Как померить внутреннее сопротивление аккумулятора

Добрый день всем.
Ни как не мог определится какую информацию нужно вносить в блог, чтобы общественности было интересно и самое главное полезно. Решение пришло само собой. В моём 2111 сдохла АКБ. Теоретически правильно писать об этом её в бортовом журнале. Но процедура проверки АКБ будет интересна и другим моим подписчикам. Итак теперь я в своём блоге буду делится информацией на околоавтомобильную/гаражную/инструментальную тематику или спрашивать у Вас совета по разным вопросам. Попробуем, что из этого выйдет, может это и будет кому нибудь интересно.

Итак, как я уже упоминал, в моём ВАЗ 2111 после четырёх дней простоя сдох АКБ. Решено максимально проверить состояние АКБ и оценить её жизнеспособность. У меня обычная обслуживаемая АКБ и её проверить и обслужить не составляет труда. В большинстве, те сервисы которые проверяют АКБ, они и продают их. Им гораздо выгодней продать новую батарею. Поэтому буду проверять сам. Использовать буду методику, которую мне давно рассказал один работник сервиса по аккумуляторным батареям. Методика очень простая и доступна практически всем. Прошу гуру не пинать сильно, если всё это вам давно известно. Просто я хочу поделится с теми кому это может быть полезно и интересно.
Инструмент и приспособления
Для проверки нам понадобится:
1. Цифровой мультиметр (по умолчанию должен быть у каждого автолюбителя). У меня их два, потому что были случаи неправильных показаний в дешёвых китайских мультиметрах. Если мультиметра нету, то его нужно купить — благо цена на него начинается от 3 долларов до …(необязательно покупать Fluke — они уж сильно дорогие))))) и он может быть полезным для решения многих других вопросов по электрике, в томи числе и домашней.
2. Ареометр — цена от 3 долларов.
3. Кусочек проволоки 1-3 мм (сталь, медная- пофиг) длиной 50-100 мм
4. Огрызок многожильного провода медного (подойдёт от автопроводки) длиной до 100 мм.
5. Желательно иметь нагрузочную вилку (но если её нет — ну и ладно)
6. Зарядное устройство для АКБ (я пользую старый – добрый выпрямитель ВСУ-5К)

Начало
Самое первое необходимо проверить зарядку АКБ. Для этого на заведённом двигателе в режиме изменения постоянного напряжения проверяем напряжение на клеммах. Должно быть не менее 13.9V.
Дальше, снимаем АКБ с авто, выкручиваем пробки и заглядываем внутрь. Тут обращу внимание на то что в АКБ присутствует кислота. Я не буду петь дифирамбы про технику безопасности, просто скажу — народ действуем осмотрительно и внимательно! Итак проверяем количество электролита. Он должен покрывать пластины.
Если его мало или нет совсем:
1. Осматриваем на наличие механических повреждений на корпусе АКБ и предмет утечек.
2. Если утечек нет, доливаем дистиллированную воду! Дело в том, что в процессе эксплуатации АКБ выкипает вода, а не кислота.
После того как проверили уровень электролита ( либо долили воду до уровня) проверяем плотность электролита. Проверку идеально проводить при температуре 20С. Методика простая: нажимаем грушу ареометра, вставляем в банку АКБ и отпускаем грушу. Всплывший поплавок ареометра укажет на плотность. Обращаем внимание на прозрачность электролита.

Полное сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора – это сумма таких величин, как сопротивление поляризации и омическое сопротивление. Омическое сопротивление является суммой сопротивлений сепараторов АКБ, электродов, положительного и отрицательного выводов, соединений между элементами и электролита.

Что представляет собой внутреннее сопротивление и от чего оно зависит?

На сопротивление электродов оказывает влияние их конструкция, пористость, геометрия, конструкция решётки, состояние активного вещества, наличие легирующих компонентов, качество электрического контакта решёток и обмазки. Величины сопротивления решёток отрицательных электродов и губчатого свинца (Pb) на них примерно одинаковы. В то же время сопротивление перекиси свинца (PbO2), который нанесён на решётку положительного электрода, больше в 10 тысяч раз.

