超级电容器内阻ESR的几种测试方法（DC ESR篇）

等效串联内阻(ESR，equivalent series resistance)是超级电容器的主要电气参数之一，当一个超级电容器被模拟为包括电感、电容、电阻的等效模拟电路时，其中与电容串联的电阻部分即为等效串联电阻。超级电容器的ESR主要由电极物质内阻、电解液内阻、接触电阻等组成，代表电容器内部发热所消耗的功率，对超级电容器的充放电过程影响比较大。目前测试ESR的方法主要有以下几种： 1. IEC 62391-1 ESR Test

如图所示，以恒电流将超级电容器充电至额定电压，保持额定电压30分钟后以恒电流I将超级电容器完全放电。将放电时电压变化曲线反向延长，和放电开始的时间相交于一点，此点和放电开始的电压变化定义为ΔU3，ESR可以由以下公式计算：
ESR = ΔU3 / I
2. 10mS ESR Test

如图所示，以恒电流将超级电容器充电至额定电压，保持额定电压10分钟后以恒电流I将超级电容器完全放电。放电开始和放电后10mS的电压差定义ΔU10ms，ESR可以由以下公式计算：
ESR = ΔU10ms / I
3. 6 steps method

如图所示，步骤为：1静置10s；2以恒电流将超级电容器充电至额定电压；3静置5s；4静置10s；5以恒电流I将超级电容器放电至一半的额定电压；6静置5s。将第六步开始和结束的电压差定义为ΔU，ESR可以由以下公式计算：
ESR = ΔU / I
总结，以上三种测试结果我们一般称之为DC ESR，DC ESR是超级电容器实际使用的内阻。IEC方法测试时间长，计算不方便，并且根据辅助延长线的取值范围不同，测试结果偏差较大，在实际测试过程中一般很少采用。10mS 测试方法时间也较长，并且10ms的数据采集需要昂贵的设备来实现，因此实际也很少使用。大部分厂家采取六步测试法来测试产品的DC ESR，浙江中车新能源亦采用此测试方法。
需要进一步说明的是，由于DC ESR测试复杂，需要专用仪器，一般客户采取AC ESR的测试方法来对产品进行甄选。我们将在写下一期文章进行说明。