电池内阻的测量

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1、电池内阻的测量秦辉（河北北方学院理学院，河北张家口075000）摘要：介绍一种新的电池内阻测量方法—双电阻测量法，对该测量法选取电阻需满足的条件进行了推导。研制了一种基于该方法的电池内阻测量装置，本文详述其硬件组成和工作原理，给出了电路组成框图和程序流程图。该装置采用单片机智能控制，自动化程度高，测量快速准确，硬件结构简单，抗干扰性强，具有较高的稳定性和可靠性。关键词：电池内阻;测量方法；硬件设计；软件设计中图分类号：TM933文献标识码：AMeasuringInternalResistanceoftheBatteryQINHui(InstituteofSciences，

2、HebeiNorthUniversityZhangjiakou075000，China)Abstract：Anewmethodtomeasureinternalresistanceofthebattery—doubleresistancesmeasurmentmethodwasintroducedinthispaper.Requiredconditionsofchosingresistancesinthemethodwereworkedout.Anewkindofmeasuringdevicebasedonthemethodwasdeveloped.Hardwaresan

3、dworkingprinciplesofthedeviceweredescribedindetail,theframediagramofcircuitcostitutionandprocedurediagramweregiventoo.ControlledbySCM,thedevicecanworkautomatically,quicklyandaccurately.Thedevicehassimpleconstitution,highanti-interferenceperformance,andgoodstabilityandreliability.KeyWords：

4、Internalresistanceofthebattery；measurementmethod；softwaredesign；hardwaredesign.电池的容量与电池的内阻存在密切的关系。一般而言，电池的容量越大，内阻就越小，可见电池内阻的大小是衡量电池性能好坏的重要指标，准确测量电池内阻具有重要意义。目前，测量电池内阻的方法主要有加载降压法、短路电流法、不平衡电桥法、交流电流法、双量程测量法、电位差计法等。这些方法各有利弊，普遍的问题是测量步骤较繁琐，有些测量方法存在着不可忽视的测量误差，甚至某些测量方法（因电池放电时间过长等）对电池的寿命有一定影响。本文介绍一

5、种测量电池内阻的新方法—双电阻测量法，该方法较好地克服了上述缺点。作者设计并研制了一种基于该方法的电池内阻测量装置，这种装置可以快速、准确地测量电池的内阻。1.电池内阻的计算方法图1是由一节电池（内阻为r，电动势为E）与一只负载电阻R构成的电路。根据欧姆定律得：E/(r＋R)=U/R∴r=(E/U－1)R①2.电阻R的取值对测量误差的影响设电阻R的变化量为ΔR，电阻R两端电压的变化量为ΔU，利用公式①计算电池内阻r的绝对误差为Δr，则公式①可变为：r＋Δr=[E/(U+ΔU)－1]×(R＋ΔR)②内阻R的相对误差为：Δr/r=[E/(U+ΔU)－1]×(R＋ΔR)/r－1

6、③将①式代入③式得：Δr/r=[E/(U+ΔU)－1]×(R＋ΔR)/[(E/U－1)R]－1222=[R(U·E-U-U·ΔU)＋ΔR(U·E-U-U·ΔU)]/[R(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)]-122=[R(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)＋ΔR(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)－R·ΔU·E－ΔR·2ΔU·E]/[R(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)]-12=ΔR/R－(R·ΔU·E＋ΔR·ΔU·E)/[R(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)]2∴

7、Δr/r

8、≤

9、ΔR/R

10、＋

11、(R·ΔU·E＋ΔR·ΔU·E)/[R(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)]

12、2∵

13、(

14、R·ΔU·E＋ΔR·ΔU·E)/[R(U·E-U-U·ΔU＋ΔU·E)]

15、2=

16、(R＋ΔR)/R

17、×

18、1/[(U·E-U)/ΔU·E－U/E＋1]

19、22=

20、(R＋ΔR)/R

21、×

22、1/｛[E/4－(U－E/2)]/ΔU·E－U/E＋1｝

23、2显然要使内阻测量误差

24、Δr/r

25、最小，只需(U－E/2))最小，即U=E/2。由图1可知，欲使U=E/2，则有R=r。3.双电阻法测量电池内阻的原理由以上讨论可知，当图1中负载电阻R的取值等于电池内阻r时，由公式①计算所得的电池内阻测量误差

26、Δr/r

27、最小。可是电池内阻很小，一般良好的新电池内