Существенное влияние на сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора оказывает величина сопротивления электролита. Эта величина, в свою очередь, сильно зависит от концентрации и температуры электролита. При уменьшении температуры сопротивление электролита растёт, и достигает бесконечности при его замерзании.

Сопротивление сепараторов меняется в зависимости от изменения их толщины и пористости. Величина тока, которая протекает через аккумулятор, оказывает влияние на сопротивление поляризации. Пару слов о поляризации, и причинах, по которым она возникает. Первая причина заключается в том, что в электролите и на поверхности электродов (двойной электрический слой) изменяются электродные потенциалы. Вторая причина в том, что при прохождении тока, концентрация электролита меняется в непосредственной близости от электродов. Это приводит к изменению электродных потенциалов. Когда цепь размыкается и ток исчезает, электродные потенциалы возвращаются к своим первоначальным значениям.

К особенностям свинцово-кислотных аккумуляторов стоит отнести небольшое внутреннее сопротивление по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей. Благодаря этому они могут за небольшое время отдавать большой ток (до 2 тысяч ампер). Поэтому их основная область применения – стартерные аккумуляторные батареи на автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Стоит также отметить, что внутреннее сопротивление АКБ при переменном или постоянном токе сильно зависит от его частоты. Есть ряд исследований, авторы которых наблюдали внутреннее сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора при частоте тока в несколько сотен герц.
Вернуться к содержанию

Как можно оценить внутреннее сопротивление АКБ?

В качестве примера можно рассмотреть автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор ёмкостью 55 Ач, имеющий номинальное напряжение 12 вольт. Полностью заряженный аккумулятор имеет напряжение 12,6─12,9 вольта. Допустим, что к АКБ подключить резистор с сопротивлением 1 Ом. Пусть напряжение разомкнутого аккумулятора 12,9 вольта. Тогда ток теоретически должен быть 12,9 В / 1 Ом = 12,9 ампера. Но в реальности он будет ниже 12,5 вольта. Почему это происходит? Это объясняется тем, что в электролите скорость диффузии ионов не является бесконечно большой.

Схема АКБ с подключённым резистором

На изображениях ниже можно посмотреть значения ЭДС автомобильного аккумулятора в разомкнутой цепи и напряжения при подключении нагрузки в виде двух автомобильных лампочек, соединённых параллельно.

Напряжение под нагрузкой

Как уже говорилось, внутреннее сопротивление АКБ является условной величиной. Свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой нелинейное устройство, внутреннее сопротивление которого меняется в зависимости от температуры, величины нагрузки, степени заряженности, концентрации электролита и прочих вышеперечисленных параметров. Так, что для проведения точных расчётов аккумулятора используются разрядные кривые, а не величина внутреннего сопротивления.

При этом в расчётах электрических цепей с аккумуляторами величина внутреннего сопротивления может использоваться. Естественно, что всегда величина внутреннего сопротивления берётся с учётом факторов, от которых она зависит (заряд или разряд, постоянный или переменный ток, частота тока и т. п.).

Итак, исходя из формулы выше, можно вычислить внутреннее сопротивление АКБ с ЭДС 12,6 вольта при разряде постоянным током 2 ампера.

r = (E ─ U) / I = (12,9 В – 12,5 В) / 2 А = 0,2 Ом.

Кстати, некоторые зарядные устройства позволяют измерять внутреннее сопротивление батареи. Например, ниже можно видеть величину внутреннего сопротивления заряженного автомобильного аккумулятора, измеренную зарядкой SkyRC iMax B6 mini. Правда, неизвестно, по какому принципу прибор вычисляет эту величину.

