Внутреннее сопротивление аккумулятора: что показывает и как по нему оценить состояние АКБ
Внутреннее сопротивление аккумулятора — это параметр, который характеризует сопротивление прохождению электрического тока внутри батареи. Он влияет на падение напряжения под нагрузкой, величину внутренних потерь и способность аккумулятора отдавать ток.
Этот показатель используют при диагностике АКБ, но оценивать состояние батареи только по одному измерению некорректно. Для промышленной аккумуляторной системы важны не только абсолютные значения, но и их изменение во времени, условия измерения и сравнение одинаковых элементов между собой.
Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора
Реальный аккумулятор не является идеальным источником напряжения. В его конструкции и электрохимических процессах присутствуют факторы, которые создают сопротивление прохождению тока.
При увеличении внутреннего сопротивления возрастает падение напряжения под нагрузкой и увеличиваются внутренние потери. Для многих аккумуляторов этот параметр измеряется в миллиомах, однако конкретное значение зависит от технологии, емкости, конструкции и текущего состояния АКБ.
Что показывает внутреннее сопротивление АКБ
Внутреннее сопротивление используют как один из диагностических показателей. Оно помогает оценивать изменения состояния аккумулятора и выявлять элементы, которые отличаются от остальных батарей в цепи.
По этому параметру можно отслеживать:
- изменение состояния АКБ во времени;
- неоднородность элементов одной батареи;
- возможную деградацию отдельных аккумуляторов;
- увеличение падения напряжения под нагрузкой;
- элементы, требующие дополнительной проверки.
Чем выше внутреннее сопротивление при прочих равных условиях, тем больше потери и падение напряжения под нагрузкой. Но сравнение корректно только при сопоставимых условиях измерения.
Почему внутреннее сопротивление увеличивается
Рост сопротивления может быть связан с естественным старением и различными процессами деградации аккумулятора.
Естественное старение
В процессе эксплуатации внутренние электрохимические и физические изменения могут постепенно ухудшать характеристики батареи. Одним из диагностических признаков таких изменений может быть рост сопротивления.
Сульфатация и изменения активной массы
Для свинцово-кислотных аккумуляторов состояние активной массы и процессы сульфатации могут влиять на электрические характеристики. При этом нельзя утверждать, что любое увеличение сопротивления вызвано исключительно сульфатацией.
Неблагоприятные условия эксплуатации
На состояние батареи также влияют:
- неправильный зарядный режим;
- длительный недозаряд;
- чрезмерный перезаряд;
- повышенная температура;
- глубокие разряды вне предусмотренного режима эксплуатации.
Точную причину отклонения определяют по совокупности диагностических данных.
От чего зависит внутреннее сопротивление
Универсальной нормы внутреннего сопротивления для всех аккумуляторов не существует.
Значение зависит от:
- технологии АКБ;
- номинальной емкости;
- конструкции;
- температуры;
- степени заряда;
- возраста;
- режима эксплуатации;
- текущего состояния;
- способа измерения;
- используемого прибора.
Поэтому напрямую сравнивать, например, батареи разной емкости или разных технологий по одному числу в миллиомах некорректно.
Как температура влияет на результат
Внутреннее сопротивление зависит от температуры, поскольку она влияет на электрохимические процессы внутри аккумулятора.
Измерения, выполненные при существенно разных температурах, могут отличаться даже у одного и того же элемента. Поэтому при регулярном мониторинге желательно проводить проверки при сопоставимых температурных условиях.
Это позволяет точнее отслеживать именно изменение состояния батареи, а не влияние внешних факторов.
Как измеряют внутреннее сопротивление аккумулятора
Для диагностики используют специализированные измерительные приборы и различные методики.
Измерение специализированным тестером
Профессиональные тестеры подают контролируемый измерительный сигнал и определяют внутреннее сопротивление или связанный с ним диагностический параметр.
При регулярном мониторинге желательно пользоваться одним прибором и одинаковой методикой.
Оценка по изменению напряжения под нагрузкой
Внутреннее сопротивление также можно оценивать по изменению напряжения при известном токе нагрузки. Однако для промышленных аккумуляторных систем такие измерения должны выполняться с учетом требований безопасности и установленной методики.
Почему показания приборов отличаются
Разные приборы могут использовать различные измерительные сигналы, частоты и алгоритмы расчета. Поэтому результаты, полученные разными тестерами, нельзя автоматически считать полностью взаимозаменяемыми.
Какое внутреннее сопротивление считается нормальным
Универсального значения, которое можно назвать нормой для любого аккумулятора, нет.
Для правильной оценки желательно сравнивать результат:
- С исходным значением конкретного элемента.
- С предыдущими измерениями этого же аккумулятора.
- С одинаковыми элементами одной батарейной цепи.
