Calculateur de résistance interne de la batterie
Calculez la résistance interne de la batterie à partir de mesures de tension en circuit ouvert et en charge, déterminez la perte de puissance et le courant de court-circuit maximal.
Formule
Comment ça marche
Le calculateur de résistance interne de la batterie détermine le Rint à partir de mesures de tension en circuit ouvert et en charge, ce qui est essentiel pour la gestion des batteries des véhicules électriques, la surveillance de l'état de santé des UPS et l'optimisation des appareils portables. Les ingénieurs en batteries s'en servent pour prévoir la capacité restante, car la résistance interne augmente de 20 à 50 % sur la durée de vie d'une cellule, conformément à la norme IEC 61960.
La résistance interne comprend la résistance ionique (électrolyte), la résistance au transfert de charge (interface électrode-électrolyte) et la résistance ohmique (collecteurs de courant, pastilles). Pour les cellules Li-ion, les cellules 18650 fraîches mesurent de 20 à 80 mΩ ; les cellules prismatiques automobiles de 0,5 à 2 mΩ. Batteries au plomb : 3 à 15 mΩ par cellule. Selon les normes USABC, la fin de vie des batteries des véhicules électriques est définie comme une capacité de 80 % OU une résistance interne initiale multipliée par 2.
La température influe fortement sur Rint : à 0 °C, la résistance du lithium-ion double par rapport à 25 °C ; à -20 °C, elle est multipliée par 4 à 6. Cela explique pourquoi les véhicules électriques perdent de 20 à 40 % d'autonomie en hiver, non pas principalement à cause des charges de chauffage, mais à cause de l'augmentation de la baisse des infrarouges lors de l'accélération.
Exemple Résolu
Étant donné : cellule 2170, OCV = 4,18 V, V_load = 4,02 V à une décharge de 10 A
Étape 1 : Calcul de la résistance interne R_int = (V_OCV − V_charge)/I = (4,18 − 4,02)/10 = 16 mΩ
Étape 2 : Comparer aux spécifications
- Nouvelle cellule : 12 mΩ (fiche technique Panasonic)
- Courant : 16 mΩ → 33 % d'augmentation
- Seuil EOL : 24 mΩ (2 fois initial)
- La croissance de la résistance est approximativement linéaire avec les cycles
- À 500 cycles : 16 mΩ → ~750 cycles supplémentaires jusqu'à l'EOL
- Durée de vie totale estimée : ~1 250 cycles (entre 1 000 et 1 500 cycles typiques)
Conseils Pratiques
- ✓Utilisez une détection à 4 fils (Kelvin) pour éliminer l'erreur de résistance du plomb, essentielle lors de la mesure de cellules <50 mΩ
- ✓Attendez plus de 30 minutes de repos avant la mesure de l'OCV ; la relaxation de la tension Li-ion peut être de 50 à 100 mV immédiatement après la charge/décharge
- ✓Pour les tests au niveau de l'emballage, mesurez la variation de cellule à cellule : un écart de > 20 % indique que les cellules faibles doivent être remplacées
- ✓Suivez l'empreinte par rapport à la température : créez un tableau de référence à 0 °C, 25 °C, 45 °C pour une estimation précise du SOh tout au long de l'année
Erreurs Fréquentes
- ✗Mesure à faible courant (
- ✗Ignorer la dépendance au SoC : le Rint Li-ion augmente de 20 à 30 % en dessous de 20 % de SoC et au-dessus de 90 % de SoC en raison de la polarisation de concentration
- ✗Mesure en un seul point : l'impédance AC à 1 kHz ne donne que la composante ohmique ; l'impulsion DC (10 ms à 1 s) capture la totalité de l'empreinte
- ✗Confusion entre Rint et impédance : l'EIS présente un comportement dépendant de la fréquence ; 1 kHz ≈ DC Rint ± 10 % pour la plupart des cellules
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