Внутреннее сопротивление автомобильной АКБ по показаниям SkyRC iMax B6 mini

Бред, я не могу ничего сделать с файлами на этом сайте . ass:
2 leilus: Напиши мне намыло , а то я даже его просмотреть не могу 🙁 А я тебе вышлю схему, которую , надеюсь, ты выложишь на эту ветку за меня.

ЗЫ: Полнейший бред с этим форумом 🙁

Ловлю на слове о том что можешь чем либо помочь
:)От своих слов неотказиваюсь!:)
Подумаю денёк, от работы свободное время 🙂 .

Ну, вот и мои скромные труды.
Для схемы надо 2 резистора с разными сопротивлениями (напр. 5-10ом и 50-100ом на 1-2W), переключатель на 3 поз. (можно и на 2. 3 для выкл!) и вольтметр (желательно цыфровой). Схема прилагается 😀 .
Принцып прост! В excel форме вводим значения R1 и R2, подключаем акб, щёлкаем по 5-10 сек тумблер, измеряем напряжение на акб и пишем полученный результат в excel форме. внизу получаем внутренее сопротивление акб!

Теоретическое обоснование:
Ueds= I1 * R1 + I1 * Rakb
Ueds= U1 + I1 * Rakb
Ueds= U2 + I2 * Rakb
U2 + I2 * Rakb = U1 + I1 * Rakb
U2 + U2 / R2 * Rakb = U1 + U1 /R1 * Rakb
Rakb= (U1 -U2)/ [(U2 / R2) — (U1 / R1)]
т.е. Udif / Idif
Ну, теория для тех умников, которые захотят покопатся в етом.
Для остальных — правильно вставляйте значения — и радуйтесь жизню. Получится значение сопротивления с — знаком: поменяйте местами величины R1, R2 и соответсвенно U1, U2. Excel можете дорабатывать как желаете, до потери пульса!:D

Автор оригинала Hot Air
npl
Мега омы по SIS будет МОм, что такое мОм — попытайся догадатся сам!

Догадался. Сорри что не подумал сразу, нечасто просто миллиомы используют.

Мда,з а 5 дней моего отсетствия ка я понял мою схему переделали и по словам (я так и не могу активировать по мылу полный доступ), отказались от переменной составляющей в процессе измерения, а ведь это и есть тот компенсирюущий параметр, который снимает зависимость измерений сопротивления от кол-ва заряда на АКБ (хотя наименьшея погрешность будет при 50%) . Ведь при измеренийй на важно что бы заряд оставлся как можно постоянней, и с переменкой (разряд/заряд) это достигается без проблем.

2 leilus. А увязать все можно ма микроконтроллере и с рачетом и с выводом результатов, и востоновление можно устроить.

ЗЫ: 2 HotAir & Boob Если не трудно пришлите по мылу ваши варианты схем.

leilus
Определитьт, сколько осталось до конца заряда можго косвенным путем, подключив вольтметр паралельно акб, конечная точка заряда для литеевых — 4.2 вольта на банку, для других колеблиться около этоже значения. В телефонах обычно применяются 3 типа акб, литей-ионные, литий-полимерные и никель-металгидридный, Отличить и просто — металгидридные — 1.2 вольта на банку и по весу самые тяжелые в батареях для достижения 3,6в ставяться соответсвинно 3 банки.Литий-ионные и полимерные по конструкции однотипные, 1 банка дает 3,6 и 3,7 вольт соответственно,а по весу они на порядок легче никелевых.
В твоем случае с акб 3310 плата выполнят несколько функций: защита от кз, контроль заряда (защита от перегрева) , передает телефону индентификатор акб и его температуру. Эта схема устанавливается приемущественно в литееввые батареи в целях безопасноси, никелевые снабжаюися только термо-элементом для контроля температуры. А что касается использования этих микрух, то они специально разработанны для акб и если кто и нашел для них другое применение, то мне и самому будет это интересно.

2 all, кто прислал выложенные схемки — спасибо.

