多項研究表明蓄電池歐姆內阻與蓄電池健康狀態有著比較緊密的(de)聯系。我們通過(guo)對(dui)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)的(de)十多年的(de)研究過(guo)程，同樣認為(wei)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)的(de)歐姆內(nei)(nei)阻(zu)(zu)對(dui)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)的(de)健康狀態描述(shu)的(de)準確度有重(zhong)要(yao)作用。那么為(wei)什么蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)歐姆內(nei)(nei)阻(zu)(zu)如此(ci)重(zhong)要(yao)？蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)歐姆內(nei)(nei)阻(zu)(zu)與普通用電(dian)(dian)阻(zu)(zu)有何(he)不同？
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)（Resistance，通(tong)(tong)常用(yong)(yong)(yong)“R”表示），是(shi)一(yi)個物理量(liang)，在物理學中表示導(dao)(dao)體(ti)(ti)對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)阻(zu)(zu)(zu)(zu)礙作用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)大(da)小。導(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)越(yue)大(da)，表示導(dao)(dao)體(ti)(ti)對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)(zu)礙作用(yong)(yong)(yong)越(yue)大(da)。不同的(de)(de)導(dao)(dao)體(ti)(ti)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)一(yi)般不同，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)是(shi)導(dao)(dao)體(ti)(ti)本身的(de)(de)一(yi)種特性。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)將(jiang)會導(dao)(dao)致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子流(liu)(liu)通(tong)(tong)量(liang)的(de)(de)變(bian)化，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)越(yue)小，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子流(liu)(liu)通(tong)(tong)量(liang)越(yue)大(da)，反之亦然。我(wo)們通(tong)(tong)常用(yong)(yong)(yong)歐姆(mu)定(ding)律(lv)計算電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)：在同一(yi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路中，通(tong)(tong)過某段導(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)跟(gen)(gen)這(zhe)段導(dao)(dao)體(ti)(ti)兩(liang)端的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓成正比，跟(gen)(gen)這(zhe)段導(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)成反比。
導(dao)體內的(de)(de)(de)(de)自(zi)由電(dian)子(zi)在運動(dong)(dong)中(zhong)不斷(duan)和晶(jing)格節點(dian)上做(zuo)熱振子(zi)的(de)(de)(de)(de)正離子(zi)相碰撞，使電(dian)子(zi)運動(dong)(dong)受到(dao)阻礙(ai)，因而就具有了一定(ding)的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻。我(wo)們可以理解自(zi)由電(dian)子(zi)在確定(ding)壓降的(de)(de)(de)(de)激勵下，形成(cheng)定(ding)向流動(dong)(dong)，而這個(ge)流動(dong)(dong)過程通常被導(dao)體本(ben)身（材質、橫截面積、長(chang)度(du)(du)(du)(du)）限(xian)制。就像是(shi)道路對車輛行駛的(de)(de)(de)(de)限(xian)制，地面平(ping)整程度(du)(du)(du)(du)和障礙(ai)物影響(xiang)車輛的(de)(de)(de)(de)平(ping)均速(su)度(du)(du)(du)(du)，道路寬度(du)(du)(du)(du)影響(xiang)車流量，道路長(chang)度(du)(du)(du)(du)影響(xiang)車輛行駛這段路程的(de)(de)(de)(de)總時間。
我(wo)們把蓄電池內(nei)阻(zu)分(fen)為(wei)歐姆內(nei)阻(zu)和"電荷(he)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)電阻(zu)"。極板的(de)化(hua)學(xue)反應動力(li)學(xue)的(de)電阻(zu)項稱(cheng)為(wei) "電荷(he)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)電阻(zu)"，在放電時會(hui)起作用。而電池本身的(de)好壞并是電池內(nei)部綜合狀態決定的(de)，因此我(wo)們主要(yao)分(fen)析電池的(de)歐姆內(nei)阻(zu)。
蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)本身(shen)是(shi)一(yi)個復雜的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)體，通過化(hua)學(xue)反應實現電(dian)(dian)能的(de)(de)(de)充(chong)(chong)放與存儲(chu)。如(ru)果(guo)把電(dian)(dian)池(chi)看(kan)作一(yi)個導(dao)體，電(dian)(dian)池(chi)正(zheng)負(fu)極柱看(kan)作導(dao)體的(de)(de)(de)兩端(duan)，那么電(dian)(dian)池(chi)歐姆內(nei)阻(zu)可以理解為電(dian)(dian)池(chi)內(nei)部參與化(hua)學(xue)反應的(de)(de)(de)物質在同(tong)樣電(dian)(dian)路激(ji)勵(li)下，反應速度(du)和(he)反應的(de)(de)(de)充(chong)(chong)分(fen)程(cheng)度(du)。參與化(hua)學(xue)反應的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)相當于導(dao)體內(nei)部的(de)(de)(de)自由(you)電(dian)(dian)子(zi)，這(zhe)些“自由(you)電(dian)(dian)子(zi)”在電(dian)(dian)池(chi)內(nei)正(zheng)負(fu)極柱間的(de)(de)(de)流(liu)通能力即電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)歐姆內(nei)阻(zu)，取決于“自由(you)電(dian)(dian)子(zi)”數量(liang)、通過電(dian)(dian)池(chi)內(nei)部的(de)(de)(de)過程(cheng)，也可理解為取決于某一(yi)時刻電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)內(nei)部結(jie)構(gou)綜(zong)合狀態。因此我們有必(bi)要了解一(yi)下蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)內(nei)部結(jie)構(gou)。
蓄(xu)電池(chi)內部(bu)用填滿海(hai)綿狀(zhuang)鉛(qian)(qian)(qian)的(de)(de)鉛(qian)(qian)(qian)基板(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)(zha)(zha)（又稱(cheng)格子(zi)體）作(zuo)負(fu)極，填滿二氧(yang)化(hua)鉛(qian)(qian)(qian)的(de)(de)鉛(qian)(qian)(qian)基板(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)(zha)(zha)作(zuo)正(zheng)極，并用密(mi)度(du)(du)1.26--1.33g/mlg/ml的(de)(de)稀(xi)硫酸作(zuo)電解(jie)質(zhi)(zhi)。而內部(bu)結構(gou)的(de)(de)狀(zhuang)態參(can)數也是比(bi)較多的(de)(de)，包括活(huo)(huo)性(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)（正(zheng)極板(ban)(ban)(ban)上(shang)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)是二氧(yang)化(hua)鉛(qian)(qian)(qian),負(fu)極板(ban)(ban)(ban)上(shang)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)是鉛(qian)(qian)(qian)）的(de)(de)總量、活(huo)(huo)性(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)分布均(jun)勻(yun)程度(du)(du)，板(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)(zha)(zha)厚度(du)(du)、板(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)(zha)(zha)尺寸、板(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)(zha)(zha)完整程度(du)(du)、板(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)(zha)(zha)材質(zhi)(zhi)工藝、電解(jie)質(zhi)(zhi)濃度(du)(du)、內部(bu)結晶(jing)(jing)量與(yu)結晶(jing)(jing)分布情(qing)況、內部(bu)溫度(du)(du)等(deng)等(deng)。
1、動態(tai)變化，蓄電池在(zai)退運(yun)狀(zhuang)態(tai)時，內(nei)(nei)部的化學(xue)反(fan)應處于一個(ge)動態(tai)平(ping)(ping)衡狀(zhuang)態(tai)，其歐姆內(nei)(nei)阻也是處于一個(ge)動態(tai)平(ping)(ping)衡狀(zhuang)態(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不斷(duan)劣化，所以電池(chi)的歐姆(mu)內阻也(ye)是時(shi)(shi)時(shi)(shi)刻(ke)刻(ke)變化的。
3、阻(zu)值(zhi)非常(chang)小，蓄(xu)電池內部(bu)化學反應非常(chang)迅(xun)速，自(zi)由電子(zi)運(yun)動受限小，歐姆內阻(zu)阻(zu)值(zhi)非常(chang)小。
