உள் எதிர்ப்பு என்றால் என்ன?

உள் எதிர்ப்பு என்பது ஒரு பேட்டரிக்குள் மின்னோட்டத்திற்கு எதிர்ப்பாகும், இது பொருட்களிலிருந்து ஓமிக் எதிர்ப்பு மற்றும் மின்வேதியியல் செயல்முறைகளிலிருந்து துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது செயல்பாட்டின் போது மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் பேட்டரிகள் வயதாகும்போது அதிகரிக்கிறது, செயல்திறன், செயல்திறன் மற்றும் ஆயுட்காலம் ஆகியவற்றை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

பொருட்கள்-எலக்ட்ரோடுகள், எலக்ட்ரோலைட், பிரிப்பான்கள் மற்றும் இணைப்புகள்-சரியான கடத்திகள் இல்லாததால், அனைத்து பேட்டரிகளிலும் இந்த எதிர்ப்பு உள்ளது. மின்னோட்டத்தின் மூலம் மின்னோட்டம் பாயும் போது, ​​சில மின் ஆற்றல் உங்கள் சாதனத்தை இயக்குவதற்குப் பதிலாக வெப்பமாக மாற்றுகிறது, மேலும் இந்த ஆற்றல் இழப்பு உள் எதிர்ப்பால் ஏற்படுகிறது.

பேட்டரி அமைப்புகளில் உள் எதிர்ப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

ஒரு பேட்டரி எளிய மின்னழுத்த மூலத்தை விட அதிகமாக செயல்படுகிறது. தெவெனின் தேற்றத்தின்படி, எந்தவொரு நடைமுறை மின்கலமும் அதன் உள் எதிர்ப்புடன் தொடரில் இணைக்கப்பட்ட சிறந்த மின்னழுத்த ஆதாரமாக வடிவமைக்கப்படலாம். பேட்டரி மின்னழுத்தம் சுமையின் கீழ் ஏன் குறைகிறது என்பதை இந்த மாதிரி விளக்குகிறது-உள் எதிர்ப்பானது உருவாக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தில் சிலவற்றைப் பயன்படுத்துகிறது.

பேட்டரியின் திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தத்தை (சுமை இல்லாமல்) அளவிடும்போது, ​​அதன் மின்னோட்ட விசையை (EMF) காணலாம். அந்த பேட்டரியை ஒரு சாதனத்துடன் இணைக்கவும், டெர்மினல் மின்னழுத்தம் உடனடியாக குறைகிறது. இந்த இரண்டு மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு உள் எதிர்ப்பால் நுகரப்படும் மின்னழுத்தத்தை வெளிப்படுத்துகிறது. உறவு ஓம் விதியைப் பின்பற்றுகிறது: மின்னழுத்த வீழ்ச்சியானது உள் எதிர்ப்பால் பெருக்கப்படும் மின்னோட்டத்திற்கு சமம் (V=IR).

12V EMF மற்றும் 0.02Ω இன்டர்னல் ரெசிஸ்டன்ஸ் டிராயிங் 200A கொண்ட பேட்டரிக்கு, உள் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி 4V ஐ அடைகிறது, டெர்மினல்களில் 8V மட்டுமே இருக்கும். இந்த வியத்தகு குறைப்பு உயர்-தற்போதைய பயன்பாடுகளில் பிரவுன்அவுட்களை விளக்குகிறது மற்றும் பலர் உணர்ந்ததை விட உள் எதிர்ப்பு ஏன் முக்கியமானது.

உள் எதிர்ப்பின் கூறுகள்

உள் எதிர்ப்பு என்பது ஒரு நிகழ்வு அல்ல-இது பேட்டரி நிலைகளுக்கு வித்தியாசமாக பதிலளிக்கும் பல எதிர்ப்பு வகைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது.

ஓமிக் எதிர்ப்பு

ஓமிக் எதிர்ப்பு என்பது பேட்டரி பொருட்களின் நேரடியான மின் எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது. இது எழுகிறது:

மின்னணு எதிர்ப்பு: மின்முனை பொருட்கள், தற்போதைய சேகரிப்பாளர்கள் மற்றும் உள் இணைப்புகளின் எதிர்ப்பாற்றல். உலோகங்கள் கூட படிக குறைபாடுகள், அசுத்தங்கள் மற்றும் மின்கடத்தி லட்டிக்குள் எலக்ட்ரான் மோதல்கள் காரணமாக அபூரணமாக நடத்துகின்றன.

அயனி எதிர்ப்பு: எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் பிரிப்பான் மூலம் அயனி இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பு. எலக்ட்ரோலைட் கடத்துத்திறன், அயன் இயக்கம் மற்றும் பிரிப்பான் ஊடுருவல் ஆகியவை பங்களிக்கின்றன. இந்த கூறு தற்போதைய ஓட்டத்திற்கு உடனடியாக பதிலளிக்கிறது மற்றும் ஓம் விதியை துல்லியமாக பின்பற்றுகிறது.

