内阻又称内电阻,是电源内部对电流产生阻碍作用的等效参数。实际电池可简化为理想电压源与内阻串联的等效电路;电流通过时,内阻会造成端电压下降、消耗部分电能并产生热量。理想电压源的串联内阻为零,而实际电源均存在内阻。对于交变电源,内部等效阻抗还可能包含电抗分量。
在汽车电气系统中,内阻主要用于描述蓄电池在负载下的电压保持能力,也是检查电池荷电状态、老化程度和单体一致性的参考参数。内阻上升时,电池在输出电流期间产生的内部压降会增大,端子电压可能更早降至无法驱动用电设备的水平。
电池内阻并非固定值,其结果与电池尺寸、电量状态、化学体系、使用寿命、温度及放电电流有关。内部阻碍作用包括与材料电阻率相关的电子成分,以及受电解质电导率、离子迁移率、电化学反应速率和电极表面积影响的离子成分。
温度下降会降低离子迁移率,使内阻增加;温度上升及电解质扩散系数提高时,内阻可能下降。可充电锂离子聚合物电池的内阻与电量状态有关,并会随使用而增加,其中一个原因是电极上逐渐形成不导电的固态电解质相间层。一般而言,容量较大的电池内阻较小,但不同化学体系、结构、温度及测试条件下的数值不能只按容量直接比较。
电池内阻可采用开路电压法、直流放电法和交流法测量,也可利用高频电导仪进行检测。以开路电压VNL、带载电压VFL和负载电阻RL计算时,等效内阻可表示为:Rint=(VNL/VFL-1)×RL。以内阻造成的过电位η和电流I表示时,则为Rint=η/I。
直流信号测得的结果通常称为直流内阻(DCIR),交流信号测得的结果称为交流内阻(ACIR)。交流测量常使用约1 kHz频率;由于该频率远高于部分较慢的电化学反应过程,测得的阻值可能低于实际直流应用中的等效阻值。等效串联电阻仪可用于估测电池内阻,较适合检查电量状态,不等同于精确的直流内阻测量。
内阻检测适用于车辆蓄电池、可充电电池及由多个单体组成的电池组,也可用于筛选内阻较接近的单体。除了电源,电流表、电压表和电磁感应线圈等电气设备同样存在内阻。
不同仪器、频率、温度、荷电状态、负载电流及测量程序会产生不同结果。内阻测试应在规定条件下进行,同一电池的ACIR与DCIR不宜直接视为相同数值,不同测试条件所得结果也不宜套用同一判断标准。开路电压法的精度相对有限;直流放电法通常需要电池脱离原系统操作,并涉及放电安全管理。