Измерение эквивалентного последовательного сопротивления химических источников тока методом прерывания тока на заданное время

Аннотация

Предложено измерение эквивалентного последовательного сопротивления различных химических источников тока методом периодического прерывания тока заряда или тока разряда на заданное время. Частота и длительность прерывания тока могут быть выбраны из широкого диапазона значений. Изменяя длительность прерывания тока, можно существенно варьировать условия измерения эквивалентного последовательного сопротивления. Так, при прерывании тока на 0,5 мс предлагаемый метод приближается к измерению сопротивления методом переменного тока с частотой 1000 Гц. При длительностях прерывания тока 0,5 с и более рассматриваемый метод становится эквивалентным методу постоянного тока. Предложенный метод позволяет выполнять измерение сопротивления как однократно, так и периодически с заданным периодом повторения. По полученным результатам могут быть построены зависимости эквивалентного последовательного сопротивления от уровня заряда химического источника тока, его остаточного ресурса, температуры и других параметров. Метод обладает несколькими преимуществами, прост в реализации, лишен погрешностей, присущих другим методам измерения сопротивления, и позволяет измерять эквивалентное последовательное сопротивление непосредственно в процессе заряда и разряда тестируемого химического источника тока

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Меньшиков Я.А. Измерение эквивалентного последовательного сопротивления химических источников тока методом прерывания тока на заданное время. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 5 (104), с. 105--119. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2022-5-105-119

Литература

[1] Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. М., Сов. радио, 1978.

[2] Таганова А.А., Бубнов Ю.И., Орлов С.Б. Герметичные химические источники тока. СПб., Химиздат, 2005.

[3] Оборудование для тестирования ХИТ: веб-сайт. URL: https://www.yarst.org (дата обращения: 08.03.2022).

[4] Tremblay O., Dessaint L.-A., Dekkiche A.-I. A generic battery model for the dynamic simulation of hybrid electric vehicles. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conf., 2007, pp. 284--289. DOI: https://doi.org/10.1109/VPPC.2007.4544139

[5] He H., Xiong R., Guo H., et al. Comparison study on the battery models used for the energy management of batteries in electric vehicles. Energy Convers. Manag., 2012, vol. 64, pp. 113--121. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.04.014

[6] Tremblay O., Dessaint L.-A. Experimental validation of a battery dynamic model for EV applications. World Electr. Veh. J., 2009, vol. 3, iss. 2, pp. 289--298. DOI: https://doi.org/10.3390/wevj3020289

[7] Ramadesigan V., Northrop P.W.C., De S., et al. Modeling and simulation of lithium ion batteries from a systems engineering perspective. J. Electrochem. Soc., 2012, vol. 159, no. 3, pp. 31--45. DOI: https://doi.org/10.1149/2.018203jes

[8] He H., Xiong R., Fan J. Evaluation of lithium-ion battery equivalent circuit models for state of charge estimation by an experimental approach. Energies, 2011, vol. 4, iss. 4, pp. 582--598. DOI: https://doi.org/10.3390/en4040582

[9] Стойнов З.Б., Графов Б.М., Савова-Стойнова Б. и др. Электрохимический импеданс. М., Наука, 1991.

[10] Li S.E., Wang B., Peng H., et al. An electrochemistry-based impedance model for lithium-ion batteries. J. Power Sources, 2014, vol. 258, pp. 9--18. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.02.045

[11] Macdonald D.D. Reflections on the history of electrochemical impedance spectroscopy. Electrochim. Acta, 2006, vol. 51, iss. 8-9, pp. 1376--1388. DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2005.02.107

[12] Lukovtsev V.P., Rotenberg Z.A., Dribinskii A.V., et al. Estimating depth of discharge of lithium-thionyl-chloride batteries from their impedance characteristics. Russ. J. Electrochem., 2005, vol. 41, no. 10, pp. 1097--1100. DOI: https://doi.org/10.1007/s11175-005-0187-8

[13] Петренко Е.М., Дрибинский А.В., Луковцев В.П. и др. Оценка состояния литиевых химических источников тока методом импедансной спектроскопии. Электрохимическая энергетика, 2010, т. 10, № 3, с. 128--132.

[14] Сибатов Р.Т., Морозова Е.В., Костишко Б.М. и др. Модель аномальной диффузии для описания импеданса литий-ионного аккумулятора. Известия высших учебных заведений. Электроника, 2019, т. 24, № 4, c. 331--341. DOI: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2019-24-4-331-341

[15] Schweiger H.-G., Obeidi O., Komesker O., et al. Comparison of several methods for determining the internal resistance of lithium ion cells. Sensors, 2010, vol. 10, iss. 6, pp. 5604--5625. DOI: https://doi.org/10.3390/s100605604

[16] Измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов. Модель: Yaorea YR1035+. Руководство по эксплуатации. URL: https://supereyes.ru/img/instructions/YAOREA_YR1035_plus_manual.pdf (дата обращения: 08.03.2022).