內(nèi)阻是決定鋰離子電池功率能力、能量效率和發(fā)熱量的關(guān)鍵參數(shù)，也是鋰離子電池健康狀態(tài)（State of Health, SoH）的重要指標(biāo)，更是影響電動(dòng)車加速性、快速充電以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，此外電池管理系統(tǒng) (Battery Management System, BMS）需要透過(guò)建立內(nèi)阻模型來(lái)精準(zhǔn)管理功率能力避免電池被快速損耗，達(dá)到提升安全性與延長(zhǎng)使用壽命的目的，因此研究?jī)?nèi)阻與功率能力對(duì)于發(fā)展新一代電池芯與優(yōu)化電池系統(tǒng)具有實(shí)質(zhì)意義。然而，以提升電動(dòng)車功率密度為目標(biāo)，超低直流內(nèi)阻與加大單體電池芯設(shè)計(jì)已成趨勢(shì)，動(dòng)輒上千安培的測(cè)試電流并非一般設(shè)備能夠滿足，實(shí)驗(yàn)者在有限選擇之下通常被迫購(gòu)置昂貴設(shè)備。

現(xiàn)今，電池內(nèi)阻量測(cè)技術(shù)主要分為兩種：1)直流電阻多以脈沖(步進(jìn))電流測(cè)量電位變化來(lái)計(jì)算內(nèi)阻值，2)交流電阻則采用擾動(dòng)頻譜技術(shù)測(cè)定電化學(xué)阻抗譜（Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS），由于電池的電化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，直流電阻不能直接與交流阻抗進(jìn)行比較，兩種量測(cè)技術(shù)因分析時(shí)域不同有互補(bǔ)性，多依據(jù)應(yīng)用條件而選用。以目前電動(dòng)車及儲(chǔ)能系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)多用脈沖電流測(cè)試直流內(nèi)阻，除了測(cè)試時(shí)間較短，有研究顯示電流幅度也會(huì)影響電池內(nèi)阻值，大電流的脈沖測(cè)試更接近真實(shí)負(fù)載應(yīng)用條件。脈沖電流測(cè)試的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(Verband Der Automobilindustrie, VDA)電流步進(jìn)法或混合脈沖特征(Hybrid Pulse Power Characterization, HPPC)測(cè)試，脈沖電流寬度在100mS-30S之間，不同的時(shí)間尺度取樣的壓降所包含的內(nèi)阻成分不同，包括瞬時(shí)壓降反應(yīng)的純歐姆電阻、最初幾秒鐘的等效電容與接口電荷轉(zhuǎn)移電阻、以及反應(yīng)較慢受離子擴(kuò)散影響的極化電阻(圖一)，脈沖測(cè)試計(jì)算所得為總體電阻；須注意的是較長(zhǎng)的脈沖寬度可能改變SOC引起額外壓降使內(nèi)阻測(cè)量產(chǎn)生偏差，而過(guò)小的脈沖幅度將導(dǎo)致量測(cè)不確定度的大幅增加，量測(cè)誤差也受到電流/電壓量測(cè)誤差與溫度控制誤差影響。

(圖一) VDA脈沖測(cè)試電壓變化與電池內(nèi)阻等效電路關(guān)系圖

若參考美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)盟(United States Advanced Battery Consortium, USABC)混合脈沖特征(HPPC)測(cè)試，電池芯于不同充電狀態(tài)(States of Charge, SOC)下進(jìn)行10~30S最大脈沖放電與10S最大脈沖充電測(cè)量電位變化來(lái)計(jì)算電池內(nèi)阻與功率特性。舉例：若60Ah鋰電池芯要測(cè)試10倍脈沖工作電流(10C-rate)，在過(guò)去必須購(gòu)置600A充放電設(shè)備才能實(shí)施。現(xiàn)在，致茂電子開(kāi)發(fā)出200%的脈沖電流測(cè)試方案供您選擇!

Chroma 17010H單通道電流能力300A，超級(jí)模式30秒內(nèi)能輸出電流200% (600A)，此項(xiàng)新設(shè)計(jì)聚焦于電池脈沖電流應(yīng)用進(jìn)而優(yōu)化功率輸出模式，具有體積減小50%、相較滿功率設(shè)計(jì)方案直接成本降低30%的優(yōu)勢(shì)。Chroma研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出高脈沖電流能力的關(guān)鍵在功率電路的溫升控制，首先，17010H高轉(zhuǎn)換效率的能源回收式架構(gòu)大幅度降低充電與放電時(shí)的組件發(fā)熱，再通過(guò)優(yōu)化功率模塊配比及組件選用提高工作電流，最后配合熱流設(shè)計(jì)達(dá)到溫度控制，而量測(cè)部分則開(kāi)發(fā)出分布式的比流器架構(gòu)保障電流精度，輔以冷熱區(qū)電路布局降低溫度飄移，整合實(shí)現(xiàn)200%脈沖電流能力的電池測(cè)試系統(tǒng)。

(圖二) 200%脈沖輸出模式使用效益

此外，Chroma 17010H更具五大優(yōu)勢(shì)：

1、高量測(cè)再現(xiàn)性可幫助實(shí)驗(yàn)者在趨勢(shì)分析與特征分析時(shí)省下可觀時(shí)間。

2、零交越與高速電流響應(yīng)能力提供更貼近真實(shí)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3、多電流檔位設(shè)計(jì)提升小電流精準(zhǔn)度，最小電流檔位達(dá)1/10，高低倍率性能測(cè)試皆有適合量程。

4、提升能源回收效率達(dá)75％，不僅節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)電力、廢熱空調(diào)還可降低實(shí)驗(yàn)室配電容量。

5、獨(dú)立的二級(jí)電壓保護(hù)功能，強(qiáng)化大電流測(cè)試之安全性。