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蓄电池剩余容量在线检测方法研究! 朱永祥 （湖南工业大学电气工程系，湖南 株洲 412008 ） 摘 要：针对蓄电池充放电的特点，指出了几种蓄电池剩余 容 量 检 测 方 法 的 缺 点，接 着 对 用 内 阻 法 测 量 蓄 电 池 剩 余 容 量的方法从原理上进行分析，提出一种新的蓄电池剩余容量在线 检 测 方 法，并 设 计 了 监 控 系 统 软 件 . 实 验 结 果 表 明 了 这 种 改进方法的有效性 . 关键词：蓄电池；剩余容量；在线检测 中图分类号： TM934 文献标识码： A 文章编号： 1008 4681 （ 2006 ） 09 0039 03 A Study of Online - testing of Battery Surplus Capacity ZHU Yongxiang （ Department of EIectronic Engineering ， Hunan University of TechnoIogy ， Hunan 412008 ， China ） Abstract ： Aiming at the characteristics of charging and discharging ， the paper first presents the disadvantages of the traditionaI testing ways of battery surpIus capacity . Then ， it anaIyzes the internaI resistive testing ways of battery surpIus capacity . In addition ， it puts forward a new onIine testing ways of battery surpIus capacity and designs a moni toring system software . The vaIidity of this method is proved by the experiment resuIts . Key words ： battery ； surpIus capacity ； onIine - testing 1 引 言 当前 UPS 设备使用的蓄电池主要是阀控式铅 酸蓄电池（ VRLA ），充电时，将电能转变成化学能存 储起来；当市电超限或中断时，再将化学能转变为 电能供给逆 变 器 工 作 . 特 别 值 得 注 意 的 是，在 UPS 设备出现 的 故 障 中，与 蓄 电 池 有 关 的 原 因 占 30 以上，其中很多是使用和维护不当造成的 . 由于 UPS 蓄电池绝大部分时间是处于电压浮 充状态，浮充电压选择得当与否，会对蓄电池使用 寿命产生严重的影响 . 浮充电压选得太高，会增大 浮充电流，增加电池析气量、加速电池失水，缩短电 池寿命 . 蓄电池深度放电也会使蓄电池使用寿命缩 短，这种情 况 极 易 发 生 在 实 际 负 载 量 较 小 的 情 况 下，一旦市电掉电，蓄电池就会深度放电 . 因此，蓄电池剩余容量成为用户最为关心的问 题，它与整个供电系统的可控性密切相关，测得的 蓄电池剩余容量越准确，则系统的可靠性越高 . 因 此，如何在既不消耗蓄电池能量又不影响用电设备 正常工作 情 况 下，实 时 地 在 线 检 测 蓄 电 池 剩 余 容 量，对保证蓄电池供电稳定和延长蓄电池组的使用 寿命有着重要的意义 . 2 内阻法预测剩余容量的基本原理 过去通常是根据蓄电池的电解液密度来估算 剩余容量，该方法有很大的局限性：在蓄电池使用 后期，随着正负极板的腐蚀、断筋，难以准确推算出 剩余容量 . 目前，广泛采用在线检测 VRLA 蓄电池 剩余容量，其中内阻法对系统产生的影响最小，并 可以在蓄电池整个使用期内准确测量，因此内阻法 在蓄电池在线检测中是一种比较理想的方法 . 据国际电信电源年会的研究成果显示［1］，如果 蓄电池的 内 阻 超 过 正 常 值 25 ，该 容 量 已 降 低 到 其标称容量 的 80 左 右；如 果 蓄 电 池 内 阻 超 过 正 常值的 50 ，该 蓄 电 池 容 量 已 降 低 到 其 标 称 容 量 的 80 以 下 . 美 国 GNB 公 司 曾 对 容 量 为 200 - 1000Ah ，电池组电压为 18 - 360V 的近 500 个 VRLA 蓄电池进行过测试，实验结果表明，蓄电池内阻与 容量的相关性非常好，相关系数可以达到 88 . 一般内阻测量方法都采用交流法［2］，即通过施 加一个交流信号，测量电流和电压的变化来计算内 阻，电流和电压的读数值随所加信号频率变化 . 但