ஒரு புதிய AA அல்கலைன் பேட்டரி பொதுவாக அறை வெப்பநிலையில் 0.15Ω ஓமிக் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, குறைக்கப்பட்ட அயனி இயக்கம் அயனி எதிர்ப்பை அதிகரிப்பதால் -40 டிகிரியில் 0.9Ωக்கு தாவுகிறது. 40 டிகிரியில், எலக்ட்ரோலைட் பரவல் குணகம் அதிகரிக்கும் போது அது தோராயமாக 0.1Ω ஆக குறைகிறது.

துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பு

சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்றத்தின் போது மின் வேதியியல் செயல்முறைகளில் இருந்து துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பு வெளிப்படுகிறது. ஓமிக் எதிர்ப்பைப் போலன்றி, பேட்டரி எவ்வாறு இயங்குகிறது என்பதைப் பொறுத்து இது மாறும்.

மின் வேதியியல் துருவப்படுத்தல்: மின்னோட்டம் பாயும் போது, ​​எலக்ட்ரோடு பரப்புகளில் மின் வேதியியல் எதிர்வினைகள் செயல்படுத்தும் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையே எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்திற்கான ஆற்றல் தடையை கடக்க பேட்டரி கூடுதல் மின்னழுத்தத்தை ஒதுக்க வேண்டும். இந்த துருவமுனைப்பு மைக்ரோ செகண்ட் அளவில் உருவாகிறது மற்றும் மின்னோட்டம் குறையும் போது குறைகிறது.

செறிவு துருவப்படுத்தல்: பேட்டரிகள் டிஸ்சார்ஜ் ஆக, அயன் செறிவு சாய்வு எலக்ட்ரோலைட்டுக்குள் உருவாகிறது. மற்ற பகுதிகள் அதிக செறிவுகளை பராமரிக்கும் போது மின்முனைகளுக்கு அருகில் உள்ள பகுதிகள் குறைகின்றன. செறிவு சாய்வுகளுக்கு எதிராக அயனிகள் இடம்பெயர வேண்டும் என்பதால் இந்த ஏற்றத்தாழ்வு பரவல் மின்மறுப்பை உருவாக்குகிறது. செறிவு துருவமுனைப்பு வினாடிகளில் உருவாகிறது மற்றும் அதிக-தற்போதைய வெளியேற்றத்தின் போது குறிப்பிடத்தக்க எதிர்ப்பு கூறுகளைக் குறிக்கிறது.

ஒன்றாக, இந்த துருவமுனைப்பு விளைவுகள் ஓமிக் எதிர்ப்பை மீறலாம், குறிப்பாக லித்தியம்-அயன் வாகன பேட்டரிகளில் அதிக வெளியேற்ற விகிதங்கள் கணிசமான செறிவு சாய்வுகளை உருவாக்குகின்றன.

உள் எதிர்ப்புலித்தியம் அயன் வாகன பேட்டரி

லித்தியம்-அயன் வாகன பேட்டரிகள் மின்சார வாகனத்தின் செயல்திறனை நேரடியாகப் பாதிக்கும் தனித்துவமான உள் எதிர்ப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த பேட்டரிகள் அவற்றின் அளவு மற்றும் உயர்-தற்போதைய பயன்பாடுகளுக்கு உகந்த வடிவமைப்பு காரணமாக பொதுவாக ஒரு கலத்திற்கு 1mΩ க்கும் குறைவான உள் எதிர்ப்பை பராமரிக்கின்றன.

லித்தியம்-அயன் கலங்களில் உள்ள உள் எதிர்ப்பானது வெவ்வேறு சார்ஜ் நிலைகளில்-தோராயமாக 270mΩ முதல் 0% முதல் 250mΩ வரை 70% சார்ஜ் நிலையில் உள்ளது. இந்த நிலைத்தன்மை நிக்கல் அடிப்படையிலான பேட்டரிகளுடன் கடுமையாக முரண்படுகிறது, இங்கு மின்னழுத்தம் சார்ஜ் மட்டத்துடன் வியத்தகு அளவில் மாறுபடும்.

இருப்பினும், வயதானது லித்தியம்-அயன் உள் எதிர்ப்பை கணிசமாக பாதிக்கிறது. பேட்டரிகள் சுழற்சியாக, திட எலக்ட்ரோலைட் இடைநிலை (SEI) எனப்படும் ஒரு செயலற்ற அடுக்கு மின்முனைகளில் உருவாகிறது. இந்த SEI அடுக்கு உள் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது மற்றும் பேட்டரி ஆரோக்கியத்தின் நம்பகமான குறிகாட்டியாக செயல்படுகிறது. உள் எதிர்ப்பானது அடிப்படை மதிப்புகளை விட கணிசமாக உயரும் போது, ​​அது வாழ்க்கை நிலைகளின்-முடிவை நெருங்குவதைக் குறிக்கிறது.

