今天拆了擎天的內(nèi)阻測試儀.
今天拆了擎天的內(nèi)阻測試儀.內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本如下:
兩個工頻變壓器由來產(chǎn)生系統(tǒng)的各種電源.
兩個up-5135.三位半數(shù)碼顯示,用來顯示測量的電池內(nèi)阻和電壓.
tda2030和一個蜂鳴器,用來報警.
一個5g8038,產(chǎn)生參考電壓.
三個op07,做放大.
一個4n25隔離光歐,
配合繼電器ry12w-k做量程轉(zhuǎn)換.
一個穩(wěn)壓二極管lm385-1.2做參考電壓.
剩下一些整流橋,穩(wěn)壓管產(chǎn)生供電電源.和一些開關(guān),電位器.
就這么一個東西賣2000元.
今天拆了擎天的內(nèi)阻測試儀.
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alber
美國Alber 公司,創(chuàng)建于1972年,公司的主營業(yè)務(wù)為蓄電池測試設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn),并提供蓄電池的維護(hù)服務(wù).幾十年前,Alber 公司便向世人介紹了第一臺蓄電池檢測設(shè)備.至今仍在本行業(yè)保持領(lǐng)先地位.
在產(chǎn)品方面,公司除擁有先進(jìn)的、傳統(tǒng)的容量檢測設(shè)備外,還獨創(chuàng)了蓄電池真實等效內(nèi)阻測試專利(U.S.Patent No:5,744,962--瞬間大電流放電測內(nèi)阻).從傳統(tǒng)的容量測試--瞬間大電流放電測內(nèi)阻--電池質(zhì)量在線自動集中監(jiān)控等無不體現(xiàn)了 在這個行業(yè)里面的領(lǐng)先地位,是世界公認(rèn)的頭號蓄電池測試設(shè)備生產(chǎn)商.國際權(quán)威IEEE協(xié)會將Alber 產(chǎn)品推薦為蓄電池管理的必備工具. Alber的測量標(biāo)準(zhǔn)已成為美國電池行業(yè)的事實標(biāo)準(zhǔn). Alber是 IEEE 1188 (VRLA電池的測試維護(hù)標(biāo)準(zhǔn))的SCC29 工作委員會的主要工作成員.
作為“蓄電池測試專家”,公司除生產(chǎn)卓越的蓄電池檢測設(shè)備外,還不斷的向用戶提供先進(jìn)的維護(hù)方法.為此,公司經(jīng)常舉辦蓄電池測試和維護(hù)方面的專題研討會. Alber迄今為止舉辦了多次的技術(shù)講座,已有超過8000人次參加了Alber技術(shù)培訓(xùn).值得驕傲的是從1997-2003年連續(xù)七年承辦了美國的電池年會,并在會上不斷展示公司最新的技術(shù)和先進(jìn)的護(hù)理方法.是名符其實的“蓄電池護(hù)理專家”.
Alber公司發(fā)明了:
第一臺數(shù)字式微歐表
第一臺全自動蓄電池容量測試儀(BCT-2000)
第一臺蓄電池內(nèi)阻測試儀(大電流 70A 放電測內(nèi)阻專利:U.S.Patent No:5,744,962)
第一套全功能蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)(內(nèi)阻測試技術(shù)的高級應(yīng)用)
Alber公司的系列產(chǎn)品已成為美國國防部、美國核電委員會和美國民用航空空中交通管制委員會指定的電池檢測和監(jiān)控的專用產(chǎn)品.已成為世界同類產(chǎn)品的翹楚.
電池和電池組為什么要進(jìn)行定期檢測和在線監(jiān)測
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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(最少為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.VRLA電池過度的氣體逸出、焊接柱或蓋板裂縫、密封不嚴(yán),最后通過容器壁和塑料容器滲出水、氫和氧,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,閥打開會導(dǎo)致干涸,也會使空氣進(jìn)入電池,陰極板自我放電,閥阻塞會使蓋鼓出和爆炸.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.實踐證明,VRLA電池端電壓與放電能力無相關(guān)性,VRLA電池和電池組在運行過程中,隨著使用時間的增加必然會有個別或部分電池因內(nèi)阻變大,呈退行性老化現(xiàn)象,實踐證明,整組電池的容量是以狀況最差的那一塊電池的容量值為準(zhǔn),而不是以平均值或額定值(初始值)為準(zhǔn),當(dāng)電池的實際容量下降到其本身額定容量的90% 以下時,電池便進(jìn)入衰退期,當(dāng)電池容量下降到原來的80%以下時,電池便進(jìn)入急劇的衰退狀況,衰退期很短,這時電池組已存在極大的事故隱患.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)的高效安全運行.
實踐證明,電池和電池組的定期檢測和在線監(jiān)測是非常重要和必須的,是備用電源系統(tǒng)中非常重要而又往往被人們忽視的重要環(huán)節(jié).
電池檢測和在線檢測的三種主要方法
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蓄電池在線監(jiān)測管理是針對測量電池的運行條件和檢測電池本身的狀況而設(shè)計的、電池監(jiān)測主要有如下三種方法:①整組監(jiān)測,②單電池電壓監(jiān)測,③電池內(nèi)阻監(jiān)測與在線監(jiān)測.
① 整組監(jiān)測:整組電池監(jiān)測功能一般設(shè)計在整流電源內(nèi)(如一些高端的UPS的電池管理軟件),測量電池組的電壓,電流和溫度,進(jìn)行充電和放電管理,尤其是根據(jù)環(huán)境溫度變化來調(diào)整電池組的浮充電壓(溫度補(bǔ)償)做得比較好,在電池放電時電池組電壓低至某下限時報警.成組電池監(jiān)測很難發(fā)現(xiàn)單電池的緩慢變化,包括單電池本身的老化和因單電池一致性問題而帶來的積累效應(yīng),以一組48V電池組來說,如果只有1個電池在變壞,其電壓變化的信號會被其它23只電池“淹沒”.電池端電壓及電池組母線電壓與電池容量(放電能力)無關(guān).整組監(jiān)測無法監(jiān)測電池及電池組實際容量,無法篩選其中已老化的電池.
② 單電池電壓監(jiān)測:1997 年我國郵電部發(fā)布的電池監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)目的在于規(guī)范電池監(jiān)測產(chǎn)品和技術(shù).標(biāo)準(zhǔn)中明確要求監(jiān)測到每一個單電池.目前電信部門使用的產(chǎn)品大多都是依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和生產(chǎn)的.制定標(biāo)準(zhǔn)后,電信運維部門期望監(jiān)測設(shè)備能夠起到重要作用,而實際情況是在浮充狀態(tài),監(jiān)測設(shè)備只能發(fā)現(xiàn)極個別性能很差,浮充電壓超常的電池.對于浮充電壓小幅值的差異監(jiān)測,系統(tǒng)并沒有辦法區(qū)別和處理,也就是對于電池性能變壞,電池容量已經(jīng)大幅下降的老化電池監(jiān)測無能為力,這時如果電池浮充電壓變化不明顯,監(jiān)控系統(tǒng)不會發(fā)出警報.而是當(dāng)放電時發(fā)現(xiàn)某電池的放電電壓(或曲線)異常才有警告.但一般為時已晚.結(jié)論:實踐證明,單電池電壓監(jiān)測的預(yù)警性和前瞻性較差,無法準(zhǔn)確測定電池內(nèi)阻和容量,及時找出老化電池.
③ 電池內(nèi)阻監(jiān)測與在線監(jiān)測:以美國 Albér 公司為代表的電池監(jiān)測設(shè)備廠商在近幾年推出了直流放電法對電池進(jìn)行內(nèi)阻檢測的系列產(chǎn)品,是電池監(jiān)測技術(shù)的質(zhì)變,即由被動監(jiān)測電池電壓到主動精確測試電池內(nèi)部狀態(tài)(內(nèi)阻)和在線監(jiān)測電池組動態(tài)變化.
內(nèi)阻在線測試技術(shù)難度大,各廠家的技術(shù)和設(shè)備各有特點,其測試內(nèi)阻的準(zhǔn)確度和抗干擾能力差別也很大.因此內(nèi)阻測試技術(shù)就成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù),其測試的好壞也直接影響了整個監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)素.
