测量消费电池内部电阻的最准确方法是什么？

我通过研究发现，测量电池内部电阻的典型方法是将电池与电阻器连接在电路中，测量通过电池的电压，计算电流，通过电阻器测量电压，找到电压下降并使用基尔霍夫定律计算剩余电阻，即内部电阻。

一位教授提到，对于内阻非常低的电池来说，这太不准确了，那么还有另一种更准确的方法来测试标准电池的内阻吗？

最简单的方法是使用交流电，就像网络分析仪一样。

您可以使用已知值的可切换电流吸收器，也可以使用电阻器和FET。在电流接通的情况下测量电压，然后在电流断开的情况下进行减去，除以电流，得到内部电阻。如果继续重复此开/关循环，则等效于使用交流电流。

交流测量的一个优点是可以使用电容器摆脱直流电，仅处理较小的交流电压。它还会忽略信号链中来自运算放大器等的任何直流偏移。交流测量是最准确的方法。

您可以将以下内容用作实验：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

在此，左侧的电压源通过R1和C1将交流信号驱动到电池中。这是通过C1交流耦合的。

C2提取电池上的交流电压。

知道AC电压V1后，一旦测量“ OUT”上的AC电压，便可以轻松计算出电池的内部电阻，因为它与R1形成了一个电阻分压器。

您可以使用声卡或函数发生器和万用表来执行此操作。通过用已知值的电阻替换电池来确保校准和验证测试设备，该电阻的大小应与要测量的预期电阻相同。

您的教授反对您描述的方法是错误的。如果电池的阻抗较低，则只会增加负载，因此可以更好地测量差异。

但是，问题非常严重。电池通常没有稳定的直流负载，因此人们经常需要了解电池对脉冲负载的反应。问题在于电池没有单个“阻抗”可用于估计其对负载的响应。每个电池都有一系列的阻抗，对于不同的负载频率，阻抗也不同。工程学的主题称为“电化学阻抗谱”。演示的一个例子。另请参阅BatteryUniversity的这篇文章，以“电化学光谱”为例。

因此，表征电池内部阻抗的最准确方法是使用例如peufeu建议的电路来测量其频谱。

但是，这还不是全部。EI光谱通常使用“小信号”收集。正如洛伦佐·多纳蒂（Lorenzo Donati）在下面的评论中所述，阻抗的值不仅取决于频率，而且还与施加的信号/负载的幅度呈非线性关系，这又增加了问题的复杂性。

内部电阻是电池的复杂V（I）函数的近似值，因此一开始就没有可以精确测量的“真实”内部电阻值。您可以做的最具代表性的测量是相关电流值的实际V（I）曲线。如果碰巧获得了一条直线-宾果游戏，则可以通过一个内部电阻值准确地描述您的电池。否则，您将必须使用所需的曲线来确定任何给定负载的电流和电压值。