மின்சார வாகனங்களுக்கு, இந்த எதிர்ப்பு நேரடியாக பாதிக்கிறது:

ஓட்டுநர் வரம்பு: அதிக உள் எதிர்ப்பானது உந்துவிசையை விட அதிக ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றுகிறது. இரட்டிப்பு உள் எதிர்ப்பைக் கொண்ட பேட்டரி வழக்கமான ஓட்டுநர் நிலைமைகளின் கீழ் அதன் செயல்திறன் வரம்பில் 15-20% இழக்கலாம்.

உச்ச மின் விநியோகம்: வாகன முடுக்கம் உயர்-தற்போதைய பருப்புகளை வழங்கும் பேட்டரியின் திறனைப் பொறுத்தது. அதிகரித்த எதிர்ப்பானது தற்போதைய ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது, கிடைக்கக்கூடிய சக்தியைக் குறைக்கிறது. 200mΩ மின்கலத்தை விட 50mΩ எதிர்ப்புடன் கூடிய EV பேட்டரி குறிப்பிடத்தக்க அளவு அதிக முடுக்கத்தை வழங்குகிறது.

வெப்ப மேலாண்மை: எதிர்ப்பு-உருவாக்கும் வெப்பத்திற்கு செயலில் குளிரூட்டும் அமைப்புகள் தேவை. உற்பத்தி செய்யப்படும் வெப்பம் I²Rக்கு சமம், எனவே அதிக எதிர்ப்பானது குளிரூட்டும் தேவைகளையும் ஆற்றல் நுகர்வையும் அதிகரிக்கிறது.

சார்ஜிங் வேகம்: உள்ளக எதிர்ப்பு வேகமான{0}}சார்ஜிங் விகிதங்களைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. அதிக எதிர்ப்பானது சார்ஜ் செய்யும் போது அதிகப்படியான மின்னழுத்த உயர்வை ஏற்படுத்துகிறது, அதிக மின்னழுத்த நிலைகளைத் தடுக்க மின்னோட்டத்தைக் குறைக்க சார்ஜ் கன்ட்ரோலர்களை கட்டாயப்படுத்துகிறது.

உள் எதிர்ப்பை பாதிக்கும் காரணிகள்

பல மாறிகள் உள் எதிர்ப்பு மதிப்புகளை பாதிக்கின்றன, வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் பேட்டரி செயல்திறனை தீர்மானிக்கும் சிக்கலான தொடர்புகளை உருவாக்குகின்றன.

வெப்பநிலை விளைவுகள்

அயன் இயக்கம் மற்றும் இரசாயன எதிர்வினை விகிதங்களில் அதன் விளைவு மூலம் வெப்பநிலை உள் எதிர்ப்பை வியத்தகு முறையில் மாற்றுகிறது. குளிர்ந்த வெப்பநிலை எலக்ட்ரோலைட் மூலம் அயனி இயக்கத்தை மெதுவாக்குகிறது, அயனி எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது. -20 டிகிரியில் உள்ள லித்தியம்-அயன் செல் 25 டிகிரியில் அளவிடப்படும் எதிர்ப்பை விட 2-3 மடங்கு அதிகமாக வெளிப்படும்.

அயனி இயக்கம் மற்றும் எதிர்வினை இயக்கவியலை அதிகரிப்பதன் மூலம் வெப்பமான வெப்பநிலை பொதுவாக எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது. இருப்பினும், அதிக வெப்பம் பேட்டரி பொருட்களைக் குறைக்கிறது, இறுதியில் முதுமை அதிகரிப்பதன் மூலம் நீண்ட கால எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது.

பொறுப்பு நிலை

வெவ்வேறு பேட்டரி இரசாயனங்கள் சார்ஜ் நிலைகள் முழுவதும் தனித்துவமான எதிர்ப்பு வடிவங்களைக் காட்டுகின்றன. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் 20% முதல் 80% மின்னழுத்தத்தின் உச்சநிலையில் மட்டுமே அதிகரிப்புடன் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான எதிர்ப்பை பராமரிக்கின்றன.

நிக்கல்-உலோக-ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள் மிக அதிக எதிர்ப்பு மாறுபாட்டைக் காட்டுகின்றன. முழு வெளியேற்றத்திற்குப் பிறகும், முழு மின்னேற்றத்திற்குப் பிறகும் அவை உச்ச எதிர்ப்பைக் காட்டுகின்றன. செறிவு சாய்வுகள் சமமாகும்போது, ​​சார்ஜ் செய்த பிறகு, பல மணிநேர ஓய்வுக்குப் பிறகு உகந்த செயல்திறன் தோன்றும்.

