内部直流电阻直接决定负载下的端电压偏差：近似电压降为 ΔV = I × Rᵢ，因此，在相同电流下，电阻较大的电芯会表现出更低的端电压。电流发生变化时，这些差异会立即出现；当电流恢复为零时，这些差异大多会消失，但较慢的极化效应和热效应可能仍会持续。
不能仅凭负载电压判断电池一致性。测试结果必须将电阻引起的电压降与荷电状态、容量或电化学行为的真实差异区分开来；否则，较高的测试电流可能会使原本一致的电芯组被错误地判断为不一致。
内部电阻如何改变端电压
基本电压关系
放电期间，端电压近似为：
[ U_{\text{terminal}} = E - I R_i ]
其中，(E) 表示开路电压，(I) 表示工作电流，(R_i) 表示内部直流电阻。
随着电流增大，内部电压降按比例增加。在相同电流下，电阻为两倍的电芯会产生两倍的欧姆电压损失。
电压差为何会立即出现
施加负载时，由电阻引起的电压变化会立即发生，因为这是电流通过电芯内部电阻元件所导致的。
如果两个其他条件相似的电芯具有不同的电阻值，那么一旦有电流通过，它们的端电压就会出现分离。当电流恢复为零时，这种纯欧姆差异也会消失。
电阻并非电压损失的唯一来源
测得的端电压还可能包含活化极化和浓差极化，尤其是在高倍率或持续时间较长的测试中。
因此，短脉冲可用于估算直流电阻，而较长的脉冲则能够揭示与反应动力学、离子传输和发热有关的其他限制因素。
为什么电阻对一致性评估很重要
负载电压可能误导对电芯质量的判断
假设电芯具有相近的开路电压，但内部电阻不同。在高电流测试下，即使它们的荷电状态和容量基本相当，电阻较大的电芯也会显示出更低的端电压。
如果测试系统将这种电压差视为电化学一致性较差的证据，就会夸大电芯之间的差异。
误差会随着测试电流增大而扩大
由于电压降遵循 (I R_i) 关系，相同的电阻不匹配会在更高电流下产生更大的电压差。
这就是为什么仅在较高工作电流下进行的一致性评估可能会呈现逐渐恶化的结果，除非对电阻效应进行明确测量或校正。
电阻会影响表观容量和能量
在放电过程中，电阻较大的电芯会更早达到测试系统设定的较低电压截止点。即使其活性材料的实际容量并未按比例降低，也可能表现出较低的可用容量或输出能量。
电阻发热还会按照以下关系消耗能量：
[ P_{\text{loss}} = I^2 R_i ]
因此，电阻既会影响测得的电压，也会影响电芯的热行为。
串联和并联电池配置中的影响
串联电芯
在串联电池组中，相同的电流会通过每个电芯。因此，电阻较大的电芯会承受更大的电压降，并产生更多热量。
这会带来两个一致性问题：
- 其端电压可能会更早达到较低或较高的工作限值。
- 其较高的发热量可能造成热失衡，并可能超过安全工作限值。
因此，串联电池组可能会受到其中最弱、内部电阻最高的电芯限制，而不是由平均电芯决定。
并联电芯
在并联电池组中，电流分配部分取决于各支路的电阻。电阻较低的电芯往往会承担总电流中更大的份额。
这可能使这些电芯过载、发热增加，并加速电芯之间的差异扩大。因此，并联运行并不会消除电阻不匹配，而是改变了这种不匹配的表现方式。
电池组级电压可能掩盖电芯级问题
电池组的总电压可能看起来正常，但各个电芯实际承受的电压降和热负荷可能存在很大差异。
因此，一致性评估应检查电芯级电压、电流分配、电阻和温度，而不仅仅是电池组的总电压。
测量并区分电阻效应
采用受控电流变化
常见的直流电阻测量方法会施加两个电流水平，即 (i_1) 和 (i_2)，并记录相应的端电压，即 (U_1) 和 (U_2)：
[ R_i = \frac{\Delta U}{\Delta i} = \frac{U_1-U_2}{i_1-i_2} ]
如果目标是估算欧姆分量，电流阶跃持续时间应足够短，以便重点观察即时电压响应。
匹配测试条件
电阻取决于荷电状态、温度、电流水平和脉冲持续时间等工作条件。
为了进行有意义的一致性比较，应在匹配的条件下测试电芯。否则，温度或荷电状态的差异可能会被错误地归因于制造差异。
采用时间分辨测量
高速采样有助于将即时的电阻相关电压阶跃与由极化和扩散引起的较慢电压变化区分开来。
因此，脉冲测试可以提供随时间变化的电压响应，而不是单一的负载电压值，从而为区分电阻不匹配与其他性能差异提供更可靠的依据。
同时比较原始和校正后的行为
可靠的评估应保留测得的端电压，因为它代表真实的工作行为。同时，还应估算电阻贡献，以便分析人员判断电压差是由以下哪种因素造成的：
- 内部电阻。
- 荷电状态差异。
- 容量差异。
- 活化极化或浓差极化。
- 热效应。
这种区分对于诊断不一致性的实际来源至关重要。
了解其中的权衡
高电流测试更贴近实际，但敏感性更高
高电流脉冲能够暴露低倍率放电过程中可能无法观察到的电阻差异。它们对于功率应用很有价值，但如果未考虑 (I R) 贡献，也可能夸大表观不一致性。
低电流测试更清晰，但要求较低
在低电流下，电阻造成的电压损失较小，因此更容易根据容量和能量对电芯进行比较。然而，低电流测试可能无法揭示决定实际脉冲功率性能的电阻不匹配问题。
直流电阻取决于具体条件
在某一脉冲条件下测得的电阻值，并不是适用于所有工作条件的通用常数。最好将其视为与指定电流阶跃、持续时间、温度和荷电状态相关的诊断参数。
电阻无法完整描述电芯健康状况
相近的直流电阻并不能证明电芯具有相同的容量、老化状态或长期传输行为。相反，电阻差异也不一定意味着活性材料容量按比例损失。
根据目标做出正确选择
正确的评估方法取决于重点是功率能力、容量匹配、安全性还是制造诊断。
- 如果您主要关注脉冲功率能力：在匹配的高电流脉冲条件下，比较电压跌落、直流电阻、发热和恢复行为。
- 如果您主要关注容量一致性：采用低倍率或经过适当控制的容量测试，同时校正电阻相关的截止效应，或单独报告该效应。
- 如果您主要关注串联电池组安全性：识别高电阻电芯，并在预期的串联电流下评估其单独的电压降和发热量。
- 如果您主要关注并联电池组的电流分配：测量电阻差异，并确认低电阻电芯没有承担不成比例的电流。
- 如果您主要关注制造质量：结合容量、电压和热数据进行受控电阻测量，以识别接触、压实、装配或层间一致性问题。
将内部直流电阻纳入考量，可以把端电压差异从容易误导的质量信号转变为反映真实电池行为的有用诊断信息。
总结表：
| 因素 | 对端电压的影响 | 对一致性的影响 |
|---|---|---|
| 较高的内部电阻 | 相同电流下端电压更低（ΔV = I × R） | 未经校正时可能错误地表明存在不一致性 |
| 变化的测试电流 | 电压降随电流变化 | 高电流会夸大由电阻引起的差异 |
| 极化效应 | 产生欧姆电压损失以外的额外电压损失 | 较慢的动态过程可能掩盖电阻差异 |
| 串联连接 | 高电阻电芯限制电池组性能 | 造成热失衡和电压失衡 |
| 并联连接 | 影响电流分配 | 低电阻电芯可能过载 |
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