ups電源電池內(nèi)阻不是常數(shù)，它在放電過(guò)程中根據(jù)活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和電池溫度以及放電時(shí)間而變化。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻(R。)和電極在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)出的極化內(nèi)阻(R)。歐姆內(nèi)阻主要由電極材料、電解液、隔膜的內(nèi)阻及各部分零件的接觸電阻組成。它的阻值與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、電極的成形方式以及裝配的松緊度有關(guān)。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律。極化內(nèi)阻是指化學(xué)電源的正極與負(fù)極在電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)由于極化所引起的內(nèi)阻。它是電化學(xué)極化和濃差極化所引起的電阻之和。極化內(nèi)阻與活性物質(zhì)的本性、電極的結(jié)構(gòu)、電池的制造工藝有關(guān)，尤其是與電池的工作條件密切相關(guān)，放電電流和溫度對(duì)其影響很大。在大電流密度下放電時(shí)，電化學(xué)極化和濃差極化均增加，甚至可能引起負(fù)極的鈍化，極化內(nèi)阻增大。低溫對(duì)電化學(xué)極化、離子的擴(kuò)散均有不利影響，故在低溫條件下電池的極化內(nèi)阻也增大。因此，極化內(nèi)阻并非是一個(gè)常數(shù)，而是隨放電率、溫度等條件的改變而改變。電池內(nèi)阻較小，在許多工況下常常忽略不計(jì)，但新能源汽車用動(dòng)力電池常常處于大電流、深放電工作狀態(tài)，內(nèi)阻引起的電壓降較大，此時(shí)內(nèi)阻對(duì)整個(gè)電路的影響不能忽略。根據(jù)電池內(nèi)阻的構(gòu)成，電池產(chǎn)生極化現(xiàn)象有三個(gè)方面的原因。
(1)歐姆極化 充放電過(guò)程中，為了克服歐姆內(nèi)阻，外加電壓就必須額外施加一定的電壓以克服阻力，推動(dòng)離子遷移。該電壓以熱的方式轉(zhuǎn)化給環(huán)境，出現(xiàn)所謂的歐姆極化現(xiàn)象。隨著充電電流急劇加大，歐姆極化將造成電池在充電過(guò)程中溫度升高。
(2)濃度極化 電流流過(guò)電池時(shí)，為了維持正常的反應(yīng)，最理想的情況是電極表面的反應(yīng)物能及時(shí)得到補(bǔ)充，生成物能及時(shí)離去。實(shí)際上，生成物和反應(yīng)物的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上化學(xué)反應(yīng)速度，從而造成極板附近電解液濃度發(fā)生變化。也就是說(shuō)，從電極表面到中部溶液，電解液濃度分布不均勻，這種現(xiàn)象稱為濃度極化。
(3)電化學(xué)極化 這種極化是由于電極上進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)的速度，落后于電極上電子運(yùn)動(dòng)的速度。例如，電池的負(fù)極在放電前，電極表面帶有負(fù)電荷，其附近溶液帶有正電荷，兩者處于平衡狀態(tài)。放電時(shí)，立即有電子釋放給外電路，電極表面負(fù)電荷減少，而金屬溶解的氧化反應(yīng)(Li-e→L.i)進(jìn)行緩慢，不能及時(shí)補(bǔ)充電極表面電子的減少，電極表面帶電狀態(tài)發(fā)生變化。這種表面負(fù)電荷減少的狀態(tài)促進(jìn)金屬中電子離開(kāi)電極，金屬離子Li”轉(zhuǎn)入溶液，加速Li-e→L 反應(yīng)進(jìn)行，以達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡。但與放電前相比，電極表面所帶負(fù)45

ups電源電荷數(shù)目減少，與此對(duì)應(yīng)的電極電位變正。也就是電化學(xué)極化電壓變高，從而嚴(yán)重阻礙了正常的充電電流。同理，電池正極放電時(shí)，電極表面所帶正電荷數(shù)目減少，電極電位變負(fù)。ups電源內(nèi)阻的測(cè)試原理是通過(guò)對(duì)電池或電池組施加較大的電流(充電或放電)，持續(xù)較短時(shí)間、在電池內(nèi)部還沒(méi)有達(dá)到完全極化的情況下，根據(jù)施加電流前后電池的電壓變化和施加的電流，計(jì)算電池的直流內(nèi)阻。測(cè)試直流內(nèi)阻時(shí)必須選擇好四個(gè)參數(shù)：電流(或采用的倍率)、脈沖時(shí)間、荷電狀態(tài)(SOC)和測(cè)試環(huán)境溫度。這些參數(shù)的變化對(duì)直流內(nèi)阻有較大的影響。直流內(nèi)阻不僅包括電池的歐姆內(nèi)阻，還包括電池的一些極化電阻。而電池的極化受電流、時(shí)間等影響比較大。目前常用的直流內(nèi)阻測(cè)試方法有以下三個(gè)：
1)ups電源電池測(cè)試手冊(cè)》中的HPPC測(cè)試方法。測(cè)試持續(xù)時(shí)間為10s，施加的放電電流為5C或更高，充電電流為放電電流的75%，具體電流的選擇根據(jù)電池的特性來(lái)制定。
2)ups電源測(cè)試方法。ups電源后也應(yīng)用于鋰離子電池：首先ups電源電池的電流-電壓特性曲線，ups電源電流對(duì)設(shè)定SOC下的電池進(jìn)行交替充電或放電，充電或放電時(shí)間都為10s，計(jì)算電池的直流內(nèi)阻。
3)ups電源中提出的測(cè)試方法。測(cè)試持續(xù)時(shí)間為5s，充電測(cè)試電流為3C，放電測(cè)試電流為9C。

ups電源兩種測(cè)試方法各有特點(diǎn)|采用0-10C系列電流，可以避免采用單一電流產(chǎn)生的結(jié)果偏差，其假定電池內(nèi)阻的主要成分是近似恒定的歐姆阻抗，因此在放電倍率較低情況下，可靠性較高。實(shí)際上，在電池高倍率充放電時(shí)，整個(gè)電池反應(yīng)的速率控制步驟由小倍率下的電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程控制變?yōu)閭髻|(zhì)過(guò)程控制，電池的內(nèi)阻構(gòu)成中不僅有電池本體歐姆內(nèi)阻，還有極化反應(yīng)內(nèi)阻等，并且隨電流和脈沖時(shí)間發(fā)生變化。2022-05-14

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