வயது மற்றும் சுழற்சி எண்ணிக்கை

பேட்டரி வயதானது பல சிதைவு வழிமுறைகள் மூலம் உள் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது:

லித்தியம்-அயன் அனோட்களில் SEI அடுக்கு தடித்தல்

எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு கடத்துத்திறனைக் குறைக்கிறது

மின்முனை பொருள் கட்டமைப்பு மாற்றங்கள்

மின்முனைகளிலிருந்து செயலில் உள்ள பொருள் இழப்பு

இணைப்புகளில் அதிகரித்த தொடர்பு எதிர்ப்பு

ஒரு புதிய லித்தியம்{0}}அயன் செல் 30mΩ இல் தொடங்கி 1000 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு 80-100mΩ வரை உயரும். ஆரம்ப எதிர்ப்பின் 150% க்கு அப்பால், திறன் மதிப்பிடப்பட்ட மதிப்பில் 80% க்குக் கீழே குறைந்துவிட்டது என்பதைக் குறிக்கிறது.

வெளியேற்ற விகிதம்

தற்போதைய சமநிலை துருவமுனைப்பு விளைவுகளின் மூலம் அளவிடப்பட்ட எதிர்ப்பை பாதிக்கிறது. அதிக வெளியேற்ற விகிதங்கள் பெரிய செறிவு சாய்வு மற்றும் மிகவும் கடுமையான மின்வேதியியல் துருவமுனைப்பை உருவாக்குகின்றன. ஒரு பேட்டரி 1C டிஸ்சார்ஜில் 40mΩ காட்டலாம் ஆனால் 5C டிஸ்சார்ஜில் 65mΩ இந்த டைனமிக் ரெசிஸ்டன்ஸ் காரணமாக இருக்கும்.

உள் எதிர்ப்பை அளவிடுதல்

துல்லியமான உள் எதிர்ப்பை அளவிடுவதற்கு வெவ்வேறு சோதனை முறைகள் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகளைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.

ஏசி மின்மறுப்பு முறை (ஏசி-ஐஆர்)

AC முறையானது ஒரு சிறிய மாற்று மின்னோட்ட சமிக்ஞையைப் பயன்படுத்துகிறது-பொதுவாக 1kHz அதிர்வெண்ணில்- மற்றும் மின்னழுத்த பதிலை அளவிடுகிறது. இந்த உயர்-அதிர்வெண் சமிக்ஞையானது ஓமிக் எதிர்ப்பை முதன்மையாக அளவிடுகிறது, ஏனெனில் இந்த நேர அளவீடுகளில் துருவமுனைப்பு விளைவுகள் முழுமையாக உருவாகாது.

AC-IR சோதனை நன்மைகள்:

பேட்டரிக்கு -அழிக்காதது

விரைவான அளவீடு (மில்லி விநாடிகள்)

நிலையான, மீண்டும் மீண்டும் செய்யக்கூடிய முடிவுகள்

உற்பத்தி சோதனைக்கான நிலையான முறை

1kHz அதிர்வெண் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் இது மெதுவான மின்வேதியியல் செயல்முறைகளைத் தவிர்க்கும் போது ஓமிக் எதிர்ப்பைப் பிடிக்கிறது. இருப்பினும், AC-IR மதிப்புகள் DC அளவீடுகளைக் காட்டிலும் குறைவாகத் தோன்றும், ஏனெனில் துருவமுனைப்பு எதிர்ப்புகள் முழுமையாகப் பிடிக்கப்படவில்லை.

மின்சார வாகன உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் பேட்டரி சோதனையாளர்கள் வெவ்வேறு எதிர்ப்பு கூறுகளை சிறப்பாக வகைப்படுத்த பல அதிர்வெண்களில் (100Hz முதல் 10kHz வரை) அளவிடுகின்றனர். எலக்ட்ரோகெமிக்கல் மின்மறுப்பு நிறமாலையிலிருந்து ஒரு நைக்விஸ்ட் ப்ளாட் ஓமிக், சார்ஜ் டிரான்ஸ்ஃபர் மற்றும் டிஃப்யூஷன் ரெசிஸ்டன்ஸ் ஆகியவற்றைப் பிரிக்கலாம்.

DC எதிர்ப்பு முறை (DC-IR)

DC முறையானது நிலையான மின்னோட்டத் துடிப்பைப் பயன்படுத்துகிறது (பொதுவாக 2-3 வினாடிகள்) மற்றும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை அளவிடுகிறது. இது அனைத்து துருவமுனைப்பு விளைவுகளையும் உள்ளடக்கிய மொத்த உள் எதிர்ப்பைக் கைப்பற்றுகிறது.

DC-IR அளவீட்டு செயல்முறை:

பதிவு திறந்த{0}}சுற்று மின்னழுத்தம் (V₁)

நிலையான தற்போதைய சுமையை (I) பயன்படுத்தவும்

உறுதிப்படுத்தலுக்குப் பிறகு ஏற்றப்பட்ட மின்னழுத்தத்தைப் பதிவுசெய்க (V₂)

கணக்கிடு: R=(V₁ - V₂) / I

இந்த முறை உண்மையான பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது அனுபவிக்கும் எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகிறது, இது செயல்திறன் கணிப்புக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. இருப்பினும், உயர் சோதனை நீரோட்டங்கள் சிறிய பேட்டரிகளுக்கு அழுத்தம் கொடுக்கலாம், மேலும் மின்முனை துருவப்படுத்தலுக்கு அளவீட்டு பிழைகளைத் தவிர்க்க துல்லியமான நேரம் தேவைப்படுகிறது.