Alber 電池內(nèi)阻在線監(jiān)測的工作原理
--------------------------------------------------------------------------------
直流放電法測內(nèi)阻是一個接近蓄電池工用方式的測試方法,但蓄電池內(nèi)阻很小,從幾十微歐到幾百微歐(12V 的1-3毫歐),測試電流要達(dá)到 30A 以上,才能準(zhǔn)確地測試電池組每塊電池的內(nèi)阻值.Albér 的直流放電電流高達(dá) 30-70A,是由控制模塊(主機(jī))按編程信號順序接通每節(jié)電池向負(fù)載模塊(RTM)放電的“閥”,每節(jié)電池向負(fù)載模塊大電流(30A-70A)放電,時間為 3.25 秒.放電過程由數(shù)據(jù)采集模塊(DCM)監(jiān)測和采集電池的通斷電壓(放電電壓穩(wěn)定后的瞬間斷電壓差);負(fù)載模塊(RTM)承載和采集放電電池的電流.DCM 和 RTM 均有相應(yīng)的電壓和電流感應(yīng)器件,測定負(fù)載模塊斷開的瞬間的電壓差,據(jù)此計算出準(zhǔn)確的電池內(nèi)阻值(R內(nèi)阻=△V/I),DCM、RTM 和控制模塊均有儲存記錄,并將相關(guān)數(shù)據(jù)以圖表和數(shù)字的方式,直觀地在PC終端上顯示出來.
每塊電池均編有順序號,BDS 系統(tǒng)和 PC 終端均有相對應(yīng)的電池編號,可隨時翻查每節(jié)電池的歷史記錄,設(shè)定測定電池內(nèi)阻的時間間隔(例如每10 天或每 30 天測一次).也可以隨時進(jìn)行內(nèi)阻測試,監(jiān)測每塊電池和電池聯(lián)線(連接片)的內(nèi)阻變化.設(shè)定報警閥值.BDS 系統(tǒng)全程(24Hr×365天)在線監(jiān)測電池組運行的總電壓、總電流、單體電壓、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù).預(yù)測電池內(nèi)阻變化趨勢和壽命,篩選內(nèi)阻變大的老化電池,采取防范措施,消除電池隱患,確保電池組運行安全、可靠.延長電池組使用壽命.
直流放電法:
如圖所示,
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1065853649.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">由被測電池向負(fù)載模塊 (RTM) 放出大電流(30-70A),時間3.25秒,測量放電電壓穩(wěn)定后的瞬間斷電壓差△V(V2-V1) 與電流值 (I) 的比值計算出電池的內(nèi)阻 R內(nèi)阻=△V/1
直流放電法測內(nèi)阻為 Albér 公司專利(專利號:U.S.Patent No.5.744.962).
美國Alber 公司,創(chuàng)建于1972年,公司的主營業(yè)務(wù)為蓄電池測試設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn),并提供蓄電池的維護(hù)服務(wù).幾十年前,Alber 公司便向世人介紹了第一臺蓄電池檢測設(shè)備.至今仍在本行業(yè)保持領(lǐng)先地位.
在產(chǎn)品方面,公司除擁有先進(jìn)的、傳統(tǒng)的容量檢測設(shè)備外,還獨創(chuàng)了蓄電池真實等效內(nèi)阻測試專利(U.S.Patent No:5,744,962--瞬間大電流放電測內(nèi)阻).從傳統(tǒng)的容量測試--瞬間大電流放電測內(nèi)阻--電池質(zhì)量在線自動集中監(jiān)控等無不體現(xiàn)了 在這個行業(yè)里面的領(lǐng)先地位,是世界公認(rèn)的頭號蓄電池測試設(shè)備生產(chǎn)商.國際權(quán)威IEEE協(xié)會將Alber 產(chǎn)品推薦為蓄電池管理的必備工具. Alber的測量標(biāo)準(zhǔn)已成為美國電池行業(yè)的事實標(biāo)準(zhǔn). Alber是 IEEE 1188 (VRLA電池的測試維護(hù)標(biāo)準(zhǔn))的SCC29 工作委員會的主要工作成員.
作為“蓄電池測試專家”,公司除生產(chǎn)卓越的蓄電池檢測設(shè)備外,還不斷的向用戶提供先進(jìn)的維護(hù)方法.為此,公司經(jīng)常舉辦蓄電池測試和維護(hù)方面的專題研討會. Alber迄今為止舉辦了多次的技術(shù)講座,已有超過8000人次參加了Alber技術(shù)培訓(xùn).值得驕傲的是從1997-2003年連續(xù)七年承辦了美國的電池年會,并在會上不斷展示公司最新的技術(shù)和先進(jìn)的護(hù)理方法.是名符其實的“蓄電池護(hù)理專家”.
Alber公司發(fā)明了:
第一臺數(shù)字式微歐表
第一臺全自動蓄電池容量測試儀(BCT-2000)
第一臺蓄電池內(nèi)阻測試儀(大電流 70A 放電測內(nèi)阻專利:U.S.Patent No:5,744,962)
第一套全功能蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)(內(nèi)阻測試技術(shù)的高級應(yīng)用)
Alber公司的系列產(chǎn)品已成為美國國防部、美國核電委員會和美國民用航空空中交通管制委員會指定的電池檢測和監(jiān)控的專用產(chǎn)品.已成為世界同類產(chǎn)品的翹楚.
電池和電池組為什么要進(jìn)行定期檢測和在線監(jiān)測
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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(最少為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.VRLA電池過度的氣體逸出、焊接柱或蓋板裂縫、密封不嚴(yán),最后通過容器壁和塑料容器滲出水、氫和氧,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,閥打開會導(dǎo)致干涸,也會使空氣進(jìn)入電池,陰極板自我放電,閥阻塞會使蓋鼓出和爆炸.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.實踐證明,VRLA電池端電壓與放電能力無相關(guān)性,VRLA電池和電池組在運行過程中,隨著使用時間的增加必然會有個別或部分電池因內(nèi)阻變大,呈退行性老化現(xiàn)象,實踐證明,整組電池的容量是以狀況最差的那一塊電池的容量值為準(zhǔn),而不是以平均值或額定值(初始值)為準(zhǔn),當(dāng)電池的實際容量下降到其本身額定容量的90% 以下時,電池便進(jìn)入衰退期,當(dāng)電池容量下降到原來的80%以下時,電池便進(jìn)入急劇的衰退狀況,衰退期很短,這時電池組已存在極大的事故隱患.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)的高效安全運行.
實踐證明,電池和電池組的定期檢測和在線監(jiān)測是非常重要和必須的,是備用電源系統(tǒng)中非常重要而又往往被人們忽視的重要環(huán)節(jié).
電池檢測和在線檢測的三種主要方法
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蓄電池在線監(jiān)測管理是針對測量電池的運行條件和檢測電池本身的狀況而設(shè)計的、電池監(jiān)測主要有如下三種方法:①整組監(jiān)測,②單電池電壓監(jiān)測,③電池內(nèi)阻監(jiān)測與在線監(jiān)測.
① 整組監(jiān)測:整組電池監(jiān)測功能一般設(shè)計在整流電源內(nèi)(如一些高端的UPS的電池管理軟件),測量電池組的電壓,電流和溫度,進(jìn)行充電和放電管理,尤其是根據(jù)環(huán)境溫度變化來調(diào)整電池組的浮充電壓(溫度補(bǔ)償)做得比較好,在電池放電時電池組電壓低至某下限時報警.成組電池監(jiān)測很難發(fā)現(xiàn)單電池的緩慢變化,包括單電池本身的老化和因單電池一致性問題而帶來的積累效應(yīng),以一組48V電池組來說,如果只有1個電池在變壞,其電壓變化的信號會被其它23只電池“淹沒”.電池端電壓及電池組母線電壓與電池容量(放電能力)無關(guān).整組監(jiān)測無法監(jiān)測電池及電池組實際容量,無法篩選其中已老化的電池.
② 單電池電壓監(jiān)測:1997 年我國郵電部發(fā)布的電池監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)目的在于規(guī)范電池監(jiān)測產(chǎn)品和技術(shù).標(biāo)準(zhǔn)中明確要求監(jiān)測到每一個單電池.目前電信部門使用的產(chǎn)品大多都是依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和生產(chǎn)的.制定標(biāo)準(zhǔn)后,電信運維部門期望監(jiān)測設(shè)備能夠起到重要作用,而實際情況是在浮充狀態(tài),監(jiān)測設(shè)備只能發(fā)現(xiàn)極個別性能很差,浮充電壓超常的電池.對于浮充電壓小幅值的差異監(jiān)測,系統(tǒng)并沒有辦法區(qū)別和處理,也就是對于電池性能變壞,電池容量已經(jīng)大幅下降的老化電池監(jiān)測無能為力,這時如果電池浮充電壓變化不明顯,監(jiān)控系統(tǒng)不會發(fā)出警報.而是當(dāng)放電時發(fā)現(xiàn)某電池的放電電壓(或曲線)異常才有警告.但一般為時已晚.結(jié)論:實踐證明,單電池電壓監(jiān)測的預(yù)警性和前瞻性較差,無法準(zhǔn)確測定電池內(nèi)阻和容量,及時找出老化電池.
③ 電池內(nèi)阻監(jiān)測與在線監(jiān)測:以美國 Albér 公司為代表的電池監(jiān)測設(shè)備廠商在近幾年推出了直流放電法對電池進(jìn)行內(nèi)阻檢測的系列產(chǎn)品,是電池監(jiān)測技術(shù)的質(zhì)變,即由被動監(jiān)測電池電壓到主動精確測試電池內(nèi)部狀態(tài)(內(nèi)阻)和在線監(jiān)測電池組動態(tài)變化.