4、難(nan)測量(liang)，一般的導體在線與離(li)線歐(ou)姆(mu)內(nei)阻阻值是一致(zhi)的，而蓄電(dian)池(chi)在線和離(li)線狀態下，內(nei)阻的構成不同，在線測量(liang)內(nei)阻過程伴隨著電(dian)荷轉移，產生變化的"電(dian)荷轉移電(dian)阻"這(zhe)一影(ying)響因(yin)素(su)，因(yin)此(ci)很(hen)難(nan)準確測量(liang)。
5、不(bu)同(tong)狀(zhuang)(zhuang)態的(de)電(dian)池歐(ou)姆內(nei)(nei)(nei)阻可能(neng)是(shi)相同(tong)的(de)，由(you)于影響電(dian)池歐(ou)姆內(nei)(nei)(nei)阻的(de)因素(su)特別多，各種因素(su)的(de)狀(zhuang)(zhuang)態也特別多，不(bu)同(tong)狀(zhuang)(zhuang)態組合表現出來的(de)電(dian)池歐(ou)姆內(nei)(nei)(nei)阻可能(neng)是(shi)一致的(de)。
6、環境敏感性，電(dian)池歐(ou)姆內阻(zu)隨溫(wen)度下降(jiang)而迅速增大。這主要是由于電(dian)解質電(dian)阻(zu)的變(bian)化。因(yin)此，內阻(zu)反應蓄電(dian)池溫(wen)度是一個重(zhong)要的影響因(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(de)(de)表征量(liang)，這也是領(ling)域內(nei)(nei)相關(guan)人(ren)士不斷研究蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)內(nei)(nei)阻測量(liang)辦法的(de)(de)根本原因。同時又(you)由(you)于(yu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)歐(ou)姆內(nei)(nei)阻受內(nei)(nei)部(bu)化(hua)學反應(ying)的(de)(de)動(dong)態變化(hua)特質影(ying)響(xiang)，非常難以測量(liang)，所以在蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)監測技(ji)術中，內(nei)(nei)阻測量(liang)的(de)(de)準確性、一致(zhi)性是非常重(zhong)要和關(guan)鍵的(de)(de)技(ji)術，可能會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)整個的(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)狀態分(fen)析(xi)結(jie)果。
盡管多數學者(zhe)一致認同蓄(xu)電池(chi)內(nei)(nei)阻對(dui)電池(chi)健康狀態評估(gu)的(de)(de)重(zhong)要性(xing)，但蓄(xu)電池(chi)內(nei)(nei)阻本身數據非常(chang)小，且(qie)電池(chi)從生產下線到失效報廢，其(qi)內(nei)(nei)阻值總(zong)增量(liang)30%到40%，對(dui)于一個2V800Ah的(de)(de)單體電池(chi)，其(qi)額定壽命終結，總(zong)內(nei)(nei)阻增加量(liang)不到50微(wei)歐(ou)(ou)。而大多數內(nei)(nei)阻測(ce)(ce)(ce)量(liang)設備(bei)(bei)不具備(bei)(bei)在線高精(jing)度(du)（微(wei)歐(ou)(ou)級）測(ce)(ce)(ce)量(liang)技(ji)術，采(cai)用粗精(jing)度(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)設備(bei)(bei)進(jin)行內(nei)(nei)阻測(ce)(ce)(ce)量(liang)是毫無意(yi)義的(de)(de)，無法準確評估(gu)蓄(xu)電池(chi)劣化狀態。
我們(men)自(zi)2005年創立起，就意(yi)識(shi)到蓄(xu)電(dian)池(chi)歐姆內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)測量(liang)技術的(de)重要(yao)性，相(xiang)關實驗(yan)表明，采用歐姆測量(liang)技術（電(dian)導(dao)或(huo)阻(zu)(zu)抗）鑒定出了15000只失(shi)(shi)效(xiao)電(dian)池(chi)，準確率(lv)98%。同時也(ye)意(yi)識(shi)到內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)測量(liang)數據高精(jing)度(du)的(de)必(bi)要(yao)性。我們(men)積極開展(zhan)適用于工業(ye)測量(liang)環境的(de)可重復(fu)(fu)的(de)可靠的(de)蓄(xu)電(dian)池(chi)內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)高精(jing)度(du)測量(liang)技術的(de)研究(jiu)，并取得了一定的(de)進(jin)展(zhan)。現已經具備可進(jin)行工業(ye)級批(pi)量(liang)復(fu)(fu)制的(de)、蓄(xu)電(dian)池(chi)內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)高測量(liang)精(jing)度(du)產品，內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)測量(liang)誤差(cha)在2-5微歐。并下(xia)蓄(xu)電(dian)池(chi)內(nei)(nei)(nei)阻(zu)(zu)高精(jing)度(du)測量(liang)的(de)技術基礎上，不斷地(di)研究(jiu)蓄(xu)電(dian)池(chi)健(jian)康狀態評(ping)估模(mo)(mo)型(xing)與(yu)電(dian)池(chi)失(shi)(shi)效(xiao)預(yu)測評(ping)估模(mo)(mo)型(xing)，現相(xiang)關產品系統已具備蓄(xu)電(dian)池(chi)健(jian)康狀態評(ping)估功能。
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