ஒரு நடைமுறை உதாரணத்திற்கு: 3.8V இறக்கப்பட்ட மற்றும் 20A சுமையின் கீழ் 3.5V காட்டும் பேட்டரி (3.8 - 3.5) / 20=0.015Ω அல்லது 15mΩ இன் உள் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது.

நாடித்துடிப்பு சோதனை

தற்போதைய நிலையுடன் எதிர்ப்பு எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதை வகைப்படுத்த, மேம்பட்ட சோதனையானது வெவ்வேறு விகிதங்களில் பல தற்போதைய பருப்புகளைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த நுட்பம் பேட்டரியின் முழுமையான எதிர்ப்புத் தன்மையை அதன் இயக்க வரம்பில் வரைபடமாக்குகிறது.

ஒரு பொதுவான நாடித்துடிப்பு சோதனை வரிசையில் பின்வருவன அடங்கும்:

1C விகிதத்தில் 5-வினாடி துடிப்பு

3C விகிதத்தில் 5-வினாடி துடிப்பு

5C விகிதத்தில் 10-வினாடி துடிப்பு

ஒவ்வொன்றிற்கும் மின்னழுத்த பதிலை பதிவு செய்தல்

மின்னோட்டத்துடன் மின்தடை நேர்கோட்டில் அதிகரிக்கிறதா அல்லது கடுமையான துருவமுனைப்பு விளைவுகளைக் குறிக்கும் நேரியல் அல்லாத நடத்தையைக் காட்டுகிறதா என்பதை இந்தத் தரவு வெளிப்படுத்துகிறது.

பேட்டரி செயல்திறனில் தாக்கம்

பயனர்கள் நேரடியாக அனுபவிக்கும் பேட்டரி நடத்தையின் அடிப்படை அம்சங்களை உள் எதிர்ப்பானது தீர்மானிக்கிறது.

இயக்க நேரம் மற்றும் திறன்

அதிக உள் எதிர்ப்பானது நிலையான சக்தி சுமைகளின் கீழ் இயக்க நேரத்தை குறைக்கிறது. பேட்டரி மின்னோட்டத்தை வழங்கும்போது, ​​உள் எதிர்ப்பு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, இல்லையெனில் சுமைக்கு சக்தி அளிக்கும். எதிர்ப்பு அதிகரிக்கும் போது, ​​முனைய மின்னழுத்தம் வேகமாக குறைகிறது, கட்ஆஃப் மின்னழுத்தத்தை முன்னதாக அடையும்.

செல்போன் பேட்டரிகள் பற்றிய ஆராய்ச்சி இதை வியத்தகு முறையில் நிரூபித்தது. ஒரே மாதிரியான திறன் மதிப்பீடுகள் கொண்ட மூன்று பேட்டரிகள் ஆனால் வெவ்வேறு உள் எதிர்ப்புகள் உருவகப்படுத்தப்பட்ட ஜிஎஸ்எம் சுமைகளின் கீழ் சோதிக்கப்பட்டன:

நிக்கல்-காட்மியம் (155mΩ): 3C வெளியேற்றத்தில் 120 நிமிட பேச்சு நேரம்

லித்தியம்-அயன் (320mΩ): 3C வெளியேற்றத்தில் 50 நிமிட பேச்சு நேரம்

நிக்கல்{0}}உலோக-ஹைட்ரைடு (778mΩ): 3C வெளியேற்றத்தில் செயல்பட முடியவில்லை

நிக்கல்-மெட்டல்-ஹைட்ரைடு பேட்டரி, அதிக நேரம் பேசுவதற்கு போதுமான திறன் கொண்டதாக இருந்தாலும், அதிகப்படியான உள் எதிர்ப்பின் காரணமாக போதுமான மின்னோட்டத்தை வழங்க முடியவில்லை. அதன் உயர் எதிர்ப்பானது தொலைபேசியின் இயக்க வரம்புக்குக் கீழே மின்னழுத்தத் தொய்வை ஏற்படுத்தியது.

செயல்திறன் மற்றும் வெப்ப உருவாக்கம்

மின்தடையானது ஜூல் விளைவு (P=I²R) மூலம் மின் ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றுகிறது. இது தூய கழிவுகளை குறிக்கிறது

50mΩ மொத்த எதிர்ப்பைக் கொண்ட லித்தியம்-அயன் வாகன பேட்டரி 200A வரைதல்:

வெப்ப உருவாக்கம்=(200A)² × 0.05Ω=2000W

இந்த தொடர்ச்சியான 2kW வெப்ப சுமைக்கு கணிசமான குளிர்ச்சி தேவைப்படுகிறது

எதிர்ப்பானது 100mΩக்கு இரட்டிப்பானால், வெப்ப உற்பத்தி 4kW ஆக அதிகரிக்கிறது, குளிர்ச்சி தேவைகளை இரட்டிப்பாக்குகிறது மற்றும் வாகன செயல்திறனைக் குறைக்கிறது. வெப்பமானது ஆற்றலை வீணாக்குவது மட்டுமல்லாமல், உயர்ந்த இயக்க வெப்பநிலை மூலம் பேட்டரி சிதைவை துரிதப்படுத்துகிறது.