內(nèi)阻在線測試技術(shù)難度大,各廠家的技術(shù)和設(shè)備各有特點,其測試內(nèi)阻的準(zhǔn)確度和抗干擾能力差別也很大.因此內(nèi)阻測試技術(shù)就成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù),其測試的好壞也直接影響了整個監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)素.
Alber 電池內(nèi)阻在線監(jiān)測的工作原理
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直流放電法測內(nèi)阻是一個接近蓄電池工用方式的測試方法,但蓄電池內(nèi)阻很小,從幾十微歐到幾百微歐(12V 的1-3毫歐),測試電流要達(dá)到 30A 以上,才能準(zhǔn)確地測試電池組每塊電池的內(nèi)阻值.Albér 的直流放電電流高達(dá) 30-70A,是由控制模塊(主機(jī))按編程信號順序接通每節(jié)電池向負(fù)載模塊(RTM)放電的“閥”,每節(jié)電池向負(fù)載模塊大電流(30A-70A)放電,時間為 3.25 秒.放電過程由數(shù)據(jù)采集模塊(DCM)監(jiān)測和采集電池的通斷電壓(放電電壓穩(wěn)定后的瞬間斷電壓差);負(fù)載模塊(RTM)承載和采集放電電池的電流.DCM 和 RTM 均有相應(yīng)的電壓和電流感應(yīng)器件,測定負(fù)載模塊斷開的瞬間的電壓差,據(jù)此計算出準(zhǔn)確的電池內(nèi)阻值(R內(nèi)阻=△V/I),DCM、RTM 和控制模塊均有儲存記錄,并將相關(guān)數(shù)據(jù)以圖表和數(shù)字的方式,直觀地在PC終端上顯示出來.
每塊電池均編有順序號,BDS 系統(tǒng)和 PC 終端均有相對應(yīng)的電池編號,可隨時翻查每節(jié)電池的歷史記錄,設(shè)定測定電池內(nèi)阻的時間間隔(例如每10 天或每 30 天測一次).也可以隨時進(jìn)行內(nèi)阻測試,監(jiān)測每塊電池和電池聯(lián)線(連接片)的內(nèi)阻變化.設(shè)定報警閥值.BDS 系統(tǒng)全程(24Hr×365天)在線監(jiān)測電池組運行的總電壓、總電流、單體電壓、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù).預(yù)測電池內(nèi)阻變化趨勢和壽命,篩選內(nèi)阻變大的老化電池,采取防范措施,消除電池隱患,確保電池組運行安全、可靠.延長電池組使用壽命.
直流放電法:
如圖所示,

直流放電法測內(nèi)阻為 Albér 公司專利(專利號:U.S.Patent No.5.744.962).
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@goodluck1468
alber美國Alber公司,創(chuàng)建于1972年,公司的主營業(yè)務(wù)為蓄電池測試設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn),并提供蓄電池的維護(hù)服務(wù).幾十年前,Alber公司便向世人介紹了第一臺蓄電池檢測設(shè)備.至今仍在本行業(yè)保持領(lǐng)先地位. 在產(chǎn)品方面,公司除擁有先進(jìn)的、傳統(tǒng)的容量檢測設(shè)備外,還獨創(chuàng)了蓄電池真實等效內(nèi)阻測試專利(U.S.PatentNo:5,744,962--瞬間大電流放電測內(nèi)阻).從傳統(tǒng)的容量測試--瞬間大電流放電測內(nèi)阻--電池質(zhì)量在線自動集中監(jiān)控等無不體現(xiàn)了在這個行業(yè)里面的領(lǐng)先地位,是世界公認(rèn)的頭號蓄電池測試設(shè)備生產(chǎn)商.國際權(quán)威IEEE協(xié)會將Alber產(chǎn)品推薦為蓄電池管理的必備工具.Alber的測量標(biāo)準(zhǔn)已成為美國電池行業(yè)的事實標(biāo)準(zhǔn).Alber是IEEE1188(VRLA電池的測試維護(hù)標(biāo)準(zhǔn))的SCC29工作委員會的主要工作成員. 作為“蓄電池測試專家”,公司除生產(chǎn)卓越的蓄電池檢測設(shè)備外,還不斷的向用戶提供先進(jìn)的維護(hù)方法.為此,公司經(jīng)常舉辦蓄電池測試和維護(hù)方面的專題研討會.Alber迄今為止舉辦了多次的技術(shù)講座,已有超過8000人次參加了Alber技術(shù)培訓(xùn).值得驕傲的是從1997-2003年連續(xù)七年承辦了美國的電池年會,并在會上不斷展示公司最新的技術(shù)和先進(jìn)的護(hù)理方法.是名符其實的“蓄電池護(hù)理專家”.Alber公司發(fā)明了:第一臺數(shù)字式微歐表第一臺全自動蓄電池容量測試儀(BCT-2000)第一臺蓄電池內(nèi)阻測試儀(大電流70A放電測內(nèi)阻專利:U.S.PatentNo:5,744,962)第一套全功能蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)(內(nèi)阻測試技術(shù)的高級應(yīng)用) Alber公司的系列產(chǎn)品已成為美國國防部、美國核電委員會和美國民用航空空中交通管制委員會指定的電池檢測和監(jiān)控的專用產(chǎn)品.已成為世界同類產(chǎn)品的翹楚.電池和電池組為什么要進(jìn)行定期檢測和在線監(jiān)測-------------------------------------------------------------------------------- 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(最少為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.VRLA電池過度的氣體逸出、焊接柱或蓋板裂縫、密封不嚴(yán),最后通過容器壁和塑料容器滲出水、氫和氧,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,閥打開會導(dǎo)致干涸,也會使空氣進(jìn)入電池,陰極板自我放電,閥阻塞會使蓋鼓出和爆炸.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.實踐證明,VRLA電池端電壓與放電能力無相關(guān)性,VRLA電池和電池組在運行過程中,隨著使用時間的增加必然會有個別或部分電池因內(nèi)阻變大,呈退行性老化現(xiàn)象,實踐證明,整組電池的容量是以狀況最差的那一塊電池的容量值為準(zhǔn),而不是以平均值或額定值(初始值)為準(zhǔn),當(dāng)電池的實際容量下降到其本身額定容量的90%以下時,電池便進(jìn)入衰退期,當(dāng)電池容量下降到原來的80%以下時,電池便進(jìn)入急劇的衰退狀況,衰退期很短,這時電池組已存在極大的事故隱患.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)的高效安全運行.實踐證明,電池和電池組的定期檢測和在線監(jiān)測是非常重要和必須的,是備用電源系統(tǒng)中非常重要而又往往被人們忽視的重要環(huán)節(jié).電池檢測和在線檢測的三種主要方法-------------------------------------------------------------------------------- 蓄電池在線監(jiān)測管理是針對測量電池的運行條件和檢測電池本身的狀況而設(shè)計的、電池監(jiān)測主要有如下三種方法:①整組監(jiān)測,②單電池電壓監(jiān)測,③電池內(nèi)阻監(jiān)測與在線監(jiān)測.①整組監(jiān)測:整組電池監(jiān)測功能一般設(shè)計在整流電源內(nèi)(如一些高端的UPS的電池管理軟件),測量電池組的電壓,電流和溫度,進(jìn)行充電和放電管理,尤其是根據(jù)環(huán)境溫度變化來調(diào)整電池組的浮充電壓(溫度補(bǔ)償)做得比較好,在電池放電時電池組電壓低至某下限時報警.成組電池監(jiān)測很難發(fā)現(xiàn)單電池的緩慢變化,包括單電池本身的老化和因單電池一致性問題而帶來的積累效應(yīng),以一組48V電池組來說,如果只有1個電池在變壞,其電壓變化的信號會被其它23只電池“淹沒”.電池端電壓及電池組母線電壓與電池容量(放電能力)無關(guān).整組監(jiān)測無法監(jiān)測電池及電池組實際容量,無法篩選其中已老化的電池.②單電池電壓監(jiān)測:1997年我國郵電部發(fā)布的電池監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)目的在于規(guī)范電池監(jiān)測產(chǎn)品和技術(shù).標(biāo)準(zhǔn)中明確要求監(jiān)測到每一個單電池.目前電信部門使用的產(chǎn)品大多都是依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和生產(chǎn)的.制定標(biāo)準(zhǔn)后,電信運維部門期望監(jiān)測設(shè)備能夠起到重要作用,而實際情況是在浮充狀態(tài),監(jiān)測設(shè)備只能發(fā)現(xiàn)極個別性能很差,浮充電壓超常的電池.對于浮充電壓小幅值的差異監(jiān)測,系統(tǒng)并沒有辦法區(qū)別和處理,也就是對于電池性能變壞,電池容量已經(jīng)大幅下降的老化電池監(jiān)測無能為力,這時如果電池浮充電壓變化不明顯,監(jiān)控系統(tǒng)不會發(fā)出警報.