välisen eron ymmärtäminen Sisäisen vastuksen ja impedanssin on erittäin tärkeää kaikille, jotka työskentelevät UPS-akkujen, BMS-järjestelmien tai tehoelektroniikan parissa. Vaikka niitä käytetään usein vaihtokelpoisina, ne edustavat olennaisesti erilaisia sähköisiä ominaisuuksia – yksi tasavirtapiireille ja toinen AC-piireille. Tämä opas tarjoaa selkeän teknisen vertailun akun valvonnan käytännön seurauksiin.
Sisäinen vastus on virran vastustus akun sisällä, kun tasavirtaa (DC) käytetään. Se johtuu elektrolyytin, elektrodien ja sisäisten liitäntöjen resistanssista. Sisäinen vastus on reaaliluku (esim. 5,3 mΩ), eikä se muutu taajuuden mukaan. Se on yksi tärkeimmistä akun kunnon indikaattoreista – sisäisen resistanssin kasvu merkitsee usein sulfatoitumista, verkkokorroosiota tai kapasiteetin menetystä.
Impedanssi on kokonaisvastus vaihtovirralle (AC) piirissä. Se sisältää sekä resistanssin (reaaliosa) että reaktanssin (imaginaariosa, kapasitanssista ja induktanssista). Impedanssi on taajuudesta riippuvainen ja ilmaistaan kompleksilukuna (R + jX). Akun valvonnassa AC-impedanssimittauksia käytetään sisäisten ominaisuuksien arvioimiseen ilman akun purkamista.
Taulukko 1: Keskeiset erot sisäisen resistanssin (DC) ja impedanssin (AC) välillä sähkötekniikassa. Sähköisen ominaisuuden
| näkökohta | sisäisen resistanssin (R) | impedanssin (Z) |
|---|---|---|
| Piirisovellus | Käytetään pääasiassa tasavirralla (DC) toimivissa piireissä. | Käytetään pääasiassa vaihtovirralle (AC) suunnitelluissa piireissä. |
| Piirin läsnäolo | Havaittavissa sekä vaihtovirta- (AC) että tasavirtapiireissä (DC). | Ainoastaan vaihtovirtapiireissä (AC), ei DC:ssä. |
| Alkuperä | Se on peräisin elementeistä, jotka estävät sähkövirran kulkua. | Syntyy elementtien yhdistelmästä, joka vastustaa sähkövirtaa ja reagoi siihen. |
| Numeerinen lauseke | Ilmaistaan käyttämällä lopullisia reaalilukuja, esimerkiksi 5,3 mΩ. | Ilmaistaan sekä reaalilukujen että imaginaarikomponenttien kautta, esimerkkinä R + jX. |
| Taajuusriippuvuus | Sen arvo pysyy vakiona tasavirran taajuudesta riippumatta. | Sen arvo vaihtelee vaihtovirran taajuuden mukaan. |
| Vaiheen ominaisuus | Ei näytä mitään vaihekulma- tai magnitudiattribuutteja. | Jolle on tunnusomaista sekä lopullinen vaihekulma että magnitudi. |
| Käyttäytyminen sähkömagneettisessa kentässä | Ainoastaan sähkömagneettiselle kentälle altistettuna tehohäviö. | Osoittaa sekä tehohäviön että kyvyn varastoida energiaa sähkömagneettiseen kenttään. |
Nykyaikaisissa akunhallintajärjestelmissä (BMS) sekä sisäistä resistanssia että impedanssia valvotaan kokonaiskuvan muodostamiseksi akun kunnosta. Kasvava sisäinen vastus on varhainen varoitus hajoamisesta, kun taas impedanssispektroskopia voi paljastaa sisäiset kemialliset muutokset. DFUN BMS käyttää tarkkoja AC-mittausmenetelmiä sisäisen vastuksen trendien seuraamiseen ja poikkeamien havaitsemiseen ennen kuin ne johtavat vikaan.
DFUNin BMS syöttää kiinteätaajuista vaihtovirtaa jokaiseen akkukennoon ja mittaa tuloksena olevan jännitehäviön. Sisäinen vastus lasketaan Ohmin lain avulla tarkkuudella ±1-2 %. Tämä menetelmä on ei-invasiivinen, ei vaadi akun irrottamista ja tarjoaa reaaliaikaista tietoa ennakoivaa huoltoa varten.
Sisäinen vastus (R) on DC-ominaisuus, joka vastustaa virran virtausta, kun taas impedanssi (Z) on AC-ominaisuus, joka sisältää sekä resistanssin että reaktanssin.
Kasvava sisäinen vastus on yksi varhaisimmista indikaattoreista akun kulumisesta, sulfatoitumisesta ja kapasiteetin menetyksestä.
DFUN BMS käyttää kiinteätaajuista AC-virran injektiomenetelmää sisäisen resistanssin mittaamiseen 1-2 %:n tarkkuudella keskeyttämättä akun toimintaa.