ஆற்றல் திறன்

அதிகபட்ச மின் விநியோகம் உள் எதிர்ப்பைப் பொறுத்தது. ஒரு பேட்டரியின் உச்ச ஆற்றல் வெளியீடு, சுமை எதிர்ப்பு உள் எதிர்ப்பிற்கு சமமாக இருக்கும் போது (மின்மறுப்பு பொருத்தம்) ஏற்படுகிறது. இருப்பினும், இந்த ஆப்பரேட்டிங் பாயிண்ட் பேட்டரியின் சக்தியில் 50% வெப்பமாக உள்நாட்டில் வீணடிக்கப்படுகிறது.

நடைமுறை பயன்பாடுகள் செயல்திறனுக்காக அதிக சுமை எதிர்ப்பில் செயல்படுகின்றன, ஆனால் உள் எதிர்ப்பு இன்னும் வழங்கக்கூடிய சக்தியின் மேல் வரம்பை அமைக்கிறது. மின்சார வாகன முடுக்கத்திற்கு, அதிகபட்ச முறுக்குவிசைக்கு போதுமான மின்னோட்டத்தை மோட்டார் பெறுகிறதா என்பதை பேட்டரி உள் எதிர்ப்பானது தீர்மானிக்கிறது.

400V மற்றும் 20mΩ உள் எதிர்ப்பைக் கொண்ட ஒரு பேட்டரி பேக் கோட்பாட்டளவில் 8MW உச்ச சக்தியை சுருக்கமாக வழங்க முடியும். 80mΩ எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட அதே பேக் 2MW-க்கு குறைகிறது, இது செயல்திறன் திறனில் 75% குறைகிறது.

உள் எதிர்ப்பைக் குறைப்பது எப்படி

உள் எதிர்ப்பைப் புரிந்துகொள்வது வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு நிலைகளில் மேம்படுத்துவதற்கான உத்திகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

பேட்டரி வடிவமைப்பு மேம்பாடுகள்

பொருள் தேர்வு: குறைந்த துருவமுனைப்பு கொண்ட உயர்-கடத்துத்திறன் மின்முனை பொருட்களைப் பயன்படுத்தவும். ஒற்றை{2}}கிரிஸ்டல் கேத்தோடு பொருட்கள், உயர்-நிக்கல் சூத்திரங்கள் மற்றும் உகந்த கார்பன் சேர்க்கைகள் அனைத்தும் எதிர்ப்பைக் குறைக்கின்றன.

எலக்ட்ரோலைட் தேர்வுமுறை: உயர் அயனி கடத்துத்திறன் கொண்ட குறைந்த-பாகுநிலை எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அயனி எதிர்ப்பைக் குறைக்கின்றன. மேம்பட்ட சேர்க்கைகள் ஈரப்பதம் மற்றும் அயனி போக்குவரத்தை மேம்படுத்துகின்றன.

மின்முனை கட்டமைப்பு: மெல்லிய மின்முனைகள் பரவல் தூரத்தைக் குறைக்கின்றன. உகந்த மின்னோட்டம் சேகரிப்பான் வடிவமைப்பு மின்னணு எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது. முறையான சுருக்கமானது அயனி இயக்கத்திற்கு எதிராக அடர்த்தியை சமநிலைப்படுத்துகிறது.

பிரிப்பான் தொழில்நுட்பம்: அதிக போரோசிட்டி கொண்ட மெல்லிய பிரிப்பான்கள் பாதுகாப்பைப் பராமரிக்கும் போது எதிர்ப்பைக் குறைக்கின்றன. செராமிக்-பூசப்பட்ட பிரிப்பான்கள் அதிகப்படியான எதிர்ப்பு அதிகரிப்பு இல்லாமல் வெப்ப நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன.

செயல்பாட்டு உத்திகள்

வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: பேட்டரிகளை உகந்த வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் பராமரிக்கவும் (பெரும்பாலான லித்தியம்-அயனுக்கு 15-35 டிகிரி). செயலில் உள்ள வெப்ப மேலாண்மை குளிர்-வெப்பநிலை எதிர்ப்பு அதிகரிப்பு மற்றும் வெப்ப-துரிதப்படுத்தப்பட்ட வயதான இரண்டையும் தடுக்கிறது.

கட்டண மேலாண்மை: தீவிர மின்னழுத்த நிலைகளைத் தவிர்க்கவும். 20-80% சார்ஜ் நிலையில் உள்ள பேட்டரிகளை முடிந்தவரை வைத்திருக்கவும், அழுத்தத்தால் தூண்டப்படும் எதிர்ப்பு வளர்ச்சியைக் குறைக்கவும்.