而是當(dāng)放電時發(fā)現(xiàn)某電池的放電電壓(或曲線)異常才有警告.但一般為時已晚.結(jié)論:實踐證明,單電池電壓監(jiān)測的預(yù)警性和前瞻性較差,無法準(zhǔn)確測定電池內(nèi)阻和容量,及時找出老化電池.③電池內(nèi)阻監(jiān)測與在線監(jiān)測:以美國Albér公司為代表的電池監(jiān)測設(shè)備廠商在近幾年推出了直流放電法對電池進(jìn)行內(nèi)阻檢測的系列產(chǎn)品,是電池監(jiān)測技術(shù)的質(zhì)變,即由被動監(jiān)測電池電壓到主動精確測試電池內(nèi)部狀態(tài)(內(nèi)阻)和在線監(jiān)測電池組動態(tài)變化. 內(nèi)阻在線測試技術(shù)難度大,各廠家的技術(shù)和設(shè)備各有特點,其測試內(nèi)阻的準(zhǔn)確度和抗干擾能力差別也很大.因此內(nèi)阻測試技術(shù)就成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù),其測試的好壞也直接影響了整個監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)素.Alber電池內(nèi)阻在線監(jiān)測的工作原理-------------------------------------------------------------------------------- 直流放電法測內(nèi)阻是一個接近蓄電池工用方式的測試方法,但蓄電池內(nèi)阻很小,從幾十微歐到幾百微歐(12V的1-3毫歐),測試電流要達(dá)到30A以上,才能準(zhǔn)確地測試電池組每塊電池的內(nèi)阻值.Albér的直流放電電流高達(dá)30-70A,是由控制模塊(主機(jī))按編程信號順序接通每節(jié)電池向負(fù)載模塊(RTM)放電的“閥”,每節(jié)電池向負(fù)載模塊大電流(30A-70A)放電,時間為3.25秒.放電過程由數(shù)據(jù)采集模塊(DCM)監(jiān)測和采集電池的通斷電壓(放電電壓穩(wěn)定后的瞬間斷電壓差);負(fù)載模塊(RTM)承載和采集放電電池的電流.DCM和RTM均有相應(yīng)的電壓和電流感應(yīng)器件,測定負(fù)載模塊斷開的瞬間的電壓差,據(jù)此計算出準(zhǔn)確的電池內(nèi)阻值(R內(nèi)阻=△V/I),DCM、RTM和控制模塊均有儲存記錄,并將相關(guān)數(shù)據(jù)以圖表和數(shù)字的方式,直觀地在PC終端上顯示出來. 每塊電池均編有順序號,BDS系統(tǒng)和PC終端均有相對應(yīng)的電池編號,可隨時翻查每節(jié)電池的歷史記錄,設(shè)定測定電池內(nèi)阻的時間間隔(例如每10天或每30天測一次).也可以隨時進(jìn)行內(nèi)阻測試,監(jiān)測每塊電池和電池聯(lián)線(連接片)的內(nèi)阻變化.設(shè)定報警閥值.BDS系統(tǒng)全程(24Hr×365天)在線監(jiān)測電池組運行的總電壓、總電流、單體電壓、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù).預(yù)測電池內(nèi)阻變化趨勢和壽命,篩選內(nèi)阻變大的老化電池,采取防范措施,消除電池隱患,確保電池組運行安全、可靠.延長電池組使用壽命.直流放電法: 如圖所示,[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1065853649.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">由被測電池向負(fù)載模塊(RTM)放出大電流(30-70A),時間3.25秒,測量放電電壓穩(wěn)定后的瞬間斷電壓差△V(V2-V1)與電流值(I)的比值計算出電池的內(nèi)阻R內(nèi)阻=△V/1 直流放電法測內(nèi)阻為Albér公司專利(專利號:U.S.PatentNo.5.744.962).
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@yhy1224
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蓄電池維護(hù)中的電池內(nèi)阻測試
摘要:介紹閥控鉛酸(VRLA)蓄電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法.不同的測試方法和測試條件得到的蓄電池內(nèi)阻中包含的成分不同,數(shù)值各異.雖然電池的內(nèi)阻與電池的容量或壽命之間沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系,但是電池內(nèi)阻的變化趨勢,可以提供電池性能和壽命的相關(guān)信息.本文重點介紹了一種采用DC脈沖負(fù)載電流測試方法的測儀 Cellcorder,其具有比AC測試方法更高的精度(分辨率)和重復(fù)精度(±5%).應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,可以判斷和預(yù)測電池的性能,作為電池容量測試的預(yù)估測試和替代方法.
1 前言
閥控鉛酸蓄電池(VRLA)作為備用電源,已廣泛應(yīng)用于我國電信部門.由于這種電池是密封的,不象自由電解液固定型鉛酸電池那樣透明直觀,又無法測量電解液的密度,因而給維護(hù)工作帶來一定的困難.目前,進(jìn)口和國產(chǎn)的用于在線測量VRLA電池內(nèi)阻或電導(dǎo)測試儀已在一些部門得到應(yīng)用.然而在實踐中發(fā)現(xiàn),通過在線檢測VRLA電池內(nèi)阻(電導(dǎo)),來判斷電池的性能并不令人滿意.這些采用AC測試方法的測試儀,在測量電池內(nèi)阻(電導(dǎo))時離散性較大,重復(fù)精度較差.本文在分析電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法的基礎(chǔ)上,介紹了一種采用DC脈沖負(fù)載電流測試方法和測試儀器Cellcorder,其具有比AC測試方法更高的精度(分辨率)和較高的重復(fù)精度(±5%).應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,來判斷和預(yù)測電池的性能,作為電池容量測試的預(yù)估測試和替代方法.
2 電池模型與內(nèi)阻的組成 2.1 傳統(tǒng)的電池模型1959年,有資料公開發(fā)表了電池的等效電路和典型數(shù)值.根據(jù)電池的內(nèi)部電路模型,能大致地理解電池內(nèi)部參數(shù)與它的傳導(dǎo)路徑和容量的關(guān)系.研究人員對電池進(jìn)行測試,測試頻率從直流到幾千赫茲,以試圖在這些參數(shù)與電池的容量之間建立起某種關(guān)系.但得到的結(jié)果常常是混淆的或相互矛盾的. 幾乎所有典型的蓄電池應(yīng)用中,電感對于電池的性能實際影響是非常小的,這是因為它的數(shù)值實在太小(僅有0.05到0.2微亨).而另一方面電池的電容又相當(dāng)?shù)拇?即可達(dá)到每100Ah容量1.7F.電池的這種特性對于充電器制造商來說是個好消息,他們可以利用電池的這個特性對充電器的輸出電壓進(jìn)行濾波.但是,沒有證據(jù)表明電容與電池容量之間具有某種關(guān)系.
2.2 優(yōu)化的電池模型美國Albercorp公司集中力量對電池的內(nèi)阻進(jìn)行研究,建立了一個優(yōu)化的電池模型(見圖2).這個模型將電池的內(nèi)阻劃分為金屬電阻和電化學(xué)電阻,它們是不隨測試頻率的變化而變化的.實際上,在研究電池容量關(guān)系的過程中,為了獲得最佳的結(jié)果,研究人員使用了極低的頻率甚至直流.另一個關(guān)注電池內(nèi)阻的研究單位是享有很高聲譽(yù)的日本電話電報公司(NTT).他們的研究和現(xiàn)場使用人員得出的重要結(jié)論是:導(dǎo)致鉛酸電池性能的老化的原因是內(nèi)阻的增加.他們用持續(xù)時間為500μs的脈沖直流電流來測量電池的內(nèi)阻.根據(jù)測試結(jié)果,他們認(rèn)為用測量電池內(nèi)阻的方法可估算出±10%范圍內(nèi)的電池容量退化.內(nèi)阻增加對電池容量有負(fù)面影響,電池內(nèi)部的功率消耗應(yīng)為I2×R內(nèi),由于這部分的能量沒有得以真正利用,從而造成實際容量的減少.但是在放電過程中,電池容量的減少,與電池內(nèi)部金屬電阻或電化學(xué)電阻變化的依賴關(guān)系是不同的. (1)金屬電阻電池的內(nèi)部傳導(dǎo)路徑一直困擾著電池測試專家.這是因為電池性能退化現(xiàn)象發(fā)生得特別快,可能在每年一次的容量測試的間隔中出現(xiàn).失效電池的反常內(nèi)阻說明了電池的極柱、內(nèi)部的匯流排及板柵已成為化學(xué)腐蝕、不良焊接或燒(灼)傷的犧牲品.這時會看到浸入電解液中銅墊接觸表面已被腐蝕或鉛質(zhì)極柱脫落的現(xiàn)象. (2)電化學(xué)電阻涂膏、電解質(zhì)和隔離器構(gòu)成了電池內(nèi)阻中的電化學(xué)電阻部分.電池長時間的使用會造成活性物質(zhì)減少或涂膏老化,使電池的電化學(xué)電阻不斷增加.在電池充放電時,由于電解液的比重變化,以及隔離器的成份或其表面的化學(xué)構(gòu)成的改變,也都會使電池的電化學(xué)電阻產(chǎn)生暫時的變化.隔離器蠕變、堵塞、短路或者硫化現(xiàn)象,是使電池電化學(xué)電阻異?;蛟黾拥脑?但是,VRLA電池電解液的干涸是其失效的首要原因.
