内部抵抗(1)

注水した鉛バッテリの話ではなく、台湾ユアサの方だ。
これの内部抵抗を測ってみたくなった。

自動車用バッテリの内部抵抗が数ミリΩ、バイク用は容量が小さいので10mΩとか20mΩ程度が普通だ。
測定方法としてはDC電流を流す方法と交流測定法がある。
DCで負荷をかける場合は10CAとか20CAの電流を流すのだが、相当な電力を消費させる事になるのでパルス状に何度か電流を流す機械もある。
通電時間は1ms程度なので例えば30Ahのバッテリに20CA、つまり600Aの電流を流しても10W以下の発熱で済む。
これを数秒から十数秒ごとに何度か行って、電圧変化率から内部抵抗を予測するのだとか。
バッテリは大電流放電を行うと様々な要因で内部抵抗が増加するので、その増加分から寿命が判断出来るらしい。

交流測定法はもっと簡単で、1KHzから10KHz程度の低周波を印加して電流を計り抵抗値を求める。
バッテリの内部抵抗が10mΩだとすると10mA流しても100μVの電圧でしかない。
オーディオアンプでも使えば駆動電流を増やす事が出来るが、普通のオーディオゼネレータだと10mAも流せない可能性がある。
50Ω負荷がドライブ出来るタイプであれば50mA程度はいけるかも。

10mA以下の測定電流だと通常のディジタルテスタの分解能では測れない。
マルチメータだとAC電圧は0.1μV分解能で、AC電流は1μA分解能で測れるが電流レンジでは5KHzまでしか保障されていない。
(HP 34401の場合)

DC負荷をかけながら交流電流を、さらにはその周波数を変えながら計測する方法もある。
交流周波数が1KHzまでと、それ以降20KHzまでの特性は大きく異なるそうだ。
鉛蓄電池の内部状態の把握にはDC負荷を与えながら交流での内部抵抗測定が必要だとの文献もあった。