தற்போதைய வரம்புகள்: C{0}}விகித விவரக்குறிப்புகளை மதிக்கவும். அதிகப்படியான வெளியேற்ற விகிதங்கள் துருவமுனைப்பை உருவாக்கி சீரழிவை துரிதப்படுத்துகின்றன. நீண்ட ஆயுளுக்கு, 1-2C விகிதங்களுக்கு நீடித்த வெளியேற்றத்தை வரம்பிடவும்.

ஓய்வு காலங்கள்: அதிக சுமைகளுக்குப் பிறகு செறிவு சாய்வுகளை சமப்படுத்த அனுமதிக்கவும். 30-60 விநாடிகள் ஓய்வுக்குப் பிறகு, செறிவு துருவமுனைப்பு சிதறும்போது மின்னழுத்தம் கணிசமாக மீட்டெடுக்கப்படுகிறது.

பராமரிப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு

ஸ்மார்ட் பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்புகள் ஒரு சுகாதார குறிகாட்டியாக உள் எதிர்ப்பை தொடர்ந்து கண்காணிக்கின்றன. செயல்திறன் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மோசமடைவதற்கு முன், அதிகரித்து வரும் எதிர்ப்பு மதிப்புகள் எச்சரிக்கைகளைத் தூண்டும்.

பேட்டரி பேக்குகளுக்கு, செல் பொருத்தம் முக்கியமானதாகிறது. தனிப்பட்ட செல்கள் அதிக எதிர்ப்பை உருவாக்கினால், அவை பேக் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்தும் இடையூறுகளாக மாறும். வழக்கமான சோதனையானது பலவீனமான செல்களை அவை முழுப் பொதியையும் பாதிக்கும் முன் அடையாளம் காணும்.

சரியான இணைப்பு பராமரிப்பு கூடுதல் தொடர்பு எதிர்ப்பைத் தடுக்கிறது. பெரிய வாகன பேட்டரி பேக்குகளில், தளர்வான இணைப்புகள் பல மில்லியோம்களைச் சேர்க்கலாம்{1}}செயல்திறனைக் கணிசமாகப் பாதிக்கும். அவ்வப்போது ஆய்வு மற்றும் முறுக்கு சரிபார்ப்பு குறைந்த-எதிர்ப்பு இணைப்புகளை பராமரிக்கிறது.

உடல்நலக் குறிகாட்டியாக உள் எதிர்ப்பு

ஆரோக்கியத்தின் பேட்டரி நிலை (SoH) உள் எதிர்ப்புடன் வலுவாக தொடர்புடையது. பேட்டரிகள் வயதாகும்போது, ​​மின்தடை அதிகரிக்கும் போது திறன் மங்குகிறது-இரண்டும் சிதைவைக் குறிக்கிறது. உள் எதிர்ப்பு ஆரோக்கிய மதிப்பீட்டிற்கான நன்மைகளை வழங்குகிறது:

ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத-: எதிர்ப்பு அளவீட்டுக்கு சுருக்கமான மின்னோட்ட பருப்புகள் மட்டுமே தேவை, முழு வெளியேற்ற சுழற்சிகள் அல்லவிரைவு: திறன் சோதனைகளுக்கான முடிவுகள் சில நொடிகளில் மற்றும் மணிநேரங்களில் கிடைக்கும்உணர்திறன்கணிசமான திறன் இழப்புக்கு முன் எதிர்ப்பு மாற்றங்கள் அடிக்கடி தோன்றும்முன்னறிவிப்பு: எதிர்ப்புப் போக்குகள் மீதமுள்ள பயனுள்ள வாழ்க்கையை முன்னறிவிக்கிறது

முதல் 100 சுழற்சிகளின் தரவைப் பயன்படுத்தி 95% துல்லியத்துடன் பேட்டரியின்-ஆயுட்காலத்தை-உள் எதிர்ப்பானது கணிக்க முடியும் என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. ரெசிஸ்டன்ஸ் டைனமிக்ஸில் பயிற்றுவிக்கப்பட்ட இயந்திர கற்றல் மாதிரிகள் திறன்-அடிப்படையிலான கணிப்புகளை விட சிறப்பாக செயல்படுகின்றன.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு, அது வேகமடையும் போது,-வாழ்க்கையின்-முடிவை நெருங்கும் வரை, மின்தடையானது சுழற்சி எண்ணிக்கையுடன் தோராயமாக நேர்கோட்டில் அதிகரிக்கிறது. 30mΩ இல் தொடங்கும் ஒரு புதிய செல், 500 சுழற்சிகளில் 50mΩ ஆகவும், 1200 சுழற்சிகளில் 150mΩ ஆக முடுக்கிவிடுவதற்கு முன், 1000 சுழற்சிகளில் 100mΩ ஆகவும் இருக்கும்.