3 蓄電池內(nèi)阻測試方法 3.1 交流法測電池內(nèi)阻交流阻抗法測VRLA電池內(nèi)阻,其交流信號頻率范圍為0.5Hz-10kHz.雖然電池阻抗模與頻率的對數(shù)之間沒有嚴(yán)格的線性關(guān)系,但在高頻區(qū)(1kHz-10kHz)變化較少,于是取此時的阻抗模作為電池內(nèi)阻.目前,電信部門使用的蓄電池電導(dǎo)測試儀,可以認(rèn)為是簡化了的電池交流阻抗測試儀.它將已知頻率(10Hz)和幅值(1V)的正弦交流電壓加在電池的兩極柱上,然后測量跟電壓相位相同的電流值,由此算出電池的電導(dǎo)(或內(nèi)阻).雖然從理論上說,加在純電阻負(fù)載上的正弦交流電壓和電流是同相位的,即用電導(dǎo)測試儀測得的電池電導(dǎo)是內(nèi)阻的倒數(shù).但實際測得的結(jié)果卻與交流電的頻率有關(guān),這是由于所用的交流電頻率較低,信號周期時間長達(dá)100ms,所測得的電阻值中既含有金屬電阻,又含有電化學(xué)電阻.因此,用電導(dǎo)儀測得的電池“電導(dǎo)”的含義不夠明確,它既包含了電池的金屬電阻的影響,又包含了電化學(xué)電阻的影響,其次,從所測得的電導(dǎo)值來看,小于2500Ah電池的內(nèi)阻值在mΩ級,測試過程中接觸電阻引入的誤差接近mΩ級,嚴(yán)重干擾了測試結(jié)果.
3.2 直流法測電池內(nèi)阻電池制造商通常利用簡單的歐姆定律來確定電池的內(nèi)阻.他們的一般作法是測量電池充/放電期間的端電壓變化值以及電流值.在電池中有階躍電流I流過時,電池端電壓就會發(fā)生變化,只要測出持續(xù)時間趨近于0時電池電壓的變化值△U,就可以算出電池的內(nèi)阻R內(nèi)=△U/I.試驗結(jié)果表明,當(dāng)電池以恒電流I放電時,測出其在500μs-1000μs內(nèi)電壓的變化△U,則由及內(nèi)=△U/I,即可算出電池的內(nèi)阻.用此法測得105Ah汽車電池單格的歐姆內(nèi)阻為600μΩ,200Ah的VRLA電池內(nèi)阻為500μΩ.Cellcorder的原理也是這樣的,但是它更快、更精確.其應(yīng)用現(xiàn)代微處理器和固態(tài)電路控制技術(shù),整個測試過程都是在微處理器的控制下完成,進(jìn)行精確定時和運算,它在正常的測試時段內(nèi)提供快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),并判斷讀數(shù)是否有效,然后對結(jié)果進(jìn)行存儲記錄.電池在負(fù)載接通時,其內(nèi)阻會造成瞬間電壓降.經(jīng)過3s-4s后,負(fù)載放電電流達(dá)到一個穩(wěn)定值,在關(guān)斷負(fù)載放電電流前的瞬間,測量此時的穩(wěn)定電流值I和電壓值U1.在負(fù)載電流關(guān)斷后,電池端電壓又會恢復(fù)升高.Cellcorder能讀取負(fù)載電流關(guān)斷前和關(guān)斷后瞬間的電池端電壓U1,U2,從而簡單地得出R內(nèi)=△U/I=(U2-U1)/I.
4 Cellcorder的特點及應(yīng)用] 負(fù)載放電瞬間測試是Cellcorder有別于目前市場上的其它蓄電池電導(dǎo)(內(nèi)阻)測試儀的關(guān)鍵特點,并能提供令用戶信服的數(shù)據(jù).Cellcorder的負(fù)載放電電流為20A-70A,放電時間很短,對于額定容量小于1000Ah的電池,只有3s-4s;而對于更大容量的電池來說,放電時間也只接近10s.為了證實短時間大電流的影響和安全性,進(jìn)行了下面的試驗.在一根帶皮導(dǎo)線(AWG20#27英寸長)流過Cellcorder的測試電流(20A-70A)沒有造成損壞和明顯的發(fā)熱.在實際測試開始毫秒級的時間內(nèi),Cellcorder便能感應(yīng)到放電電流值.如果電池的內(nèi)阻很高,放電電流會很小,放電將被儀器立即中止.所以,負(fù)載放電測試,對于帶有腐蝕的內(nèi)部導(dǎo)體的電池來說,除了在內(nèi)部導(dǎo)體上造成特殊燒蝕外,不會產(chǎn)生更嚴(yán)重的損壞.經(jīng)過上萬次電池測試試驗,Cellcorder的負(fù)載放電測試不會造成電池開路.Cellcorder由于采用了直流技術(shù),因此它可以準(zhǔn)確的重復(fù)測量在線電池的內(nèi)阻,具有更高精度(分辨率1μΩ)和較高的重復(fù)精度(±5%).紋波電流、50/60Hz干擾電磁場、噪聲以及正常的浮充電流都不會對儀器讀數(shù)產(chǎn)生影響. Cellcorder是一臺非常有用的蓄電池多用測試儀,可以對在線浮充狀況、開路甚至部分放電情況下的電池進(jìn)行測試.它通過定期精確測量電池的電壓值、內(nèi)阻值,形成數(shù)據(jù)文件,應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,或與電池在100%容量時的內(nèi)阻值(基準(zhǔn)值)進(jìn)行比較,可以判斷和預(yù)測電池的性能.電池內(nèi)阻的變化為電池的老化提供了相關(guān)信息.電池的老化過程是取決于設(shè)計的材料和結(jié)構(gòu)退化的速度.比如正常的電池壽命,是指在溫度為25℃,以及在特殊的浮充條件和規(guī)定放電深度與頻率情況下的壽命.電池傳導(dǎo)路經(jīng)的緩慢腐蝕,極板上活性物質(zhì)的脫落,板柵的變形以及VRLA電池液的揮發(fā),所有這些自然過程都促使了電池壽命的終結(jié).內(nèi)阻的增加和容量的減小都是電池老化過程的標(biāo)識.一般,電池的實際容量低于80%時,電池性能會急速下降,建議更換該電池.在正常情況下電池的內(nèi)阻增加是很緩慢的,但是當(dāng)電池的壽命快結(jié)束時,內(nèi)阻會快速增大,報廢電池的內(nèi)阻值一般比電池內(nèi)阻基準(zhǔn)值高25%,有些甚至高出50%.電池測試專家們希望得到電池在100%和80%容量時內(nèi)阻數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)值,以確定電池所處的伏況.“基準(zhǔn)值”取得的最佳時機(jī)是在電池的安裝工作完成后,對電池組進(jìn)行驗收時,進(jìn)行容量測試并測定內(nèi)阻.此時的結(jié)果應(yīng)是非常一致的,這些數(shù)據(jù)要小心地保存起來做為基準(zhǔn)值或IEEE/ANSI P-1188中的“基準(zhǔn)”.以后測量到的內(nèi)阻數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較,然后再決定維護(hù)還是更換該電池.另一個獲取“基準(zhǔn)值”數(shù)據(jù)的方法,是在對同期同型號的電池測定完容量后,再取得同型號不同時期電池的數(shù)據(jù).然后,根據(jù)時間推移,積累出報廢或80%容量電池的相關(guān)數(shù)據(jù).
摘要:介紹閥控鉛酸(VRLA)蓄電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法.不同的測試方法和測試條件得到的蓄電池內(nèi)阻中包含的成分不同,數(shù)值各異.雖然電池的內(nèi)阻與電池的容量或壽命之間沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系,但是電池內(nèi)阻的變化趨勢,可以提供電池性能和壽命的相關(guān)信息.本文重點介紹了一種采用DC脈沖負(fù)載電流測試方法的測儀 Cellcorder,其具有比AC測試方法更高的精度(分辨率)和重復(fù)精度(±5%).應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,可以判斷和預(yù)測電池的性能,作為電池容量測試的預(yù)估測試和替代方法.
