在充放电过程中电阻是变化的。研究表明，随着蓄电池充电过程的进行，内阻逐步减小，随着放电过程的进行，内阻逐步增多。经典的铅酸蓄电池内阻阻等效模型是经过对其电化学阻抗分析得到的，如下图1所示：图1铅酸

3、蓄电池内阻等效模型图1所示电路中，L1为电极产生的电感，其值得范围为0.05到0.2mh，一般情况下电感在高频时影响较大，由于我们目前使用的电池设备中，频率的范围较低，故电感的影响可以忽略不计。R1是电解液中电子转移时遇到的阻力形成的电阻，此电阻值受到电解液与电极板表面的化学反应程度影响。R2是分析阻抗，用来表示反应物的扩散特性，是一个低频物件。C1是电解液中的平板导体间形成的电容，其典型值为100AH/1.3-1.7F。R3是金属电阻（包括汇流排、极柱、板栅等）。R4是电解液的电阻。根据以上的分析可以看出，当电流流过电池内部时，电池内

4、部电流传导就形成了化学路径和金属路径。根据电流传导路径的不同，又将电池的内阻进行了简化，如图2所示：图2简化内阻模型在图2中，将电感和分析阻抗省略。R1是铅酸蓄电池的欧姆内阻，R2为铅酸蓄电池的极化内阻，C1为铅酸蓄电池的极化电容。C1的值根据电池的容量来定，与容量的大小成正比，典型值为1.5F/100AH。