소비자 배터리의 내부 저항을 측정하는 가장 정확한 방법은 무엇입니까?

내가 연구를 통해 찾은 배터리의 내부 저항을 측정하는 일반적인 방법은 배터리를 저항과 회로에 연결하고 배터리를 통해 전압을 측정하고 전류를 계산하며 저항을 통해 전압을 측정하고 전압을 찾는 것입니다 kirchoff 법칙을 사용하여 남은 저항 (내부 저항)을 계산합니다.

교수는 이것이 내부 저항이 매우 낮은 배터리에 대해 너무 정확하지 않다고 언급 했으므로 표준 배터리의 내부 저항을 테스트하는 또 다른 더 정확한 방법이 있습니까?

가장 쉬운 방법은 네트워크 분석기처럼 AC 전류를 사용하는 것입니다.

알려진 값의 스위칭 가능 전류 싱크 또는 저항과 FET를 사용할 수 있습니다. 전류가 켜진 상태에서 전압을 측정 한 다음 전류가 ​​꺼진 상태에서 빼기, 전류로 나누면 내부 저항이 발생합니다. 이 켜짐 / 꺼짐주기를 계속 반복하면 AC 전류를 사용하는 것과 같습니다.

AC 측정의 장점은 커패시터를 사용하여 DC를 제거하고 작은 AC 전압 만 처리 할 수 ​​있다는 것입니다. 또한 opamp 등의 신호 체인에서 DC 오프셋을 무시합니다. AC 측정이 가장 정확한 방법입니다.

실험으로 다음과 같은 것을 사용할 수 있습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

여기서 왼쪽의 전압 소스는 R1 및 C1을 통해 AC 신호를 배터리로 구동합니다. 이것은 C1을 통해 연결된 AC입니다.

C2는 배터리의 AC 전압을 추출합니다.

AC 전압 V1을 알면 "OUT"에서 AC 전압을 측정하면 R1과 저항 분배기를 형성하므로 배터리 내부 저항을 쉽게 계산할 수 있습니다.

사운드 카드 나 함수 발생기 및 멀티 미터를 사용하여이 작업을 수행 할 수 있습니다. 배터리를 알려진 값의 저항으로 교체하여 테스트 장비를 교정하고 확인하십시오.이 저항은 측정 할 예상 저항과 동일한 크기 여야합니다.

교수님이 당신이 묘사 한 방법에 대한 반대 의견이 잘못되었습니다. 배터리의 임피던스가 낮 으면 부하를 늘리기 만하면 차이를 더 잘 측정 할 수 있습니다.

그러나 문제는 더 깊습니다. 배터리는 일반적으로 DC 부하가 일정하지 않으며, 종종 사람들은 임펄스 부하에 대한 배터리 반응을 알아야합니다. 문제는 배터리에 부하에 대한 반응을 추정하는 데 사용할 수있는 단일 "임피던스"가 없다는 것입니다. 모든 배터리에는 다양한 주파수, 다양한 부하 주파수에 대한 임피던스가 있습니다. 이 공학 주제를 "전기 화학적 임피던스 분광법"이라고합니다. 프리젠 테이션의 예 . "전기 화학 스펙트럼"의 예와 함께 BatteryUniversity 의이 기사를 참조하십시오 .

따라서 배터리의 내부 임피던스를 특성화하는 가장 정확한 방법은 예를 들어 peufeu가 제안한 회로를 사용하여 스펙트럼을 측정하는 것 입니다.

그러나 이것이 전부는 아닙니다. EI 스펙트럼은 일반적으로 "작은 신호"가 적용되어 수집됩니다. Lorenzo Donati가 아래에 언급 한 것처럼 임피던스 값은 주파수에 의존 할뿐만 아니라 적용된 신호 / 부하의 진폭과 비선형 적이므로 문제의 복잡성에 또 다른 차원을 추가합니다.

내부 저항은 배터리의 복잡한 V (I) 함수의 근사치이므로 처음에 정확하게 측정 할 수있는 "실제"내부 저항 값이 없습니다. 가장 대표적인 측정은 관련 전류 값에 대한 실제 V (I) 곡선입니다. 우연히 직선-빙고를 얻는 경우 단일 내부 저항 값으로 배터리를 정확하게 설명 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 주어진 부하에 대한 전류 및 전압 값을 결정하기 위해 곡선을 사용해야합니다.