1 前言
閥控鉛酸蓄電池(VRLA)作為備用電源,已廣泛應(yīng)用于我國電信部門.由于這種電池是密封的,不象自由電解液固定型鉛酸電池那樣透明直觀,又無法測量電解液的密度,因而給維護(hù)工作帶來一定的困難.目前,進(jìn)口和國產(chǎn)的用于在線測量VRLA電池內(nèi)阻或電導(dǎo)測試儀已在一些部門得到應(yīng)用.然而在實踐中發(fā)現(xiàn),通過在線檢測VRLA電池內(nèi)阻(電導(dǎo)),來判斷電池的性能并不令人滿意.這些采用AC測試方法的測試儀,在測量電池內(nèi)阻(電導(dǎo))時離散性較大,重復(fù)精度較差.本文在分析電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法的基礎(chǔ)上,介紹了一種采用DC脈沖負(fù)載電流測試方法和測試儀器Cellcorder,其具有比AC測試方法更高的精度(分辨率)和較高的重復(fù)精度(±5%).應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,來判斷和預(yù)測電池的性能,作為電池容量測試的預(yù)估測試和替代方法.
2 電池模型與內(nèi)阻的組成 2.1 傳統(tǒng)的電池模型1959年,有資料公開發(fā)表了電池的等效電路和典型數(shù)值.根據(jù)電池的內(nèi)部電路模型,能大致地理解電池內(nèi)部參數(shù)與它的傳導(dǎo)路徑和容量的關(guān)系.研究人員對電池進(jìn)行測試,測試頻率從直流到幾千赫茲,以試圖在這些參數(shù)與電池的容量之間建立起某種關(guān)系.但得到的結(jié)果常常是混淆的或相互矛盾的. 幾乎所有典型的蓄電池應(yīng)用中,電感對于電池的性能實際影響是非常小的,這是因為它的數(shù)值實在太小(僅有0.05到0.2微亨).而另一方面電池的電容又相當(dāng)?shù)拇?即可達(dá)到每100Ah容量1.7F.電池的這種特性對于充電器制造商來說是個好消息,他們可以利用電池的這個特性對充電器的輸出電壓進(jìn)行濾波.但是,沒有證據(jù)表明電容與電池容量之間具有某種關(guān)系.
2.2 優(yōu)化的電池模型美國Albercorp公司集中力量對電池的內(nèi)阻進(jìn)行研究,建立了一個優(yōu)化的電池模型(見圖2).這個模型將電池的內(nèi)阻劃分為金屬電阻和電化學(xué)電阻,它們是不隨測試頻率的變化而變化的.實際上,在研究電池容量關(guān)系的過程中,為了獲得最佳的結(jié)果,研究人員使用了極低的頻率甚至直流.另一個關(guān)注電池內(nèi)阻的研究單位是享有很高聲譽(yù)的日本電話電報公司(NTT).他們的研究和現(xiàn)場使用人員得出的重要結(jié)論是:導(dǎo)致鉛酸電池性能的老化的原因是內(nèi)阻的增加.他們用持續(xù)時間為500μs的脈沖直流電流來測量電池的內(nèi)阻.根據(jù)測試結(jié)果,他們認(rèn)為用測量電池內(nèi)阻的方法可估算出±10%范圍內(nèi)的電池容量退化.內(nèi)阻增加對電池容量有負(fù)面影響,電池內(nèi)部的功率消耗應(yīng)為I2×R內(nèi),由于這部分的能量沒有得以真正利用,從而造成實際容量的減少.但是在放電過程中,電池容量的減少,與電池內(nèi)部金屬電阻或電化學(xué)電阻變化的依賴關(guān)系是不同的. (1)金屬電阻電池的內(nèi)部傳導(dǎo)路徑一直困擾著電池測試專家.這是因為電池性能退化現(xiàn)象發(fā)生得特別快,可能在每年一次的容量測試的間隔中出現(xiàn).失效電池的反常內(nèi)阻說明了電池的極柱、內(nèi)部的匯流排及板柵已成為化學(xué)腐蝕、不良焊接或燒(灼)傷的犧牲品.這時會看到浸入電解液中銅墊接觸表面已被腐蝕或鉛質(zhì)極柱脫落的現(xiàn)象. (2)電化學(xué)電阻涂膏、電解質(zhì)和隔離器構(gòu)成了電池內(nèi)阻中的電化學(xué)電阻部分.電池長時間的使用會造成活性物質(zhì)減少或涂膏老化,使電池的電化學(xué)電阻不斷增加.在電池充放電時,由于電解液的比重變化,以及隔離器的成份或其表面的化學(xué)構(gòu)成的改變,也都會使電池的電化學(xué)電阻產(chǎn)生暫時的變化.隔離器蠕變、堵塞、短路或者硫化現(xiàn)象,是使電池電化學(xué)電阻異?;蛟黾拥脑?但是,VRLA電池電解液的干涸是其失效的首要原因.
3 蓄電池內(nèi)阻測試方法 3.1 交流法測電池內(nèi)阻交流阻抗法測VRLA電池內(nèi)阻,其交流信號頻率范圍為0.5Hz-10kHz.雖然電池阻抗模與頻率的對數(shù)之間沒有嚴(yán)格的線性關(guān)系,但在高頻區(qū)(1kHz-10kHz)變化較少,于是取此時的阻抗模作為電池內(nèi)阻.目前,電信部門使用的蓄電池電導(dǎo)測試儀,可以認(rèn)為是簡化了的電池交流阻抗測試儀.它將已知頻率(10Hz)和幅值(1V)的正弦交流電壓加在電池的兩極柱上,然后測量跟電壓相位相同的電流值,由此算出電池的電導(dǎo)(或內(nèi)阻).雖然從理論上說,加在純電阻負(fù)載上的正弦交流電壓和電流是同相位的,即用電導(dǎo)測試儀測得的電池電導(dǎo)是內(nèi)阻的倒數(shù).但實際測得的結(jié)果卻與交流電的頻率有關(guān),這是由于所用的交流電頻率較低,信號周期時間長達(dá)100ms,所測得的電阻值中既含有金屬電阻,又含有電化學(xué)電阻.因此,用電導(dǎo)儀測得的電池“電導(dǎo)”的含義不夠明確,它既包含了電池的金屬電阻的影響,又包含了電化學(xué)電阻的影響,其次,從所測得的電導(dǎo)值來看,小于2500Ah電池的內(nèi)阻值在mΩ級,測試過程中接觸電阻引入的誤差接近mΩ級,嚴(yán)重干擾了測試結(jié)果.
3.2 直流法測電池內(nèi)阻電池制造商通常利用簡單的歐姆定律來確定電池的內(nèi)阻.他們的一般作法是測量電池充/放電期間的端電壓變化值以及電流值.在電池中有階躍電流I流過時,電池端電壓就會發(fā)生變化,只要測出持續(xù)時間趨近于0時電池電壓的變化值△U,就可以算出電池的內(nèi)阻R內(nèi)=△U/I.試驗結(jié)果表明,當(dāng)電池以恒電流I放電時,測出其在500μs-1000μs內(nèi)電壓的變化△U,則由及內(nèi)=△U/I,即可算出電池的內(nèi)阻.用此法測得105Ah汽車電池單格的歐姆內(nèi)阻為600μΩ,200Ah的VRLA電池內(nèi)阻為500μΩ.Cellcorder的原理也是這樣的,但是它更快、更精確.其應(yīng)用現(xiàn)代微處理器和固態(tài)電路控制技術(shù),整個測試過程都是在微處理器的控制下完成,進(jìn)行精確定時和運算,它在正常的測試時段內(nèi)提供快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),并判斷讀數(shù)是否有效,然后對結(jié)果進(jìn)行存儲記錄.電池在負(fù)載接通時,其內(nèi)阻會造成瞬間電壓降.經(jīng)過3s-4s后,負(fù)載放電電流達(dá)到一個穩(wěn)定值,在關(guān)斷負(fù)載放電電流前的瞬間,測量此時的穩(wěn)定電流值I和電壓值U1.在負(fù)載電流關(guān)斷后,電池端電壓又會恢復(fù)升高.Cellcorder能讀取負(fù)載電流關(guān)斷前和關(guān)斷后瞬間的電池端電壓U1,U2,從而簡單地得出R內(nèi)=△U/I=(U2-U1)/I.
