蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景第1章 簡介

1. 說明

本手冊為WBXC-1000蓄電池內(nèi)阻測試儀的使用指南，請在操作使用測試儀前仔細(xì)閱讀本手冊。

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景2. 主機(jī)部件

2. 1  USB接口：用來通過U盤上傳測試數(shù)據(jù)和下載參數(shù)；

2. 2  測試接口：連接測試夾具；

2. 3  充電接口：連接充電器；

2. 4  LCD：320*240彩色TFT液晶屏；

2. 5  鍵盤：共7個按鍵。定義如表一。

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景3. 主要功能特點(diǎn)

可對蓄電池電壓、內(nèi)阻、容量進(jìn)行測試；

可以作為電壓表使用,測試電池電壓；

可對不同電壓等級的蓄電池進(jìn)行自動切換；

可對蓄電池進(jìn)行容量測算；

測試數(shù)據(jù)同步存儲；

對判別結(jié)果進(jìn)行聲音提示；

電池充電狀態(tài)指示；

本機(jī)電池電壓實時顯示；

無操作自動待機(jī)；

測試數(shù)據(jù)記錄存儲；

通過u盤和分析軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景4. 技術(shù)指標(biāo)

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景第2章 內(nèi)阻測試說明  

電池內(nèi)部阻抗，也稱為內(nèi)阻，是一項影響電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)。測試電池內(nèi)阻以判斷電池供電能力已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的共識。影響電池內(nèi)阻的因素有：電池尺寸、工作時間、結(jié)構(gòu)、狀況、溫度和充電狀態(tài)。

對于一個充滿電的電池，當(dāng)電池放電時，其內(nèi)阻逐步緩慢增大；當(dāng)電池放電達(dá)到一定程度后，內(nèi)阻的變化量才急速增大；當(dāng)電池放完電后，其電阻比完全充電狀態(tài)時大2~5倍。

電池溫度也影響內(nèi)阻的測量，但只在冰點(diǎn)以下才比較明顯。在32℉以下，溫度對內(nèi)阻的影響很大，在-20℉時的內(nèi)阻是原來的兩倍。這就是為何在冬季電池的能量要小很多。

電池的使用時間也會影響其內(nèi)阻。電池使用時間越長，隨著鹽化增加內(nèi)阻越大。內(nèi)阻增加的多少與電池的使用和維護(hù)方法有關(guān)。電池的整體狀況（例如機(jī)械裝置失效）也會影響電池的內(nèi)阻。某些失效模式會使電池內(nèi)阻增加。

由于不同廠家在生產(chǎn)電池時，工藝、配方的不同，造成同樣容量的電池內(nèi)阻有所差異，對電池好壞的判斷不應(yīng)完全拘泥于電池內(nèi)阻的值，還應(yīng)參考電池內(nèi)阻的變化趨勢。當(dāng)電池內(nèi)阻超過初始內(nèi)阻的1.25倍時，電池就已經(jīng)不能通過測試，當(dāng)電池內(nèi)阻變化到初始內(nèi)阻的2倍后，電池結(jié)構(gòu)容量就不足80%。

本內(nèi)阻儀的采用瞬間放電法對電池進(jìn)行內(nèi)阻測量。對蓄電池的實際工作情況進(jìn)行分析研究可以發(fā)現(xiàn)，蓄電池的端口對外電路呈現(xiàn)阻抗特性。在實際的使用中，蓄電池的電極，連接線等構(gòu)成的電感，由于使用頻率低，引線短，電感很微弱，一般在分析和研究中不予考慮。

一般我們都將蓄電池的電阻分為金屬電阻，也即是歐姆電阻；電化學(xué)電阻，包括電化學(xué)反應(yīng)電阻和粒子濃差極化電阻。關(guān)于容抗部分，法拉第電容因為其恒壓特性，可以將其等效為一個電壓源。另外，將其他容抗都等效變化為多個電容并聯(lián)形式，則電池的等效模型可以簡化如圖1所示。

