多項研究表明蓄電池歐姆內阻與蓄電池健康狀態有(you)著比(bi)較緊(jin)密的(de)聯系。我們通過對(dui)蓄電(dian)(dian)(dian)池的(de)十多年的(de)研究過程，同樣認為蓄電(dian)(dian)(dian)池的(de)歐姆內阻對(dui)蓄電(dian)(dian)(dian)池的(de)健康狀(zhuang)態(tai)描述的(de)準確(que)度(du)有(you)重要(yao)作用。那么(me)為什么(me)蓄電(dian)(dian)(dian)池歐姆內阻如此重要(yao)？蓄電(dian)(dian)(dian)池歐姆內阻與普通用電(dian)(dian)(dian)阻有(you)何不(bu)同？
電(dian)(dian)(dian)阻(zu)（Resistance，通常(chang)用(yong)“R”表(biao)示），是一個物理(li)量，在物理(li)學中(zhong)表(biao)示導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)對(dui)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)阻(zu)礙作(zuo)用(yong)的(de)(de)大(da)(da)小。導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)越(yue)大(da)(da)，表(biao)示導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)對(dui)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)阻(zu)礙作(zuo)用(yong)越(yue)大(da)(da)。不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)，電(dian)(dian)(dian)阻(zu)一般不(bu)(bu)同(tong)(tong)，電(dian)(dian)(dian)阻(zu)是導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)本身的(de)(de)一種特性。電(dian)(dian)(dian)阻(zu)將(jiang)會導(dao)(dao)(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)流(liu)(liu)(liu)通量的(de)(de)變化，電(dian)(dian)(dian)阻(zu)越(yue)小，電(dian)(dian)(dian)子(zi)流(liu)(liu)(liu)通量越(yue)大(da)(da)，反(fan)之亦(yi)然。我們通常(chang)用(yong)歐(ou)姆(mu)定律計算電(dian)(dian)(dian)阻(zu)：在同(tong)(tong)一電(dian)(dian)(dian)路中(zhong)，通過某段(duan)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)跟這(zhe)段(duan)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)兩端的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓成正(zheng)比(bi)(bi)，跟這(zhe)段(duan)導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)成反(fan)比(bi)(bi)。
導(dao)體內的(de)(de)自由電(dian)(dian)子(zi)在運(yun)動(dong)中不斷和晶格節點上做熱(re)振子(zi)的(de)(de)正(zheng)離子(zi)相碰撞，使電(dian)(dian)子(zi)運(yun)動(dong)受到阻(zu)礙，因而就具有了(le)一定(ding)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)。我(wo)們可以理解自由電(dian)(dian)子(zi)在確定(ding)壓降的(de)(de)激勵下，形成(cheng)定(ding)向流(liu)動(dong)，而這個流(liu)動(dong)過程通常(chang)被導(dao)體本(ben)身（材質(zhi)、橫截(jie)面(mian)積、長度(du)）限制。就像(xiang)是道路(lu)對車(che)(che)輛行(xing)駛的(de)(de)限制，地(di)面(mian)平整程度(du)和障礙物(wu)影(ying)響(xiang)(xiang)車(che)(che)輛的(de)(de)平均速度(du)，道路(lu)寬(kuan)度(du)影(ying)響(xiang)(xiang)車(che)(che)流(liu)量，道路(lu)長度(du)影(ying)響(xiang)(xiang)車(che)(che)輛行(xing)駛這段路(lu)程的(de)(de)總時間。
我(wo)們(men)把(ba)蓄電(dian)(dian)池內阻分(fen)為歐姆內阻和"電(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)移電(dian)(dian)阻"。極板的(de)化學反應動力學的(de)電(dian)(dian)阻項稱為 "電(dian)(dian)荷(he)轉(zhuan)移電(dian)(dian)阻"，在放電(dian)(dian)時會起作用。而(er)電(dian)(dian)池本(ben)身(shen)的(de)好壞并是電(dian)(dian)池內部綜合(he)狀態(tai)決定(ding)的(de)，因此(ci)我(wo)們(men)主要分(fen)析電(dian)(dian)池的(de)歐姆內阻。
蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池本身是一(yi)個復雜的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)體(ti)，通(tong)過化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)實(shi)現電(dian)(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)(de)(de)充放與存儲(chu)。如果把(ba)電(dian)(dian)(dian)(dian)池看作一(yi)個導(dao)體(ti)，電(dian)(dian)(dian)(dian)池正(zheng)(zheng)負極(ji)柱(zhu)(zhu)看作導(dao)體(ti)的(de)(de)(de)(de)兩端，那么(me)電(dian)(dian)(dian)(dian)池歐姆(mu)內(nei)(nei)阻(zu)可以理解為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)池內(nei)(nei)部參(can)與化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)物質在同樣(yang)電(dian)(dian)(dian)(dian)路激(ji)勵下(xia)，反(fan)應(ying)速(su)度(du)和(he)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)充分(fen)程(cheng)度(du)。參(can)與化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)相當于(yu)導(dao)體(ti)內(nei)(nei)部的(de)(de)(de)(de)自由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)，這些“自由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)”在電(dian)(dian)(dian)(dian)池內(nei)(nei)正(zheng)(zheng)負極(ji)柱(zhu)(zhu)間的(de)(de)(de)(de)流通(tong)能力即電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)歐姆(mu)內(nei)(nei)阻(zu)，取決于(yu)“自由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)”數量(liang)、通(tong)過電(dian)(dian)(dian)(dian)池內(nei)(nei)部的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)，也可理解為(wei)(wei)取決于(yu)某一(yi)時刻電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結構綜合(he)狀態。因此我們有必(bi)要了解一(yi)下(xia)蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結構。
蓄電池(chi)內(nei)部用(yong)填滿(man)海綿狀鉛(qian)(qian)的(de)(de)鉛(qian)(qian)基(ji)板柵(zha)(zha)（又稱格子體）作負極(ji)，填滿(man)二氧化鉛(qian)(qian)的(de)(de)鉛(qian)(qian)基(ji)板柵(zha)(zha)作正極(ji)，并用(yong)密度(du)1.26--1.33g/mlg/ml的(de)(de)稀硫酸作電解質(zhi)。而(er)內(nei)部結(jie)構(gou)的(de)(de)狀態(tai)參數也是比較多的(de)(de)，包括活性(xing)物質(zhi)（正極(ji)板上(shang)的(de)(de)活性(xing)物質(zhi)是二氧化鉛(qian)(qian),負極(ji)板上(shang)的(de)(de)活性(xing)物質(zhi)是鉛(qian)(qian)）的(de)(de)總量、活性(xing)物質(zhi)分(fen)布(bu)均勻程度(du)，板柵(zha)(zha)厚度(du)、板柵(zha)(zha)尺寸、板柵(zha)(zha)完整程度(du)、板柵(zha)(zha)材質(zhi)工藝、電解質(zhi)濃度(du)、內(nei)部結(jie)晶量與結(jie)晶分(fen)布(bu)情(qing)況、內(nei)部溫度(du)等(deng)等(deng)。
1、動(dong)態(tai)(tai)變化(hua)，蓄電池(chi)在退(tui)運狀(zhuang)態(tai)(tai)時，內(nei)部的(de)化(hua)學反應(ying)處于(yu)一(yi)個動(dong)態(tai)(tai)平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)，其歐姆(mu)內(nei)阻也是處于(yu)一(yi)個動(dong)態(tai)(tai)平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)。
2、微劣化變化，蓄電池長期處于離線狀態時，其內部活性物質在動態平衡過程中，會有微量的鈍化，導致參與化學反應的活性物質實際上是以非常緩慢的變化量在減少的，由于活性物質鈍化很難自行恢復活性，所以內部活性物質是以不斷減少的，導致蓄電池健康狀態是(shi)不斷(duan)劣化(hua)，所(suo)以電(dian)池的(de)歐姆內阻也是(shi)時(shi)時(shi)刻(ke)刻(ke)變化(hua)的(de)。
3、阻(zu)(zu)值非(fei)常小，蓄(xu)電池內部化學(xue)反應非(fei)常迅速，自由電子運動受限(xian)小，歐(ou)姆內阻(zu)(zu)阻(zu)(zu)值非(fei)常小。