4 Cellcorder的特點及應(yīng)用] 負(fù)載放電瞬間測試是Cellcorder有別于目前市場上的其它蓄電池電導(dǎo)(內(nèi)阻)測試儀的關(guān)鍵特點,并能提供令用戶信服的數(shù)據(jù).Cellcorder的負(fù)載放電電流為20A-70A,放電時間很短,對于額定容量小于1000Ah的電池,只有3s-4s;而對于更大容量的電池來說,放電時間也只接近10s.為了證實短時間大電流的影響和安全性,進(jìn)行了下面的試驗.在一根帶皮導(dǎo)線(AWG20#27英寸長)流過Cellcorder的測試電流(20A-70A)沒有造成損壞和明顯的發(fā)熱.在實際測試開始毫秒級的時間內(nèi),Cellcorder便能感應(yīng)到放電電流值.如果電池的內(nèi)阻很高,放電電流會很小,放電將被儀器立即中止.所以,負(fù)載放電測試,對于帶有腐蝕的內(nèi)部導(dǎo)體的電池來說,除了在內(nèi)部導(dǎo)體上造成特殊燒蝕外,不會產(chǎn)生更嚴(yán)重的損壞.經(jīng)過上萬次電池測試試驗,Cellcorder的負(fù)載放電測試不會造成電池開路.Cellcorder由于采用了直流技術(shù),因此它可以準(zhǔn)確的重復(fù)測量在線電池的內(nèi)阻,具有更高精度(分辨率1μΩ)和較高的重復(fù)精度(±5%).紋波電流、50/60Hz干擾電磁場、噪聲以及正常的浮充電流都不會對儀器讀數(shù)產(chǎn)生影響. Cellcorder是一臺非常有用的蓄電池多用測試儀,可以對在線浮充狀況、開路甚至部分放電情況下的電池進(jìn)行測試.它通過定期精確測量電池的電壓值、內(nèi)阻值,形成數(shù)據(jù)文件,應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,或與電池在100%容量時的內(nèi)阻值(基準(zhǔn)值)進(jìn)行比較,可以判斷和預(yù)測電池的性能.電池內(nèi)阻的變化為電池的老化提供了相關(guān)信息.電池的老化過程是取決于設(shè)計的材料和結(jié)構(gòu)退化的速度.比如正常的電池壽命,是指在溫度為25℃,以及在特殊的浮充條件和規(guī)定放電深度與頻率情況下的壽命.電池傳導(dǎo)路經(jīng)的緩慢腐蝕,極板上活性物質(zhì)的脫落,板柵的變形以及VRLA電池液的揮發(fā),所有這些自然過程都促使了電池壽命的終結(jié).內(nèi)阻的增加和容量的減小都是電池老化過程的標(biāo)識.一般,電池的實際容量低于80%時,電池性能會急速下降,建議更換該電池.在正常情況下電池的內(nèi)阻增加是很緩慢的,但是當(dāng)電池的壽命快結(jié)束時,內(nèi)阻會快速增大,報廢電池的內(nèi)阻值一般比電池內(nèi)阻基準(zhǔn)值高25%,有些甚至高出50%.電池測試專家們希望得到電池在100%和80%容量時內(nèi)阻數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)值,以確定電池所處的伏況.“基準(zhǔn)值”取得的最佳時機(jī)是在電池的安裝工作完成后,對電池組進(jìn)行驗收時,進(jìn)行容量測試并測定內(nèi)阻.此時的結(jié)果應(yīng)是非常一致的,這些數(shù)據(jù)要小心地保存起來做為基準(zhǔn)值或IEEE/ANSI P-1188中的“基準(zhǔn)”.以后測量到的內(nèi)阻數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較,然后再決定維護(hù)還是更換該電池.另一個獲取“基準(zhǔn)值”數(shù)據(jù)的方法,是在對同期同型號的電池測定完容量后,再取得同型號不同時期電池的數(shù)據(jù).然后,根據(jù)時間推移,積累出報廢或80%容量電池的相關(guān)數(shù)據(jù).
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@goodluck1468
蓄電池維護(hù)中的電池內(nèi)阻測試摘要:介紹閥控鉛酸(VRLA)蓄電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法.不同的測試方法和測試條件得到的蓄電池內(nèi)阻中包含的成分不同,數(shù)值各異.雖然電池的內(nèi)阻與電池的容量或壽命之間沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系,但是電池內(nèi)阻的變化趨勢,可以提供電池性能和壽命的相關(guān)信息.本文重點介紹了一種采用DC脈沖負(fù)載電流測試方法的測儀Cellcorder,其具有比AC測試方法更高的精度(分辨率)和重復(fù)精度(±5%).應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,可以判斷和預(yù)測電池的性能,作為電池容量測試的預(yù)估測試和替代方法.1前言閥控鉛酸蓄電池(VRLA)作為備用電源,已廣泛應(yīng)用于我國電信部門.由于這種電池是密封的,不象自由電解液固定型鉛酸電池那樣透明直觀,又無法測量電解液的密度,因而給維護(hù)工作帶來一定的困難.目前,進(jìn)口和國產(chǎn)的用于在線測量VRLA電池內(nèi)阻或電導(dǎo)測試儀已在一些部門得到應(yīng)用.然而在實踐中發(fā)現(xiàn),通過在線檢測VRLA電池內(nèi)阻(電導(dǎo)),來判斷電池的性能并不令人滿意.這些采用AC測試方法的測試儀,在測量電池內(nèi)阻(電導(dǎo))時離散性較大,重復(fù)精度較差.本文在分析電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法的基礎(chǔ)上,介紹了一種采用DC脈沖負(fù)載電流測試方法和測試儀器Cellcorder,其具有比AC測試方法更高的精度(分辨率)和較高的重復(fù)精度(±5%).應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,來判斷和預(yù)測電池的性能,作為電池容量測試的預(yù)估測試和替代方法.2電池模型與內(nèi)阻的組成 2.1傳統(tǒng)的電池模型1959年,有資料公開發(fā)表了電池的等效電路和典型數(shù)值.根據(jù)電池的內(nèi)部電路模型,能大致地理解電池內(nèi)部參數(shù)與它的傳導(dǎo)路徑和容量的關(guān)系.研究人員對電池進(jìn)行測試,測試頻率從直流到幾千赫茲,以試圖在這些參數(shù)與電池的容量之間建立起某種關(guān)系.但得到的結(jié)果常常是混淆的或相互矛盾的. 幾乎所有典型的蓄電池應(yīng)用中,電感對于電池的性能實際影響是非常小的,這是因為它的數(shù)值實在太小(僅有0.05到0.2微亨).而另一方面電池的電容又相當(dāng)?shù)拇?即可達(dá)到每100Ah容量1.7F.電池的這種特性對于充電器制造商來說是個好消息,他們可以利用電池的這個特性對充電器的輸出電壓進(jìn)行濾波.但是,沒有證據(jù)表明電容與電池容量之間具有某種關(guān)系. 2.2優(yōu)化的電池模型美國Albercorp公司集中力量對電池的內(nèi)阻進(jìn)行研究,建立了一個優(yōu)化的電池模型(見圖2).這個模型將電池的內(nèi)阻劃分為金屬電阻和電化學(xué)電阻,它們是不隨測試頻率的變化而變化的.實際上,在研究電池容量關(guān)系的過程中,為了獲得最佳的結(jié)果,研究人員使用了極低的頻率甚至直流.另一個關(guān)注電池內(nèi)阻的研究單位是享有很高聲譽(yù)的日本電話電報公司(NTT).他們的研究和現(xiàn)場使用人員得出的重要結(jié)論是:導(dǎo)致鉛酸電池性能的老化的原因是內(nèi)阻的增加.他們用持續(xù)時間為500μs的脈沖直流電流來測量電池的內(nèi)阻.根據(jù)測試結(jié)果,他們認(rèn)為用測量電池內(nèi)阻的方法可估算出±10%范圍內(nèi)的電池容量退化.內(nèi)阻增加對電池容量有負(fù)面影響,電池內(nèi)部的功率消耗應(yīng)為I2×R內(nèi),由于這部分的能量沒有得以真正利用,從而造成實際容量的減少.但是在放電過程中,電池容量的減少,與電池內(nèi)部金屬電阻或電化學(xué)電阻變化的依賴關(guān)系是不同的. (1)金屬電阻電池的內(nèi)部傳導(dǎo)路徑一直困擾著電池測試專家.這是因為電池性能退化現(xiàn)象發(fā)生得特別快,可能在每年一次的容量測試的間隔中出現(xiàn).失效電池的反常內(nèi)阻說明了電池的極柱、內(nèi)部的匯流排及板柵已成為化學(xué)腐蝕、不良焊接或燒(灼)傷的犧牲品.這時會看到浸入電解液中銅墊接觸表面已被腐蝕或鉛質(zhì)極柱脫落的現(xiàn)象. (2)電化學(xué)電阻涂膏、電解質(zhì)和隔離器構(gòu)成了電池內(nèi)阻中的電化學(xué)電阻部分.電池長時間的使用會造成活性物質(zhì)減少或涂膏老化,使電池的電化學(xué)電阻不斷增加.在電池充放電時,由于電解液的比重變化,以及隔離器的成份或其表面的化學(xué)構(gòu)成的改變,也都會使電池的電化學(xué)電阻產(chǎn)生暫時的變化.