Comprobador de resistencia interna y tensión de baterías

Una celda que marca la tensión correcta todavía puede ser la celda equivocada. Lo que separa una celda buena de una marginal, con el mismo estado de carga, suele ser su resistencia interna, y esa es una magnitud en miliohmios que hay que medir con la celda en su sitio y sin cargarla.

Vista general del producto

Estos son instrumentos de banco y de línea, no cargadores. Cada uno hace circular una corriente alterna de 1 kHz por la celda en un par de bornes, detecta la tensión resultante en un segundo par e informa de la resistencia interna y de la tensión en bornes al mismo tiempo en un visualizador en color de 4,3 in.

Aquí se cubren dos familias de instrumento. La primera va de clases de entrada de 60 V a 1500 V, con siete rangos de resistencia y un extremo inferior de 0,1 µΩ en los modelos de alta tensión. La segunda es una familia de dos modelos, de 60 V y 200 V, con seis rangos de resistencia de 30 mΩ a 3000 Ω y una corriente de ensayo menor. Ambas sirven para el mismo trabajo en una línea; se diferencian en cuánta tensión pueden soportar y en cuán fino dividen el extremo bajo.

Cómo funciona el comprobador de resistencia interna

El instrumento aplica una pequeña corriente alterna de 1 kHz a través de la celda, usando el par de excitación de la conexión de cuatro hilos. El par de medida recoge la tensión alterna en la celda. Como el par de medida no lleva prácticamente corriente, la resistencia de los cables, de las pinzas y del contacto con la celda no aparece en esa tensión, y la relación entre tensión y corriente es la impedancia de la celda a esa frecuencia.

Se usa corriente alterna y no continua porque una corriente continua polarizaría la celda. La celda respondería con su propia fuerza electromotriz y la lectura se desplazaría mientras se aplicara la corriente. A 1 kHz la medición queda por encima de la región de transferencia de carga y por debajo de la región inductiva, así que la cifra es estable, repetible y está dominada por el electrolito y el camino de corriente.

La tensión en bornes se mide en el mismo par de medida, y por eso las dos lecturas pertenecen al mismo instante. Eso importa en una línea: una celda que se está cargando o que acaba de salir de un paso de formación se moverá en tensión, y una resistencia medida en un momento comparada con una tensión medida en otro no es un par válido.

La clasificación compara cada una de las dos lecturas con sus propios límites. Una celda solo se aprueba cuando ambas están dentro, de modo que una celda con buena resistencia pero tensión baja, o al contrario, se separa en lugar de promediarse en un aprobado.

Cómo seleccionar el comprobador adecuado

Empiece por la tensión más alta que verá el utillaje. Una celda individual o un paquete pequeño quedan dentro de la clase de 60 V; un módulo de celdas en serie necesita la clase de 300 V o la de 600 V; una cadena completa necesita 1000 V o 1500 V. Deje margen por encima de la tensión nominal del paquete, porque una cadena totalmente cargada está por encima de la cifra de su placa.

Después, el extremo inferior del margen de resistencia. Si la celda más pequeña que se va a clasificar es una bolsa pequeña o una celda de botón, el rango de 3 mΩ con resolución de 0,1 µΩ es el requisito, y en una de las familias esa resolución solo viene con los modelos de alta tensión. Si todas las celdas son prismáticas grandes o bloques de plomo-ácido, el rango de 30 mΩ basta y el modelo de rango corto encaja mejor.

Luego, la exactitud que pide el plano del cliente. Las dos familias difieren en un factor de aproximadamente dos en resistencia y de cinco en tensión; donde la ventana de aprobado es amplia, ninguna diferencia importa, y donde es estrecha, la cifra mejor es la razón para elegir.

Después, la interfaz. Un banco que lee el visualizador no necesita nada más. Una línea que clasifica necesita el puerto handler o de E/S externa, y una línea que registra necesita el enlace serie o la toma USB host. Donde los datos de la celda tengan que llegar a un PLC, el protocolo importa, y ambas familias indican SCPI y Modbus RTU.

Por último, el utillaje y los cables. La pinza Kelvin, la sonda de aguja y la sonda de barra no son intercambiables en un borne pequeño, y la longitud del cable afecta al rango de resistencia más alto más que al más bajo.

Límites de medición y criterios de selección

La lectura es una impedancia a 1 kHz, no una resistencia en continua. Una celda con una resistencia de transferencia de carga alta puede parecer aceptable a 1 kHz y mala bajo un escalón de carga. Donde la aplicación es una descarga de alta tasa, la cifra en continua es la que hay que pedir, y procede de un ensayo de carga y no de este instrumento.

La corriente de ensayo es deliberadamente pequeña, inferior a 10 mA en una de las familias, con una tensión en circuito abierto inferior a 20 mV. Eso es lo que hace la medición no destructiva, y también la razón por la que el instrumento no puede sustituir a un ensayo de capacidad o de carga. Clasifica una celda, no la caracteriza.

La calidad del contacto fija el suelo de la medición. A 0,1 µΩ, una pinza que no está bien asentada se lee como un aumento de resistencia, y por eso existe la comprobación de contacto y por eso conviene activarla en lugar de evitarla por velocidad. La presión de la sonda y el estado de la punta importan más que la cifra de exactitud del instrumento a ese nivel.

La temperatura mueve la lectura. Ambas familias ofrecen compensación de temperatura, pero la compensación es un cálculo contra una temperatura de referencia y no una eliminación del efecto; una celda medida en frío y una medida en caliente seguirán difiriendo si el coeficiente de compensación no es el correcto para esa química.

La clase de tensión es una frontera de seguridad tanto como un rango. Un instrumento de 60 V conectado a una cadena de 400 V queda fuera de su tensión nominal, y los aislamientos y distancias internas de un modelo de 1500 V no son los de uno de 60 V. La clase debe elegirse para la tensión más alta que pueda estar presente, no para la que suele estar presente.