- С техническими критериями для конкретной серии и используемой методики, если они определены.
Таблица вида «до 5 мОм — хорошо, выше 10 мОм — плохо» для всех АКБ была бы некорректной. Значения могут значительно отличаться в зависимости от конструкции и емкости батареи.
Как оценить состояние АКБ по внутреннему сопротивлению
Наиболее полезен не единичный результат, а динамика показателя.
Зафиксируйте исходные значения
При вводе батареи в эксплуатацию или начале регулярного мониторинга желательно записать значения для каждого элемента.
Проводите измерения в сопоставимых условиях
По возможности используйте одинаковый прибор, методику, степень заряда и близкие температурные условия.
Отслеживайте динамику
Если сопротивление конкретного элемента постепенно изменяется относительно его исходного значения, это может быть признаком изменения его технического состояния.
Сравнивайте элементы одной батареи
Если один аккумулятор заметно отличается от остальных одинаковых элементов, его следует проверить дополнительно.
Само по себе отклонение еще не означает, что аккумулятор необходимо заменить.
Можно ли определить емкость по внутреннему сопротивлению
Напрямую определить фактическую емкость аккумулятора только по внутреннему сопротивлению нельзя.
Между деградацией батареи, ростом сопротивления и уменьшением доступной емкости может существовать связь, но она зависит от технологии и конкретного состояния АКБ.
Для подтверждения фактической емкости используются соответствующие разрядные испытания и другие методы диагностики.
Почему нормальное напряжение не гарантирует исправность
Аккумулятор может показывать приемлемое напряжение без нагрузки и при этом иметь ухудшенные характеристики.
При повышенном внутреннем сопротивлении под нагрузкой может возникать более заметное падение напряжения. Поэтому измерения одного напряжения мультиметром недостаточно для полной оценки состояния промышленной АКБ.
Почему нужно проверять всю батарейную цепь
В стационарной системе несколько аккумуляторов работают совместно, и ухудшение характеристик одного элемента может влиять на работу всей цепи.
При диагностике необходимо оценивать не только общее напряжение батареи, но и отдельные аккумуляторы.
Проверка соединений
Повышенные потери могут быть связаны не только с состоянием самого аккумулятора, но и с:
- ослабленными соединениями;
- загрязненными контактами;
- коррозией;
- повреждением межэлементных перемычек.
Поэтому при обнаружении отклонений необходимо проверять как элементы, так и электрические соединения.
Достаточно ли измерения сопротивления для диагностики
Нет. Внутреннее сопротивление является только одним из показателей состояния батареи.
Комплексная диагностика может учитывать:
- напряжение элементов;
- температуру;
- состояние соединений;
- параметры зарядного оборудования;
- историю эксплуатации;
- фактическое время автономной работы;
- результаты разрядных испытаний.
Решение о замене аккумулятора нельзя принимать только по одному значению внутреннего сопротивления.
Внутреннее сопротивление аккумуляторов HOPPECKE
При контроле промышленных аккумуляторов HOPPECKE внутреннее сопротивление может использоваться как один из диагностических параметров.
Для разных технологий, емкостей и серий значения могут различаться. Поэтому критерии одной модели нельзя автоматически переносить на другую.
Наиболее информативны регулярные измерения одних и тех же элементов в одинаковых условиях и анализ изменения параметров во времени.
Частые вопросы
Чем меньше внутреннее сопротивление, тем лучше?
При прочих равных условиях более низкое сопротивление означает меньшие внутренние потери и падение напряжения. Но сравнивать разные типы и емкости аккумуляторов только по этому показателю нельзя.
Почему растет внутреннее сопротивление аккумулятора?
Рост может сопровождать старение и различные процессы деградации. Конкретную причину следует определять комплексной диагностикой.
Можно ли узнать емкость АКБ по сопротивлению?
Нет. Внутреннее сопротивление не является прямым измерением фактической емкости аккумулятора.
Когда нужно менять аккумулятор?
Решение принимается по совокупности данных: динамике сопротивления, напряжению, результатам испытаний, фактической автономности и другим параметрам.
Вывод
Внутреннее сопротивление аккумулятора — полезный показатель для контроля состояния промышленной батареи. Его увеличение может свидетельствовать об изменениях внутри АКБ и сопровождаться большим падением напряжения под нагрузкой.
При этом универсальной нормы для всех аккумуляторов не существует. Наиболее правильный подход — отслеживать динамику значений, сравнивать одинаковые элементы при сопоставимых условиях и использовать внутреннее сопротивление вместе с другими методами диагностики.
Если отдельные элементы заметно отличаются от остальных или сократилось время автономной работы системы, батарею следует проверить комплексно и при необходимости подобрать подходящие аккумуляторы HOPPECKE для замены.