Rm為金屬電阻，這部分的電阻只是隨著金屬的腐蝕、蠕變、硫化等因素而緩慢地變化著。電化學(xué)電阻Re則是隨著容量的狀態(tài)而時刻發(fā)生著變化的，但是這部分的變化又為并聯(lián)著的電容的容抗變化所掩蓋著。在交流情況下，由于電容 C 比較大，大部分電流流經(jīng)電容，而 Re上分流較少，此時檢測到的實際上是由Rm和C串聯(lián)的阻抗，而 Re被忽略了。為了避開C的分流，直接由電池產(chǎn)生一個瞬時的大放電電流，然后測出電池極柱上電壓的瞬間變化，如圖2所示，通過負(fù)載接通時的瞬間電壓降和斷開負(fù)載時的瞬間電壓恢復(fù)可以推導(dǎo)出相應(yīng)的內(nèi)阻。

在瞬間直流情況下，蓄電池的等效模型可以認(rèn)為是一個電壓源和內(nèi)阻串聯(lián) (戴維南等效模型 )所構(gòu)成，如圖3所示。

ΔU=RinternalI從而有Rinternal=ΔU/I

從理論上說，在這里ΔU 有兩個，一個是給試驗電路加上負(fù)載的瞬間，電池電壓跌落值，另外一個就是斷開負(fù)載的瞬間，電池電壓的恢復(fù)值。但是，由于實驗過程中，在合閘瞬間，電壓和電流都容易引入很大的沖擊，導(dǎo)致較大的誤差，所以這里統(tǒng)一采用電壓的恢復(fù)值，而此時電流也基本上達(dá)到了穩(wěn)態(tài)。

本內(nèi)阻儀可以測量電壓、內(nèi)阻，估算出電池剩余容量。

知識背景

過去，開口式維護(hù)起來比較麻煩，因為蓄電池在使用的時候要分解電解液中的水，所以要定期檢測電解液的比重，蓄電池的電壓等參數(shù)，消耗的電解液，要定期加水來補(bǔ)充。

而后又有密封式的蓄電池出現(xiàn)，主要以閥控式鉛酸蓄電池(VRLA)為主，由于不需加水，所以閥控式鉛酸蓄電池(VRLA)從一開始便被稱為免維護(hù)電池，而生產(chǎn)廠家又承諾該電池的使用壽命為10 ~ 20年(*少為8年)，這樣就給國內(nèi)的技術(shù)和維護(hù)人員一種誤解，似乎這種電池既耐用又完全不需要維護(hù)，許多用戶從裝上電池后就基本沒有進(jìn)行過維護(hù)和管理，因而在90年代初國內(nèi)使用的VRLA電池出現(xiàn)了很多以前未遇到的新問題，例如，電池殼變形、電解液滲漏、容量不足、電池端電壓不均勻等。這些現(xiàn)象不單在國內(nèi)，就是在比我國早采用VRLA電池的國外也同樣存在。

在VRLA電池中由于電解液比重更大而且浮充電流更大，因而電極腐蝕更為迅速。電極腐蝕也會消耗氧氣從而使電池變干，這是VRLA電池特有的故障這些都會引起電解液滲漏。VRLA電池的故障有些是氣體調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障引起的，VRLA電池的冷卻比開口式電池更為重要，如果不充分的話，熱失控可能會引起電池熔毀或爆炸。VRLA電池內(nèi)部接線柱、同極的連接片以及電極接頭的腐蝕而斷裂的現(xiàn)象也比開口式電池更常發(fā)生。這些故障都導(dǎo)致容量損失。這使使用單位不易掌握VRLA電池的耐久性和失效問題。

使用單位和管理單位，往往只重視備用電源的設(shè)備部分的維護(hù)和管理，而忽視電池組的重大作用，殊不知斷電的危險很大程度上就潛伏在電池組。整組電池充電的特性是，如電池組內(nèi)有一個或幾個內(nèi)阻變大的老化電池，其容量必然變小，充電器給電池組充電時，老化電池因容量小，將很快充滿。充電器會誤以為整組電池已充滿而轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài)，以恒定電壓和小電流給電池組充電。其余狀態(tài)良好的電池不可能充滿。電池組將以老化電池的容量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充放電，經(jīng)多次浮充--放電--均充--放電--浮充的惡性循環(huán)，容量不斷下降，電池后備時間縮短。

結(jié)論:如不定時檢測，找出老化電池給予調(diào)整，電池組的容量將變小，電池壽命縮短，影響系統(tǒng)的高效**運(yùn)行。