电池内阻、容量及荷电量之间的关系探讨.PDFVIP

电池内阻、容量及荷电量之间的关系探讨 链接：/tech/97755.html 来源：中国新能源网 电池内阻、容量及荷电量之间的关系探讨 深圳市供电局有限公司 杨忠亮 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 王汝钢、白海江 一、引言 VRLA蓄电池在正常情况下无酸雾和氢、氧气体排出，无需加水，且功率密度大，占用机房面积小，故而在电力、 通信、铁路等行业得到了广泛的应用。由于电池可能在数月之内劣化而使无法提供所需的电量，因而不用费时费力核 容放电的方法，定期到现场对电池对电池快速检测，或安装电池在线监测设备，及时找出坏的电池并进行处理或更换 ，对确保后备电源系统的安全可靠工作，具有重要的意义。 二、定义 1、额定容量（rating capacity）：电池生产厂家在电池上标识的电池容量，其单位是Ah。 2、容量（capacity）：表示电池充放电的能力，通常用电池完全充满电后，标准条件下（25℃，采用0.1C10恒流放 电到1.8V截止电压）能够放出的电量表示，其单位是Ah。 容量是对蓄电池劣化状态的评估，是电池的放电能力，随着电池使用时间和延长，电池容量会不断减小。 3、荷电量（SOC：state of charge）：电池当前实际可以放出的电量，其单位可以是Ah，也可以是容量的百分比。 荷电量SOC在国内也有不同的叫法，如“充电状态”、“剩余电量”等 荷电量（SOC）是电池某一时刻电池的充电状态，反映的是电池的此时所载有的电量。 由于电池自放电，即使在浮充状态下，个别实际电池可能并未完全充满电，即荷电量小于100%，此时蓄电池的容 量并不等于荷电量（SOC）。 4、健康状态（SOH：state of health）：电池在要求的时间周期内（不仅在现在而且在将来）能可靠地为负载供电。 电池的健康状态SOH可以用电池的容量与额定容量的百分比定量地表示。 三、电池模型 蓄电池是一个极为复杂的系统，其放电及充电反应是复杂的化学及电化学过程，真正决定蓄电池容量及荷电量的是 电池的化学和电化学状态。图1是电池的Thevenin数学模型，其中各参数的数值可以用多频点蓄电池测量技术测得。 图1：电池的Thevenin数学模型 在电池的数学模型中各参数含义如下： E：蓄电池电动势，数据上等于二氧化铅电极与铅电极电势之差，与电解液浓度有关； R1：蓄电池欧姆电阻，包括极板、极柱、溶液、隔膜的电阻及接触电阻，与极板微孔隙的数量和孔径大小（电池 的硫酸化造成极板微孔隙的数量和孔径减小而使电阻增加）、隔膜饱和度（电池失水造成隔膜饱和度下降而使电阻增 页面 1 / 4 电池内阻、容量及荷电量之间的关系探讨 链接：/tech/97755.html 来源：中国新能源网 加）、温度（温度降低使电阻增加）等因素有关； R2：蓄电池极化电阻，包括电化学极化和浓差极化的电阻； C2：极板双电层电容，包括正极板双电层电容的和负极板的双电层电容。 四、处于浮充状态的电池各参数与电池容量、荷电量的关系 1、电池内阻（R1欧姆电阻）与电池容量的关系 电池容量反映电池的劣化状态。随着电池使用时间和延长，电池容量会不断减小。大量的研究和统计都表明，对于 VRLA铅酸蓄电池，造成电池劣化的主要原因是失水、硫酸化、极板腐蚀、热失控，并且电池的劣化程度与电池的内 阻不明显的对应关系。 在1992年和1993年国际能源会议的相关论文中，对蓄电池的浮充电压、内阻与电池容量的相关性作了详细的论证， 论文作者测试了1200多个电信部门、UPS系统和铁路信号设施的VRLA电池。