Batterie-Innenwiderstandstest: Ein entscheidendes Werkzeug bei der Analyse des Batteriezustands

Der Innenwiderstand ist einer der wichtigen Indikatoren zur Beurteilung der Leistung von Lithiumbatterien. Der Test des Innenwiderstands umfasst den AC-Innenwiderstand und den DC-Innenwiderstand. Bei Einzelzellenbatterien wird der AC-Innenwiderstand im Allgemeinen als AC-Innenwiderstand bewertet, der üblicherweise als ohmscher Innenwiderstand bezeichnet wird. 

Bei Anwendungen mit großen Batteriepacks, wie z. B. Stromversorgungssystemen für Elektrofahrzeuge, ist es jedoch aufgrund der Einschränkungen der Testausrüstung und anderer Aspekte nicht möglich oder praktisch, den Wechselstrom-Innenwiderstand direkt zu testen, und die Eigenschaften des Batteriepacks sind es im Allgemeinen anhand des DC-Innenwiderstands bewertet. In praktischen Anwendungen wird der Gleichstrom-Innenwiderstand auch hauptsächlich zur Bewertung des Zustands der Batterie, zur Vorhersage der Lebensdauer und zur Schätzung des System-SOC, der Ausgangs-/Eingangskapazität usw. verwendet. In der Produktion kann er zur Erkennung von Phänomenen wie z B. fehlerhafte Zellen wie Mikrokurzschlüsse.

Das Prinzip der DC-Innenwiderstandsprüfung besteht darin, den DC-Innenwiderstand einer Batterie zu berechnen, indem für einen kurzen Zeitraum, bevor die Batterie die vollständige interne Polarisierung erreicht hat, ein hoher Strom (Laden oder Entladen) an die Batterie oder den Batteriesatz angelegt wird über die Spannungsänderung der Batterie vor und nach dem angelegten Strom und den angelegten Strom. Zum Testen des DC-Innenwiderstands müssen vier Parameter ausgewählt werden: Strom (oder angenommener Multiplikator), Impulszeit, Ladezustand (SOC) und Temperatur der Testumgebung. Die Variation dieser Parameter hat einen großen Einfluss auf den DC-Innenwiderstand.

Der DC-Innenwiderstand umfasst nicht nur den ohmschen Innenwiderstandsanteil des Akkupacks (AC-Innenwiderstandsanteil), sondern teilweise auch einen gewissen Polarisationswiderstand des Akkupacks. Und die Polarisierung der Batterie wird stärker von Strom, Zeit usw. beeinflusst.

Derzeit sind die folgenden drei am häufigsten verwendeten DC-Innenwiderstandstestmethoden.

(1) HPPC-Testmethode im US-amerikanischen „Freedom CAR Battery Test Manual“: Die Testdauer beträgt 10 Sekunden, der angelegte Entladestrom beträgt 5 C oder mehr und der Ladestrom beträgt 0,75 des Entladestroms. Die spezifische Stromauswahl basiert auf den Eigenschaften der zu entwickelnden Batterie.

(2) Die japanische Testmethode JEVSD713 2003, ursprünglich hauptsächlich für Ni/MH-Batterien, später auch auf Lithium-Ionen-Batterien angewendet, ermittelt zunächst die Strom-Spannungs-Kennlinie der Batterie unter 0–100 % SOC und lädt oder entlädt die Batterie abwechselnd Unter dem eingestellten SOC mit einem Strom von 1C, 2C, 5C bzw. 10C beträgt die Lade- oder Entladezeit 10 Sekunden und berechnet den DC-Innenwiderstand der Batterie. Der DC-Innenwiderstand der Batterie wird berechnet.

(3) Die in der „High Power Lithium-ion Power Battery Performance Test Specification for HEV“ des chinesischen Programms „863“ vorgeschlagene Testmethode beträgt 5 Sekunden, der Ladeteststrom 3C und der Entladeteststrom 9C .