Интересное зарядное устройство, на основе которого можна сделать микропроцесорный прибор — из фирменных рекомендаций по применению Атмела:
Application Note AVR450: Battery Changer for SLA, NiCd, NiMH and Li-Ion Batteries. — Rev. 1659B-AVR-11/02.: Atmel Corporation 2002.

Мощный стабильный еквивалент нагрузки на полевике:
Нечаев И. Универсальный эквивалент нагрузки//Радио – 2005 — №1 -с.35.

Схему, блок-схему, и краткое описания — с доклада, .
Если что спрашивайте.

Интересные, правильные и обоснованные доводы, уверен.
Только, к сожалению, украинским языком не владею.:aoops:
. -Как это по русски?
. Дякую за увагу!:gig2:

я на пике собрал примочку, в одном лице и заряжает и показывает на дисплее внутренее сопротивленние, дисплей примутил от ноки 3410. впринципе удобная вещь

Может схема хекс сохранились, поделитесь с народом.

Везет тебе цена трошки упала 🙂 я свой UBA4 покупал 2 годa и 4месяца назад за 650$ там же в Череповце.

На счет теста АКБ на внутреннее сопротивление для сотовых — не насилуй ты аккумуляторы 🙂 достаточно для тестирования I2 выставить в пределах 500 — 700мА, телефон больше не сможет потреблять, ну разве что с дохлым (закороченным) усилком.
to All:
Простейший тестер помню у нас в клубе был лет 16 назад, применялся для определения степени заряда аккумулятора для приемника (Занимался тогда "охотой на лис") состоял он из милиамперметра и 4х резисторов с 2мя кнопочками.
В первом положении мерял напряжение на АКБ, во втором при нажатии на кнопку замерялось падение напряжения, дальше по таблице определялось стоит ли заряжать АКБ али нет.
Если надо было замерять внутреннее сопротивление то АКБ полностью заряжался, давим вторую пимпочку, и смотрим до куда падает напряжение, по второй табличке определялось сопротивление батареи.

а тут нахер таблицы! все выдается на экран! до ума доведу, выложу на форуме. Пока что все еще сырое. Сделаю в корпусе, с набором "крокодилов" (под разные виды аккум, также аккумы видеокамер). Принцип работы следующий:
1. Заряд аккумуляторов.
2. Разряд аккумуляторов.
3. Измерение внутреннего сопротивления.

На данный момент пересматриваю БП (очень долго заряжает примерно 3-4 часа), неудобно если проводить диагностику батареи.

ну и не стыдно такое спрашивать?
или вы в школе не учились?
если да, то в какой школе, я хочу знать
как полный закон Ома пишется ?
I=U/(R+r)
где r — внутреннее сопротивление батареи
а алгоритм проверки прост
даем нагрузку и по изменению напряжения расчитываем внутреннее сопротивление
время замера — очень маленькое, порядка 2 мСекунд
не успеваем ?
понятно :visit:
именно поэтому я собрал схему, приведенную выше
она дает более-менее стабильный ток (через конденсаторы)
который делает заряд-разряд, не меняя напряжения батареи
что дает возможность наплевать на напряжение АКБ
хотя, уже замечено, что у полностью разряженной батареи
сопротивление высоковато
а поднимаешь его вольт до трех — вполне достаточно для замера
в результате — величина переменного напряжения на батарее прямо
пропорциональна внутреннему сопротивлению батареи
которое мы и измеряем прибором
(выпрямитель из диодов и конденсатор)

девайс работаем достаточно эффективно
на диагностику "годится-не годится" уходит около минуты
статистику набирал дня два
поднял старые батареи, после с витрины взял новых
вполне нормально прошло

ЗЫ. он еще и позволяет слегка реанимировать батарею
когда нажимаются две кнопки
измерение сопротивления и заряд
происходит зарядка пульсирующим током

komuto interesno smotret tut
http://www.vermontficks.org/pic.htm

Как обычно, поводят перед носом морковкой и в кусты. Интересно, зачем было тогда сдесь хвастаться?

Прошивка на другом компе. Как перепишу — выложу. Выложу токо хекс.