தொழில்துறை தரநிலைகள் பொதுவாக பேட்டரி முடிவின்-வாழ்க்கையின்-80% மீதமுள்ள திறன் அல்லது 200% ஆரம்ப உள் எதிர்ப்பில் எது முதலில் நிகழும் என வரையறுக்கிறது. பல பேட்டரிகள் திறன் வாசலுக்கு முன் எதிர்ப்பு வாசலை அடைகின்றன, இதனால் எதிர்ப்பை மிகவும் பழமைவாத சுகாதார அளவீடு செய்கிறது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

ஏசி மற்றும் டிசி உள் எதிர்ப்பிற்கு என்ன வித்தியாசம்?

AC இன்டர்னல் ரெசிஸ்டன்ஸ், துருவமுனைப்பு விளைவுகளை உருவாக்க அனுமதிக்காத உயர்-அதிர்வெண் சமிக்ஞைகளை (பொதுவாக 1kHz) பயன்படுத்தி ஓமிக் எதிர்ப்பை முதன்மையாக அளவிடுகிறது. DC இன்டர்னல் ரெசிஸ்டன்ஸ் நிலையான மின்னோட்ட சுமைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் துருவப்படுத்தல் உட்பட மொத்த எதிர்ப்பைப் பிடிக்கிறது. DC மதிப்புகள் பொதுவாக AC மதிப்புகளை 20-50% மீறுகின்றன, ஏனெனில் அவை மாறும் துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பை உள்ளடக்கியது.

உள் எதிர்ப்பை அதிகரித்த பிறகு குறைக்க முடியுமா?

ஒருமுறை கட்டமைப்புச் சிதைவு ஏற்பட்டால்-SEI அடுக்கு வளர்ச்சி, செயலில் உள்ள பொருள் இழப்பு அல்லது எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு-எதிர்ப்பு அதிகரிப்பு நிரந்தரமானது. இருப்பினும், செறிவு துருவமுனைப்பு, குறைந்த வெப்பநிலை அல்லது மாசுபாட்டின் தற்காலிக எதிர்ப்பு அதிகரிப்பு சில நேரங்களில் சரியான சீரமைப்பு சுழற்சிகள் அல்லது வெப்ப சிகிச்சை மூலம் மாற்றியமைக்கப்படும். புதுப்பித்தலின் போது புதிய எலக்ட்ரோலைட் மாற்றீடு சில செயல்திறனை மீட்டெடுக்க முடியும்.

சில பேட்டரிகள் பயன்படுத்தும் போது சூடாக இருப்பது ஏன்?

உள் எதிர்ப்பிலிருந்து வெப்ப உருவாக்கம் பேட்டரிகள் வெளியேற்றத்தின் போது வெப்பமடைகிறது. வெப்பமாகச் சிதறும் சக்தி தற்போதைய நேர எதிர்ப்பின் (I²R) சதுரத்திற்குச் சமம். அதிக வெளியேற்ற மின்னோட்டங்கள் அதிவேகமாக அதிக வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன. 0.1Ω ரெசிஸ்டன்ஸ் கொண்ட 10A பேட்டரி வரைதல் 10W வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது

உள் எதிர்ப்பை யதார்த்தமாக எவ்வளவு குறைக்க முடியும்?

இயற்பியல் பொருள் கடத்துத்திறன் மற்றும் மின்வேதியியல் இயக்கவியலின் அடிப்படையில் அடிப்படை வரம்புகளை விதிக்கிறது. நவீன லித்தியம்-அயன் வாகன செல்கள் உகந்த வடிவமைப்பு மூலம் 20-30mΩ அடையும். மேலும் குறைப்புகளுக்கு திருப்புமுனை பொருட்கள் அல்லது முற்றிலும் மாறுபட்ட செல் கட்டமைப்புகள் தேவை. தற்போதைய தொழில்நுட்ப வரம்புகளின் அடிப்படையில் கோட்பாட்டு குறைந்தபட்சம் சுமார் 10-15mΩ உள்ளது.

குறிப்புகள்

எனர்ஜிசர் டெக்னிக்கல் புல்லட்டின் (2005). பேட்டரி உள் எதிர்ப்பு

உயிரியல் கற்றல் மையம் (2024). உள் எதிர்ப்புத் தொடர்

விக்கிபீடியா. உள் எதிர்ப்பு (ஜனவரி 2025 புதுப்பிக்கப்பட்டது)

பேட்டரி பல்கலைக்கழகம். உள் எதிர்ப்பு எவ்வாறு செயல்திறனைப் பாதிக்கிறது

x-engineer.org. ஒரு பேட்டரி கலத்தின் உள் எதிர்ப்பை எவ்வாறு கணக்கிடுவது

இயற்கை அறிவியல் அறிக்கைகள் (2018). உள் எதிர்ப்பின் அளவீட்டு கால அளவைப் பற்றிய ஆய்வு

ஹியோகி கார்ப்பரேஷன். லித்தியம்-அயன் பேட்டரி உள் எதிர்ப்புச் சோதனை