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蓄电池容量测试方法 2007-04-16 11:56 / 随着通信、能源、信息高速公路、计算机数据中心等事业的飞速发展，作为应急电源的蓄电池系统用量迅猛增加。选择和使用快捷、优质的蓄电池维护和测试设备可以使您在蓄电池维护工作中得心应手。 创建于1972年、推出世界上第一台蓄电池检测仪的美国Albercorp（爱博公司）是蓄电池测试设备的专业研究设计和制造商，它定期召开蓄电池测试和维护专题研讨会，从1997～2001年连续五年承办了美国电池年会，并不断推出其必威体育精装版技术与设备，是美国市场上和蓄电池技术专家公认的世界头号蓄电池测试设备生产商。下面以美国Albercorp的蓄电池维护与测试系列产品为例，介绍几种可行的蓄电池维护方案，并对该公司生产的蓄电池测试常用产品进行较详细的介绍。2 蓄电池容量测试2.1 蓄电池结构探讨 判断蓄电池寿命状况的最佳方法是带负载测试及容量测试，这需要较长时间，无法即测即得，必须采用既方便又可靠的方法来建立电池容量与传导状况关系。为寻求简易的辅助测试手段，我们首先从阀控蓄电池结构及原理的研究开始。 过去人们对蓄电池内部参数、传导途径和容量关系理解为：内部电路由电阻、电感和电容组成。电感影响非常小（仅有0.05～0.2 H），而电容又出奇大，每100 Ah蓄电池电容可达1.7 F，但又无证据证明电容与电池容量的关系，故而认为阻抗（电化学电阻）同时包含了电容和电感的因素。因此采用直流到几千赫兹的交流对电池进行阻抗测试，但结果都不理想。??? 爱博公司对蓄电池的内阻进行了深入研究，获得专利U.S.Patent N 5,744,962，即真正的蓄电池等效内阻由其金属电阻和电化学电阻组成，内阻的增加导致蓄电池实际容量的减小。而通过对内阻的测试可评定电池的优劣，来估算蓄电池的剩余容量。蓄电池内阻的增加导致性能退化，蓄电池容量与内阻的曲线关系（并非直线关系，而是非线性函数关系）如图1所示。直线之所以不能描述蓄电池的内阻与容量关系，是因为蓄电池放电过程中金属电阻和电化学电阻显示出不同特性。由典型100%容量蓄电池的放电曲线可以看出内阻增加对蓄电池容量有着负面的影响，蓄电池内阻的功耗为：I2×R内。这部分能量没有得到真正的利用，造成了蓄电池实际容量的减少。????? 在放电过程中蓄电池容量的减少与电池内部金属电阻、电化学电阻变化的依赖关系是不同的。蓄电池的金属内阻包括电池的极柱、内部的汇流排、板栅及板栅与涂膏间的电阻。报废电池的反常内阻通常是由电池的极柱、内部的汇流排及板栅的化学腐蚀、焊接及铸铅质量的低劣造成，这用Alber蓄电池测试产品能够检测出来。涂层、电解质和隔离器组成了蓄电池内阻中的电化学部分。蓄电池长期使用造成活性物质减少、涂层老化，充放电时电解液比重的变化，以及隔离器成份或其表面的化学构成的改变，阀控电池电解液的干涸，都使电化学电阻增加。2.2 蓄电池内阻测量方法的原理 当前的测量仪器多采用的是交流注入或瞬间负载测试（直流测量）两种方法。使用交流注入的仪器（如测量阻抗或电导的仪表），在测量时会对电池施加一个交流的测试信号，然后再测出相应的电压和电流。阻抗的读数V／I会随频率而变化。采用交流方式的仪器存在着易受充电器纹波电流和噪声源干扰的问题。有些设备不能在线（连接充电器和负载，并处于浮充状态）对蓄电池进行测试。使用频率为60 Hz和50 Hz的交流测试电流更不可取，因为这是充电器纹波和噪声源的主要频率。而在大型UPS电池上出现大于 30 A RMS 纹波电流的情况并不少见。Albercorp公司的专利U.S.Patent N 5,744,962中蓄电池真实等效内阻的测试见图2。在蓄电池组瞬间大电流对负载放电（70 A左右）产生电压降后再断开负载时其瞬间电压恢复，同时测出电池极柱上电压和电流的瞬间变化，便可推算出蓄电池内部真实的等效内阻。图2描述了电池在接通负载后几秒钟内发生的变化。内阻测试公式：R内阻=（V2-V1）/I式中：????? V2——蓄电池瞬间大电流对负载放电的电压降V1——断开负载时的瞬间恢复的电压值I——瞬间对负载放电电流 当今的采样速度之快完全能准确采集V 1、V 2、I并即时计算，A／D转换器能在有效地测量直流参数的同时，将电池的交流信号忽略，因此仪器能精确地测出内阻，同时抗干扰能力强，重复性好，可在高噪声环境中对电池进行在线测试。 将采集到的浮充电压与放电后电压之差，与同类、同组的蓄电池进行比较，即可知道蓄电池的优劣。以每节蓄电池出厂前厂家给出的在额定容量下的内阻值或用户验收时测得额定容量及内阻值为基准值（参考值），使用中的蓄电池通过内阻测试可评定它的优劣。通常当内阻高于基准值的25%，往往已无法通过容量测