隔離器蠕變、堵塞、短路或者硫化現(xiàn)象,是使電池電化學(xué)電阻異?;蛟黾拥脑?但是,VRLA電池電解液的干涸是其失效的首要原因.3蓄電池內(nèi)阻測試方法 3.1交流法測電池內(nèi)阻交流阻抗法測VRLA電池內(nèi)阻,其交流信號頻率范圍為0.5Hz-10kHz.雖然電池阻抗模與頻率的對數(shù)之間沒有嚴(yán)格的線性關(guān)系,但在高頻區(qū)(1kHz-10kHz)變化較少,于是取此時的阻抗模作為電池內(nèi)阻.目前,電信部門使用的蓄電池電導(dǎo)測試儀,可以認(rèn)為是簡化了的電池交流阻抗測試儀.它將已知頻率(10Hz)和幅值(1V)的正弦交流電壓加在電池的兩極柱上,然后測量跟電壓相位相同的電流值,由此算出電池的電導(dǎo)(或內(nèi)阻).雖然從理論上說,加在純電阻負(fù)載上的正弦交流電壓和電流是同相位的,即用電導(dǎo)測試儀測得的電池電導(dǎo)是內(nèi)阻的倒數(shù).但實際測得的結(jié)果卻與交流電的頻率有關(guān),這是由于所用的交流電頻率較低,信號周期時間長達(dá)100ms,所測得的電阻值中既含有金屬電阻,又含有電化學(xué)電阻.因此,用電導(dǎo)儀測得的電池“電導(dǎo)”的含義不夠明確,它既包含了電池的金屬電阻的影響,又包含了電化學(xué)電阻的影響,其次,從所測得的電導(dǎo)值來看,小于2500Ah電池的內(nèi)阻值在mΩ級,測試過程中接觸電阻引入的誤差接近mΩ級,嚴(yán)重干擾了測試結(jié)果.3.2直流法測電池內(nèi)阻電池制造商通常利用簡單的歐姆定律來確定電池的內(nèi)阻.他們的一般作法是測量電池充/放電期間的端電壓變化值以及電流值.在電池中有階躍電流I流過時,電池端電壓就會發(fā)生變化,只要測出持續(xù)時間趨近于0時電池電壓的變化值△U,就可以算出電池的內(nèi)阻R內(nèi)=△U/I.試驗結(jié)果表明,當(dāng)電池以恒電流I放電時,測出其在500μs-1000μs內(nèi)電壓的變化△U,則由及內(nèi)=△U/I,即可算出電池的內(nèi)阻.用此法測得105Ah汽車電池單格的歐姆內(nèi)阻為600μΩ,200Ah的VRLA電池內(nèi)阻為500μΩ.Cellcorder的原理也是這樣的,但是它更快、更精確.其應(yīng)用現(xiàn)代微處理器和固態(tài)電路控制技術(shù),整個測試過程都是在微處理器的控制下完成,進(jìn)行精確定時和運算,它在正常的測試時段內(nèi)提供快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),并判斷讀數(shù)是否有效,然后對結(jié)果進(jìn)行存儲記錄.電池在負(fù)載接通時,其內(nèi)阻會造成瞬間電壓降.經(jīng)過3s-4s后,負(fù)載放電電流達(dá)到一個穩(wěn)定值,在關(guān)斷負(fù)載放電電流前的瞬間,測量此時的穩(wěn)定電流值I和電壓值U1.在負(fù)載電流關(guān)斷后,電池端電壓又會恢復(fù)升高.Cellcorder能讀取負(fù)載電流關(guān)斷前和關(guān)斷后瞬間的電池端電壓U1,U2,從而簡單地得出R內(nèi)=△U/I=(U2-U1)/I.4Cellcorder的特點及應(yīng)用] 負(fù)載放電瞬間測試是Cellcorder有別于目前市場上的其它蓄電池電導(dǎo)(內(nèi)阻)測試儀的關(guān)鍵特點,并能提供令用戶信服的數(shù)據(jù).Cellcorder的負(fù)載放電電流為20A-70A,放電時間很短,對于額定容量小于1000Ah的電池,只有3s-4s;而對于更大容量的電池來說,放電時間也只接近10s.為了證實短時間大電流的影響和安全性,進(jìn)行了下面的試驗.在一根帶皮導(dǎo)線(AWG20#27英寸長)流過Cellcorder的測試電流(20A-70A)沒有造成損壞和明顯的發(fā)熱.在實際測試開始毫秒級的時間內(nèi),Cellcorder便能感應(yīng)到放電電流值.如果電池的內(nèi)阻很高,放電電流會很小,放電將被儀器立即中止.所以,負(fù)載放電測試,對于帶有腐蝕的內(nèi)部導(dǎo)體的電池來說,除了在內(nèi)部導(dǎo)體上造成特殊燒蝕外,不會產(chǎn)生更嚴(yán)重的損壞.經(jīng)過上萬次電池測試試驗,Cellcorder的負(fù)載放電測試不會造成電池開路.Cellcorder由于采用了直流技術(shù),因此它可以準(zhǔn)確的重復(fù)測量在線電池的內(nèi)阻,具有更高精度(分辨率1μΩ)和較高的重復(fù)精度(±5%).紋波電流、50/60Hz干擾電磁場、噪聲以及正常的浮充電流都不會對儀器讀數(shù)產(chǎn)生影響. Cellcorder是一臺非常有用的蓄電池多用測試儀,可以對在線浮充狀況、開路甚至部分放電情況下的電池進(jìn)行測試.它通過定期精確測量電池的電壓值、內(nèi)阻值,形成數(shù)據(jù)文件,應(yīng)用其電池內(nèi)阻變化趨勢分析軟件,對定期測量的電池內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢分析,或與電池在100%容量時的內(nèi)阻值(基準(zhǔn)值)進(jìn)行比較,可以判斷和預(yù)測電池的性能.電池內(nèi)阻的變化為電池的老化提供了相關(guān)信息.電池的老化過程是取決于設(shè)計的材料和結(jié)構(gòu)退化的速度.比如正常的電池壽命,是指在溫度為25℃,以及在特殊的浮充條件和規(guī)定放電深度與頻率情況下的壽命.電池傳導(dǎo)路經(jīng)的緩慢腐蝕,極板上活性物質(zhì)的脫落,板柵的變形以及VRLA電池液的揮發(fā),所有這些自然過程都促使了電池壽命的終結(jié).內(nèi)阻的增加和容量的減小都是電池老化過程的標(biāo)識.一般,電池的實際容量低于80%時,電池性能會急速下降,建議更換該電池.在正常情況下電池的內(nèi)阻增加是很緩慢的,但是當(dāng)電池的壽命快結(jié)束時,內(nèi)阻會快速增大,報廢電池的內(nèi)阻值一般比電池內(nèi)阻基準(zhǔn)值高25%,有些甚至高出50%.電池測試專家們希望得到電池在100%和80%容量時內(nèi)阻數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)值,以確定電池所處的伏況.“基準(zhǔn)值”取得的最佳時機(jī)是在電池的安裝工作完成后,對電池組進(jìn)行驗收時,進(jìn)行容量測試并測定內(nèi)阻.此時的結(jié)果應(yīng)是非常一致的,這些數(shù)據(jù)要小心地保存起來做為基準(zhǔn)值或IEEE/ANSIP-1188中的“基準(zhǔn)”.以后測量到的內(nèi)阻數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較,然后再決定維護(hù)還是更換該電池.另一個獲取“基準(zhǔn)值”數(shù)據(jù)的方法,是在對同期同型號的電池測定完容量后,再取得同型號不同時期電池的數(shù)據(jù).然后,根據(jù)時間推移,積累出報廢或80%容量電池的相關(guān)數(shù)據(jù).
21IC上的一些圖紙
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1065946012.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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@goodluck1468
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呵呵
不好意思,你上面的這第一個圖就是我在21IC上貼的,第一個樣本的電路圖
后來只是做了一些小改動
總的是產(chǎn)生1k的交流橫流源,對被測無進(jìn)行測試
從實驗結(jié)果看,測量無原材料的準(zhǔn)確性更高可以達(dá)到0.1毫歐
測量有源體的話,精度只能達(dá)到0.2~0.3之間
范圍從1~1000毫歐之間.
就是熱穩(wěn)定性不是很好
如果環(huán)境溫度跑到60度的話,測量值會往上飄
由于后來工作較忙,沒有繼續(xù)完善,
不知你有何建議?
不好意思,你上面的這第一個圖就是我在21IC上貼的,第一個樣本的電路圖
后來只是做了一些小改動
總的是產(chǎn)生1k的交流橫流源,對被測無進(jìn)行測試
從實驗結(jié)果看,測量無原材料的準(zhǔn)確性更高可以達(dá)到0.1毫歐
測量有源體的話,精度只能達(dá)到0.2~0.3之間
范圍從1~1000毫歐之間.
就是熱穩(wěn)定性不是很好
如果環(huán)境溫度跑到60度的話,測量值會往上飄
由于后來工作較忙,沒有繼續(xù)完善,
不知你有何建議?
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@goodluck1468
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你說的內(nèi)阻儀器多少錢呀?
我地址是E_mail;cheyongc@163.com
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