การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่าง ความต้านทานภายใน และ อิมพีแดนซ์ ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่ทำงานกับแบตเตอรี่ของ UPS, ระบบ BMS หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง แม้ว่ามักใช้สลับกันได้ แต่ก็แสดงถึงคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน อย่างหนึ่งสำหรับวงจร DC และอีกอย่างหนึ่งสำหรับ AC คู่มือนี้ให้การเปรียบเทียบทางเทคนิคที่ชัดเจนพร้อมความหมายในทางปฏิบัติสำหรับการตรวจสอบแบตเตอรี่
ความต้านทานภายในคือการต่อต้านการไหลของกระแสภายในแบตเตอรี่เมื่อใช้ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เกิดขึ้นจากความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรด และการเชื่อมต่อภายใน ความต้านทานภายในเป็นจำนวนจริง (เช่น 5.3 mΩ) และไม่เปลี่ยนแปลงตามความถี่ นี่เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของแบตเตอรี่ การเพิ่มขึ้นของความต้านทานภายในมักส่งสัญญาณถึงการเกิดซัลเฟต การกัดกร่อนของกริด หรือการสูญเสียความจุ
อิมพีแดนซ์คือค่าความต้านทานรวมของกระแสสลับ (AC) ในวงจร ประกอบด้วยทั้งความต้านทาน (ส่วนจริง) และรีแอกแทนซ์ (ส่วนจินตภาพจากความจุและความเหนี่ยวนำ) อิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความถี่และแสดงเป็นจำนวนเชิงซ้อน (R + jX) ในการตรวจสอบแบตเตอรี่ การวัดความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับใช้เพื่อประเมินคุณลักษณะภายในโดยไม่ต้องคายประจุแบตเตอรี่
ตารางที่ 1: ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความต้านทานภายใน (DC) และอิมพีแดนซ์ (AC) ในวิศวกรรมไฟฟ้า
| ลักษณะของคุณสมบัติทางไฟฟ้า | ความต้านทานภายใน (R) | อิมพีแดนซ์ (Z) |
|---|---|---|
| แอปพลิเคชันวงจร | ใช้งานเป็นหลักในวงจรที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสตรง (DC) | ส่วนใหญ่ใช้ในวงจรที่ออกแบบมาสำหรับไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) |
| การปรากฏตัวของวงจร | สังเกตได้ทั้งในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และไฟฟ้ากระแสตรง (DC) | เฉพาะวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ไม่มีอยู่ใน DC |
| ต้นทาง | เกิดจากธาตุที่ขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า | เกิดขึ้นจากการรวมกันขององค์ประกอบที่ต้านทานและทำปฏิกิริยากับกระแสไฟฟ้า |
| การแสดงออกทางตัวเลข | แสดงโดยใช้จำนวนจริงขั้นสุดท้าย เช่น 5.3 mΩ | แสดงผ่านทั้งจำนวนจริงและส่วนประกอบจินตภาพ ตัวอย่างด้วย R + jX |
| การพึ่งพาความถี่ | ค่าของมันยังคงที่โดยไม่คำนึงถึงความถี่ของกระแส DC | ค่าของมันผันผวนตามความถี่ที่เปลี่ยนแปลงของกระแสไฟ AC |
| ลักษณะเฟส | ไม่แสดงมุมเฟสหรือคุณลักษณะขนาดใดๆ | โดดเด่นด้วยทั้งมุมเฟสที่ชัดเจนและขนาด |
| พฤติกรรมในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า | มีการกระจายพลังงานเพียงอย่างเดียวเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า | แสดงให้เห็นทั้งการกระจายพลังงานและความสามารถในการกักเก็บพลังงานในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า |
ในระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) สมัยใหม่ จะมีการตรวจสอบทั้งความต้านทานภายในและอิมพีแดนซ์เพื่อสร้างภาพรวมที่สมบูรณ์ของสภาพแบตเตอรี่ ความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นเป็นการเตือนล่วงหน้าถึงการเสื่อมสภาพ ในขณะที่อิมพีแดนซ์สเปกโทรสโกปีสามารถเปิดเผยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีภายในได้ DFUN BMS ใช้วิธีการวัด AC ที่แม่นยำเพื่อติดตามแนวโน้มความต้านทานภายในและตรวจจับความผิดปกติก่อนที่จะนำไปสู่ความล้มเหลว
BMS ของ DFUN ใช้กระแสไฟ AC ความถี่คงที่กับเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ และวัดผลลัพธ์แรงดันไฟฟ้าตก ความต้านทานภายในคำนวณโดยใช้กฎของโอห์ม โดยมีความแม่นยำ ±1-2% วิธีการนี้ไม่รุกราน ไม่จำเป็นต้องถอดแบตเตอรี่ และให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์สำหรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์
ความต้านทานภายใน (R) เป็นคุณสมบัติ DC ที่ต่อต้านการไหลของกระแส ในขณะที่อิมพีแดนซ์ (Z) เป็นคุณสมบัติ AC ที่มีทั้งความต้านทานและรีแอกแตนซ์
ความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้แรกสุดของการเสื่อมสภาพ ซัลเฟต และการสูญเสียความจุของแบตเตอรี่
DFUN BMS ใช้วิธีการฉีดกระแสไฟ AC ความถี่คงที่เพื่อวัดความต้านทานภายในด้วยความแม่นยำ 1-2% โดยไม่รบกวนการทำงานของแบตเตอรี่
