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閱讀本手冊。

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景2. 主機部件

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

可對蓄電池電壓、內(nèi)阻、容量進行測試；

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行自動切換；

可對蓄電池進行容量測算；

測試數(shù)據(jù)同步存儲；

對判別結果進行聲音提示；

電池充電狀態(tài)指示；

本機電池電壓實時顯示；

無操作自動待機；

測試數(shù)據(jù)記錄存儲；

通過u盤和分析軟件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

蓄電池內(nèi)阻試驗裝置知識背景4. 技術指標

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鍵指標。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、結構、狀況、溫度和充電狀態(tài)。

對于一個充滿電的電池，當電池放電時，其內(nèi)阻逐步緩慢增大；當電池放電達到一定程度后，內(nèi)阻的變化量才急速增大；當電池放完電后，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方法有關。電池的整體狀況（例如機械裝置失效）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完全拘泥于電池內(nèi)阻的值，還應參考電池內(nèi)阻的變化趨勢。當電池內(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，當電池內(nèi)阻變化到初始內(nèi)阻的2倍后，電池結構容量就不足80%。

本內(nèi)阻儀的采用瞬間放電法對電池進行內(nèi)阻測量。對蓄電池的實際工作情況進行分析研究可以發(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；電化學電阻，包括電化學反應電阻和粒子濃差極化電阻。關于容抗部分，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，通過負載接通時的瞬間電壓降和斷開負載時的瞬間電壓恢復可以推導出相應的內(nèi)阻。

在瞬間直流情況下，蓄電池的等效模型可以認為是一個電壓源和內(nèi)阻串聯(lián) (戴維南等效模型 )所構成，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載的瞬間，電池電壓跌落值，另外一個就是斷開負載的瞬間，電池電壓的恢復值。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，導致較大的誤差，所以這里統(tǒng)一采用電壓的恢復值，而此時電流也基本上達到了穩(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)的技術和維護人員一種誤解，似乎這種電池既耐用又完全不需要維護，許多用戶從裝上電池后就基本沒有進行過維護和管理，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備部分的維護和管理，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準進行充放電，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**運行。