Testador de resistência interna e tensão de baterias

Uma célula que lê a tensão certa ainda pode ser a célula errada. O que separa uma célula boa de uma marginal, no mesmo estado de carga, costuma ser a sua resistência interna, e essa é uma grandeza em miliohms que precisa ser medida com a célula no lugar e sem carregá-la.

Visão geral do produto

Estes são instrumentos de bancada e de linha, não carregadores. Cada um aplica uma corrente alternada de 1 kHz à célula por um par de terminais, sensoria a tensão resultante em um segundo par e informa a resistência interna e a tensão de terminal ao mesmo tempo em um display colorido de 4,3 polegadas.

Duas famílias de instrumento são cobertas aqui. A primeira vai de classes de entrada de 60 V a 1500 V, com sete faixas de resistência e base de 0,1 µΩ nos modelos de alta tensão. A segunda é uma família de dois modelos, de 60 V e 200 V, com seis faixas de resistência de 30 mΩ a 3000 Ω e uma corrente de ensaio menor. As duas atendem ao mesmo trabalho em uma linha; diferem na tensão sobre a qual conseguem ficar e em quão fino é o divisor na base da faixa.

Como funciona o testador de resistência interna de baterias

O instrumento aplica uma pequena corrente alternada a 1 kHz pela célula, usando o par de força da conexão de quatro fios. O par de sensoriamento capta a tensão alternada sobre a célula. Como o par de sensoriamento não conduz praticamente corrente, a resistência dos cabos, das garras e do contato com a célula não aparece nessa tensão, e a relação entre tensão e corrente é a impedância da célula naquela frequência.

Usa-se corrente alternada em vez de contínua porque uma corrente contínua polarizaria a célula. A célula reagiria com a sua própria força eletromotriz e a leitura derivaria enquanto a corrente fosse aplicada. A 1 kHz a medição fica acima da região de transferência de carga e abaixo da região indutiva, de modo que o número é estável, repetível e dominado pelo eletrólito e pelo caminho de corrente.

A tensão de terminal é medida no mesmo par de sensoriamento, e é por isso que as duas leituras pertencem ao mesmo instante. Isso importa em uma linha: uma célula que está sendo carregada ou que acabou de sair de uma etapa de formação varia de tensão, e uma resistência medida em um momento comparada com uma tensão medida em outro não formam um par válido.

A triagem compara cada uma das duas leituras com os seus próprios limites. Uma célula só é aprovada quando as duas estão dentro, de modo que uma célula com boa resistência mas tensão baixa, ou o contrário, é separada em vez de diluída em uma aprovação.

Como selecionar o testador de resistência interna correto

Comece pela maior tensão que o dispositivo verá. Uma célula isolada ou um conjunto pequeno ficam dentro da classe de 60 V; um módulo de células em série precisa da classe de 300 V ou 600 V; uma string completa precisa de 1000 V ou 1500 V. Deixe margem acima da tensão nominal do conjunto, porque uma string totalmente carregada fica acima do valor de placa.

Depois, a base da janela de resistência. Se a menor célula a classificar é uma bolsa pequena ou uma célula tipo moeda, a faixa de 3 mΩ com resolução de 0,1 µΩ é o requisito, e em uma família essa resolução só vem com os modelos de alta tensão. Se todas as células são prismáticas grandes ou blocos de chumbo-ácido, a faixa de 30 mΩ basta e o modelo de faixa curta é o encaixe mais econômico.

Em seguida, a exatidão que o desenho do cliente exige. As duas famílias diferem por um fator de cerca de dois na resistência e de cinco na tensão; onde a janela de aprovação é larga, nenhuma das diferenças importa, e onde ela é estreita, o valor melhor é a razão para escolher.

Depois, a interface. Uma bancada que lê o display não precisa de mais nada. Uma linha que classifica precisa da porta de handler ou de E/S externa, e uma linha que registra precisa do link serial ou da tomada USB host. Onde os dados das células precisam chegar a um CLP, o protocolo importa, e as duas famílias declaram SCPI e Modbus RTU.

Por fim, o dispositivo e os cabos. A garra Kelvin, a ponta de pino e a ponta de barra não são intercambiáveis em um terminal pequeno, e o comprimento do cabo afeta mais a faixa de resistência mais alta do que a mais baixa.

Limitações de medição e critérios de seleção

A leitura é uma impedância a 1 kHz, e não uma resistência em corrente contínua. Uma célula com resistência de transferência de carga alta pode parecer aceitável a 1 kHz e ruim sob um degrau de carga. Onde a aplicação é descarga de alta taxa, o valor em corrente contínua é o que se deve pedir, e ele vem de um ensaio de carga, não deste instrumento.

A corrente de ensaio é deliberadamente pequena, abaixo de 10 mA em uma família, com tensão de circuito aberto abaixo de 20 mV. É isso que torna a medição não destrutiva, e é também por isso que o instrumento não substitui um ensaio de capacidade ou de carga. Ele classifica uma célula, não a caracteriza.

A qualidade do contato define o piso da medição. A 0,1 µΩ, uma garra que não está totalmente assentada lê como aumento de resistência, e é por isso que a verificação de contato existe e deve ser mantida ativa, e não contornada por velocidade. A pressão da ponta e o estado da extremidade importam mais do que o valor de exatidão do instrumento nesse nível.

A temperatura move a leitura. As duas famílias oferecem compensação de temperatura, mas compensação é um cálculo contra uma temperatura de referência, e não a remoção do efeito; uma célula medida fria e uma medida quente ainda vão diferir se o coeficiente de compensação estiver errado para aquela química.

A classe de tensão é uma fronteira de segurança tanto quanto uma faixa. Um instrumento de 60 V ligado a uma string de 400 V está fora da sua classe, e as isolações e distâncias internas de um modelo de 1500 V não são as mesmas de um de 60 V. A classe deve ser escolhida para a maior tensão que pode estar presente, e não para a tensão habitualmente presente.