Nguyên lí đo nội trở pin

Các thiết bị kiểm tra pin (như 3561, BT3562, BT3563 và BT3554-50 của Hioki) sử dụng dòng điện AC không đổi ở tần số đo là 1 kHz, sau đó tính nội trở pin dựa trên giá trị điện áp thu được từ vôn kế AC. Như minh họa trong hình, phương pháp 4 cổng AC kết nối vôn kế AC đến các cực âm dương của pin, cho phép bạn đo nội trở pin một cách chính xác và giảm tối đa các ảnh hưởng của điện trở cáp đo và điện trở điểm tiếp xúc. Kỹ thuật này có thể được dùng để đo nội trở thấp đến mức vài milliohm. Các thiết bị đo kiểm pin này còn đo điện áp DC (OCV, một điều kiện khác khi cần có dữ liệu pin chính xác cao) với độ chuẩn chỉnh cao ở mức 0.01% rdg.

Với khả năng cài đặt tần số đo có giá trị khác 1 kHz, Thiết Bị Đo Trở Kháng Pin BT4560 có thể được dùng để thực hiện kiểm tra chi tiết hơn về nội trở thông qua phép đo biểu đồ Cole-Cole. Thiết bị còn đo chính xác điên áp DC của pin ở mức 0.0035% rdg.

Các giá trị điện áp pin, nội trở và thiết bị đo kiểm pin phù hợp theo loại pin

Hình dưới gồm chuỗi các model thiết bị đo kiểm pin của Hioki có khả năng đo nội trở pin (IR) và điện áp (điện áp mạch hở, hoặc OCV) cũng như các loại pin mà từng thiết bị có thể đo. Thiết bị BT4560 và 3561 phù hợp để kiểm tra các cell pin dùng cho xe điện EV và HEVs cũng như các pin sạc lihitum-ion dùng trong các pack pin của thiết bị di động do các cell pin này có nội trở thấp. Ngược lại, BT3562 và BT3563 phù hợp với các pack pin (các bộ bao gồm nhiều pin sạc lithium-ion) do cấu hình điện áp pin cao. Mặc dù các thiết bị này cũng có thể được dùng để đo nội trở và điện áp các pin sạc như pin NiMH, pin axit chì, pin NiCd, nhưng bạn nên chọn thiết bị đo kiểm pin dựa trên điện áp pin (OCV)

Cách đo điện áp trong của một pack pin (pin lắp ráp, stack pin, hoặc module pin)

Để đạt được điện áp yêu cầu, một pin được tạo ra bằng cách kết nối nhiều cell thành các chuỗi. Để tạo ra các pack pin đó, các tab hoặc busbar được hàn lại để kết nối các cell. Điện trở mối hàn được bao gồm trong các phép đo nội trở pack pin. Do các bất thường mối hàn sẽ khiến pin không đạt được toàn bộ hiệu suất, bạn nên kiểm tra các pack pin lắp ráp bằng một thiết bị đo kiểm pin. Thiết bị BT3562 của Hioki có thể đo nội trở các các pack pin 60 V, còn BT3563 có thể đo nội trở các pack pin lên đến 300 V

Cách đo biểu đồ Cole-Cole của pin

Nhìn chung, nội trở pin gồm 3 thành phần: điện trở ohmic (điện trở mối hàn),  điện kháng (điện trở truyền điện tích), điện trở khuếch tán (trở kháng Warburg). Các thành phần này thường được tính bằng các công cụ của phép đo biểu đồ Cole-Cole (Nyquist plot). Thiết Bị Đo Trở Kháng Pin BT4560, cho phép biến tần đo biến động trong khoảng 100 mHz đến 1.05 kHz, là thiết bị lý tưởng cho phép đo đồ thị Cole-Cole. Thiết bị có thể đo điện trở tác dụng R của pin và điện kháng X. Thiết bị còn đi kèm phần mềm ứng dụng tiêu chuẩn cho ra biểu đồ Cole-Cole. Ngoài ra, LabVIEW có thể thực hiện phân tích mạch tương đương cho các loại pin đơn giản

Cách đo ESR của tụ điện 2 lớp (EDLCs)

Nội trở của tụ điện 2 lớp (EDLCs) thuộc Phân lớp 1, được dùng trong các ứng dụng dự phòng, và thường được đo bằng tín hiệu AC. Các thiết bị đo kiểm pin Hioki có thể được dùng cho các phép đo đơn giản của các tụ điện Phân lớp 2, Phân lớp 3, và Phân lớp 4. Thiết bị BT3562 có thể đo ESR lên đến 3.1 kΩ ở tần số 1 kHz. JIS C5160-1 định rõ dòng điện đo cho các ứng dụng trên và Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử IM3523 có thể được dùng trong các ứng dụng có dòng điện đo phải tuân thủ tiêu chuẩn JIS. Với BT3562, dòng điện đo được cố định trong mỗi khoảng đo.

Cách đo ESR của tụ điện lithium-ion (LIC)

Ảnh hưởng từ hiện tượng điện áp phục hồi thoáng qua, điện thế của tụ điện lithium-ion (LIC) hoặc tụ điện 2 lớp (EDLC) không ổn định ngay  sau khi linh kiện sạc hoặc phóng điện. Nếu ESR của tụ điện được đo trong các điều kiện này, các giá trị đo được có thể không ổn định do chịu ảnh hưởng của điện áp phục hồi thoáng qua. Thiết bị Đo Trở Kháng Pin BT4560 của Hioki với chức năng hiệu chỉnh gradient điện thế có thể được dùng để loại bỏ các ảnh hưởng của điện áp hồi phục thoáng qua, cho phép thực hiện phép đo ESR ổn định. Thiết bị có độ phân giải tối đa là 0.1 μΩ và có thể đo tụ điện lithium-ion, tụ điện 2 lớp với các giá trị ESR từ 1 mΩ trở xuống.

Cách đo nội trở của các thiết bị Peltier (Sò nóng lạnh)

Các linh kiện Peltier có thể được dùng trong làm lạnh, làm nóng hoặc điều khiển nhiệt độ thông qua ứng dụng dòng điện DC. Khi đo nội trở của một linh kiện Peltier với dòng DC, dòng điện đo gây ra dòng nhiệt và nhiệt độ thay đổi trong linh kiện, khiến không thể thực hiện phép đo ổn định. Bằng cách sử dụng dòng AC để thực hiện đo, lượng luồng nhiệt và thay đổi nhiệt độ có thể giảm đi, cho phép nội trở của các linh kiện được xác định bằng phương pháp ổn định.

Thiết bị đo kiểm pin BT3562 của hioki được thiết kế để đo nội trở bằng dòng AC ở tần số đo 1 kHz, cho phép bạn nắm bắt một cách chính xác nội trở của các linh kiện Peltier với giá trị điện trở thấp ở mức vài milliohm.