Meranie Vnútornej Impedancie Li Fe Po₄
Ako merať vnútorný odpor (internal resistance) LiFePO₄ batérií
Interný odpor batérie je malý, ale zásadný odpor, ktorý brzdí tok prúdu. Pri jeho meraní vznikajú úbytky napätia, čo ovplyvňuje výkon a efektivitu batérie.
1. Prečo je meranie vnútorného odporu dôležité?
- Sleduje stav batérie, výkon a životnosť.
- Rýchle starnutie (hlboké cykly, vysoké prúdy) zvyšuje vnútorný odpor, čo vedie k degradácii a potenciálnym poruchám.
- Používa sa na štandardizované testy podľa noriem UL 1642, SAE J2464, IEC 62660-2 pre bezpečnosť a spoľahlivosť.
2. Metódy merania
| Metóda | Použitie / výhody | Nevýhody / poznámky |
|---|---|---|
| DC metóda (záťažové pulzy) | Jednoduché, lacné riešenie – vhodné pre bežné testy v teréne. | Menej presná pri veľmi malých odporoch. |
| AC metóda (1 kHz) | Rýchle, neinvazívne testovanie – ideálne pre výrobu a screening. | Výsledky závisia od frekvencie, môže podhodnocovať odpor. |
| EIS (elektrochemická impedančná spektroskopia) | Najpresnejšia, poskytuje profil ohmickej, reaktívnej aj difúznej zložky. | Vyžaduje drahé prístroje a odborné know-how. |
| Four-wire (Kelvinova technika) | Eliminácia vplyvu odporu vedenia – presné pre nízke odpory. | Komplexná výbava a nastavenie. |
| Batériové testery / analyzátory | Kombinujú DC, AC aj EIS – automatizované, logovanie dát, vhodné pre údržbu. | Cena závisí na výbave a funkcionalite. |
3. Príklad výpočtu (DC metóda)
Batéria LiFePO₄ má otvorené napätie (OCV) 3,7 V pri ~50 % SOC.
Aplikovaná záťaž: 10 A → napätie pod zaťažením (Vload) je 3,45 V.
Výpočet:
R = (OCV − Vload) / I = (3,7 − 3,45) / 10 = 0,025 Ω (25 mΩ)
Táto hodnota je typická pre NMC články; pri LiFePO₄ býva mierne vyššia.
4. Odporúčania pre praktické merania
- Stabilné podmienky: meraj pri 20–25 °C a stanovenom SOC (~50 %).
- Robustné pripojenia: krátke, hrubé vodiče a kalibrované meracie prístroje.
- Frekvencia merania: odpor sa mení podľa SOC a teploty (najnižší pri SOC 80–90 % a vyšších teplotách, najvyšší pri nízkom SOC a chlade).
- Kalibrácia a referencie: porovnávaj s normami, údajmi výrobcu a historickou databázou.
- Periodickosť: opakuj merania každé 3–6 mesiacov pre sledovanie trendov starnutia.
Záver
Meranie vnútorného odporu batérie, najmä LiFePO₄, je kľúčové pre výkon, bezpečnosť a dlhodobú spoľahlivosť.
DC metóda je najjednoduchšia pre diagnostiku, AC metóda umožňuje rýchle screeningy, zatiaľ čo EIS a Kelvinova technika poskytujú najpresnejšie výsledky.
Kvalitné meranie si vyžaduje správne podmienky, kalibrované zariadenia a pravidelné kontroly.