バッテリー内部抵抗計算ツール
開回路と負荷電圧の測定値からバッテリー内部抵抗を計算し、電力損失と最大短絡電流を決定します。
公式
仕組み
バッテリ内部抵抗計算器は、オープン回路と負荷電圧の測定値からRint値を求めます。これは、EVバッテリ管理、UPSヘルスモニタリング、およびポータブルデバイスの最適化に不可欠です。IEC 61960では、セルの寿命が延びるにつれて内部抵抗が20～ 50% 増加するため、バッテリー・エンジニアはこれを使って残り容量を予測します。
内部抵抗には、イオン抵抗 (電解質)、電荷移動抵抗 (電極-電解質界面)、およびオーム抵抗 (集電器、タブ) が含まれます。リチウムイオン電池の場合、新品の18650は20～80mΩ、自動車用角柱電池は0.5～2mΩです。鉛蓄電池:セルあたり3～15mΩ。USABC 規格では、EV バッテリの耐用期間終了は、容量の 80% または初期内部抵抗の 2 倍と定義されています。
温度はRintに強く影響します。0°Cでは、リチウムイオン抵抗は25°Cの2倍になり、-20°Cでは4〜6倍に増加します。これが、電気自動車の冬季の航続距離が20～ 40% 低下する理由を説明しています。これは主に暖房負荷によるものではなく、加速時の赤外線低下の増加によるものです。
計算例
実績:2170セル、10Aの放電時のOCV = 4.18 V、V_負荷 = 4.02 V
ステップ 1: 内部抵抗の計算 r_int = (V_OCV − V_Load)/I = (4.18 − 4.02)/10 = 16 mΩ
ステップ 2: スペックとの比較 -新セル:12 mΩ (パナソニックデータシート) -電流:16ミリオーム → 33% 増加 -終電閾値:24 mΩ (初期値の 2 倍)
ステップ 3: 残り寿命の推定 -抵抗の増加はサイクルごとにほぼ直線的になる -500 サイクル時:16 mΩ → 生産終了までさらに約 750 サイクル -推定総寿命:約1,250サイクル (標準1,000～1,500サイクル以内)
ステップ 4: 最大放電 (100 A) 時の電力損失 p_loss = I²R = 100² × 0.016 = 160 W/セル → 4,416セルパックの場合：ピーク電力で700 kWの損失（熱管理の必要性を説明）
実践的なヒント
- ✓4線式（ケルビン）センシングによりリード抵抗誤差をなくす（50mΩ未満のセルを測定する場合に重要）
- ✓OCV測定の前に30分以上休ませてください。リチウムイオンの電圧緩和は、充電/放電直後に50〜100mVになることがあります
- ✓パックレベルのテストでは、セル間のばらつきを測定します。20% を超えるばらつきは、弱いセルの交換が必要であることを示します
- ✓温度に対するトラッキングリント：0°C、25°C、45°Cのルックアップテーブルを作成して、年間を通じて正確なSoH推定を行います
よくある間違い
- ✗低電流 (
- ✗SoC依存性を無視：リチウムイオンの傾きは、濃度分極により、SoCが20％未満では20〜30％、SoCが90％を超えると増加する
- ✗シングルポイント測定：1 kHzのACインピーダンスではオーム成分のみが得られ、DCパルス（10 ms～1秒）ではRint全体がキャプチャされます
- ✗Rintとインピーダンスを混同しやすい：EISは周波数に依存する挙動を示す。ほとんどのセルで1kHz ≈DC Rint ± 10%
よくある質問
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