4、難(nan)測量(liang)，一般(ban)的(de)(de)導體在線(xian)(xian)與離線(xian)(xian)歐姆內阻阻值(zhi)是一致的(de)(de)，而蓄電(dian)(dian)池在線(xian)(xian)和離線(xian)(xian)狀態下，內阻的(de)(de)構成不同，在線(xian)(xian)測量(liang)內阻過程伴(ban)隨著電(dian)(dian)荷轉移，產生變化的(de)(de)"電(dian)(dian)荷轉移電(dian)(dian)阻"這(zhe)一影響因(yin)素，因(yin)此很難(nan)準確(que)測量(liang)。
5、不同狀態(tai)(tai)的(de)電池(chi)歐姆(mu)(mu)內阻可能(neng)是相同的(de)，由于影響電池(chi)歐姆(mu)(mu)內阻的(de)因(yin)素(su)特別多(duo)(duo)，各種因(yin)素(su)的(de)狀態(tai)(tai)也特別多(duo)(duo)，不同狀態(tai)(tai)組合表現出來的(de)電池(chi)歐姆(mu)(mu)內阻可能(neng)是一致的(de)。
6、環(huan)境敏感(gan)性，電(dian)池歐(ou)姆內阻(zu)隨溫度下降而迅速增大。這主(zhu)要(yao)是由于電(dian)解質電(dian)阻(zu)的變化。因(yin)此，內阻(zu)反應蓄電(dian)池溫度是一個(ge)重要(yao)的影響(xiang)因(yin)素。
綜上，電池內部的綜合狀態是決定電池健康狀態的根本因素，而電池內部的任意變化都可能引起電池歐姆內阻的變化，因此，電池的歐姆內阻是能夠反應蓄電池健康狀態的表(biao)征量，這也是(shi)領域內相關人士不斷(duan)研究蓄電(dian)池內阻測量辦法的根本原因。同時又由(you)于(yu)電(dian)池歐姆(mu)內阻受內部化學反應(ying)的動態變化特質影(ying)響，非常(chang)難以(yi)(yi)測量，所(suo)以(yi)(yi)在蓄電(dian)池監測技(ji)術(shu)中(zhong)，內阻測量的準(zhun)確性(xing)、一(yi)致(zhi)性(xing)是(shi)非常(chang)重要和關鍵的技(ji)術(shu)，可能會影(ying)響到整個的電(dian)池狀態分析結果。
盡(jin)管多(duo)數學者一致認同蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)內阻(zu)(zu)對(dui)電(dian)(dian)池(chi)健康狀態評(ping)估的重要性，但(dan)蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)內阻(zu)(zu)本身數據(ju)非常小(xiao)，且電(dian)(dian)池(chi)從生產(chan)下(xia)線到失效報廢，其內阻(zu)(zu)值總增量(liang)(liang)(liang)30%到40%，對(dui)于一個2V800Ah的單體電(dian)(dian)池(chi)，其額定壽(shou)命(ming)終(zhong)結，總內阻(zu)(zu)增加量(liang)(liang)(liang)不到50微歐。而大多(duo)數內阻(zu)(zu)測量(liang)(liang)(liang)設備(bei)(bei)不具備(bei)(bei)在線高精度（微歐級）測量(liang)(liang)(liang)技術，采用(yong)粗精度測量(liang)(liang)(liang)設備(bei)(bei)進行內阻(zu)(zu)測量(liang)(liang)(liang)是毫無意義的，無法準確評(ping)估蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)劣化狀態。
我(wo)們自2005年創立起，就意(yi)識(shi)到(dao)蓄(xu)(xu)電(dian)池歐(ou)(ou)姆內(nei)(nei)阻測(ce)量(liang)(liang)技(ji)(ji)術的(de)(de)重(zhong)要性，相關實驗表(biao)明，采用歐(ou)(ou)姆測(ce)量(liang)(liang)技(ji)(ji)術（電(dian)導或阻抗）鑒定(ding)出了15000只失(shi)效電(dian)池，準確率98%。同時(shi)也意(yi)識(shi)到(dao)內(nei)(nei)阻測(ce)量(liang)(liang)數據高精度(du)的(de)(de)必要性。我(wo)們積(ji)極開展適用于工業(ye)(ye)測(ce)量(liang)(liang)環(huan)境的(de)(de)可重(zhong)復的(de)(de)可靠(kao)的(de)(de)蓄(xu)(xu)電(dian)池內(nei)(nei)阻高精度(du)測(ce)量(liang)(liang)技(ji)(ji)術的(de)(de)研究(jiu)(jiu)，并取得(de)了一定(ding)的(de)(de)進展。現(xian)已(yi)經具(ju)備可進行工業(ye)(ye)級批量(liang)(liang)復制(zhi)的(de)(de)、蓄(xu)(xu)電(dian)池內(nei)(nei)阻高測(ce)量(liang)(liang)精度(du)產品(pin)，內(nei)(nei)阻測(ce)量(liang)(liang)誤差在2-5微歐(ou)(ou)。并下蓄(xu)(xu)電(dian)池內(nei)(nei)阻高精度(du)測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)技(ji)(ji)術基礎上，不斷地研究(jiu)(jiu)蓄(xu)(xu)電(dian)池健康狀態評估(gu)模型與電(dian)池失(shi)效預測(ce)評估(gu)模型，現(xian)相關產品(pin)系統已(yi)具(ju)備蓄(xu)(xu)電(dian)池健康狀態評估(gu)功能。
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