Razumevanje razlike med notranjim uporom in impedanco je ključnega pomena za vsakogar, ki dela z baterijami UPS, sistemi BMS ali močnostno elektroniko. Čeprav se pogosto uporabljata zamenljivo, predstavljata bistveno različne električne lastnosti – ena za tokokroge enosmernega toka, druga za izmenični tokokrog. Ta priročnik ponuja jasno tehnično primerjavo s praktičnimi posledicami za spremljanje baterije.
Notranji upor je nasprotje toku toka v bateriji, ko se uporablja enosmerni tok (DC). Izhaja iz upora elektrolita, elektrod in notranjih povezav. Notranji upor je realno število (npr. 5,3 mΩ) in se ne spreminja s frekvenco. Je eden najpomembnejših kazalcev zdravja akumulatorja – povečanje notranjega upora pogosto nakazuje sulfatizacijo, korozijo omrežja ali izgubo zmogljivosti.
Impedanca je popolno nasprotje izmeničnemu toku (AC) v vezju. Vključuje upornost (realni del) in reaktanco (namišljeni del, iz kapacitivnosti in induktivnosti). Impedanca je odvisna od frekvence in je izražena kot kompleksno število (R + jX). Pri nadzoru baterije se meritve AC impedance uporabljajo za oceno notranjih karakteristik brez izpraznitve baterije.
Tabela 1: Ključne razlike med notranjim uporom (DC) in impedanco (AC) v elektrotehniki.
| Vidik električne lastnosti | Notranji upor (R) | Impedanca (Z) |
|---|---|---|
| Uporaba vezja | Uporablja se predvsem v tokokrogih, ki delujejo na enosmerni tok (DC). | Uporablja se predvsem v tokokrogih, zasnovanih za izmenični tok (AC). |
| Prisotnost vezja | Opazen v tokokrogih izmeničnega (AC) in enosmernega toka (DC). | Izključno za tokokroge izmeničnega toka (AC), ni prisoten v DC. |
| Izvor | Izvira iz elementov, ki ovirajo pretok električnega toka. | Nastane iz kombinacije elementov, ki se upirajo in reagirajo na električni tok. |
| Številski izraz | Izraženo z dokončnimi realnimi številkami, na primer 5,3 mΩ. | Izraženo z realnimi števili in namišljenimi komponentami, ponazorjeno z R + jX. |
| Frekvenčna odvisnost | Njegova vrednost ostane konstantna ne glede na frekvenco enosmernega toka. | Njegova vrednost niha s spreminjajočo se frekvenco izmeničnega toka. |
| Fazna značilnost | Ne kaže nobenih atributov faznega kota ali magnitude. | Značilen tako z dokončnim faznim kotom kot z magnitudo. |
| Obnašanje v elektromagnetnem polju | Edina disipacija moči, ko je izpostavljena elektromagnetnemu polju. | Prikazuje disipacijo moči in sposobnost shranjevanja energije v elektromagnetnem polju. |
V sodobnih sistemih za upravljanje baterij (BMS) se nadzorujeta notranji upor in impedanca, da se ustvari popolna slika zdravja baterije. Naraščajoči notranji upor je zgodnje opozorilo o degradaciji, medtem ko lahko impedančna spektroskopija razkrije notranje kemične spremembe. DFUN BMS uporablja metode natančnega merjenja izmeničnega toka za sledenje trendom notranjega upora in zaznavanje nepravilnosti, preden povzročijo okvaro.
DFUN-ov BMS dovaja izmenični tok s fiksno frekvenco na vsako baterijsko celico in meri posledični padec napetosti. Notranji upor se izračuna z uporabo Ohmovega zakona z natančnostjo ±1-2%. Ta metoda je neinvazivna, ne zahteva odklopa baterije in zagotavlja podatke v realnem času za predvideno vzdrževanje.
Notranji upor (R) je lastnost enosmernega toka, ki nasprotuje toku toka, medtem ko je impedanca (Z) lastnost izmeničnega toka, ki vključuje tako upor kot reaktanco.
Naraščajoči notranji upor je eden najzgodnejših pokazateljev degradacije baterije, sulfatizacije in izgube zmogljivosti.
DFUN BMS uporablja metodo vbrizgavanja izmeničnega toka s fiksno frekvenco za merjenje notranjega upora z 1–2 % natančnostjo brez prekinitve delovanja baterije.
