蓄電池內阻試驗裝置測試原理第1章 簡介

1. 說明

本手(shou)冊為WBXC-1000蓄電池內阻(zu)測試儀的使用(yong)指(zhi)南，請在操(cao)作(zuo)使用(yong)測試儀前仔細(xi)閱讀本手冊。

蓄電池內阻試驗裝置測試原理2. 主機部件

2. 1  USB接口：用來通過U盤(pan)上(shang)傳測試(shi)數據和下(xia)載(zai)參數；

2. 2  測試(shi)接口：連接測試(shi)夾(jia)具；

2. 3  充電接(jie)(jie)口：連接(jie)(jie)充電器；

2. 4  LCD：320*240彩(cai)色TFT液晶屏(ping)；

2. 5  鍵(jian)盤：共7個按鍵。定義如表一。

蓄電池內阻試驗裝置測試原理3. 主要功(gong)能特點(dian)

可對蓄電池電壓、內阻、容量(liang)進行測試；

可以作為電壓(ya)表使用,測試電(dian)池(chi)電(dian)壓；

可對不同電壓等級的蓄電池進行自動切換；

可對蓄(xu)電池進行(xing)容量測(ce)算；

測試數據同步存儲；

對判別結果進行(xing)聲音提示；

電(dian)池充電(dian)狀態指示；

本(ben)機電池電壓實時(shi)顯示；

無操(cao)作自動待機；

測試數(shu)據記錄存儲(chu)；

通過u盤和分析軟(ruan)件系統進行數據交換。

蓄電池內阻試驗裝置測試原理4. 技術指標

蓄電池內阻試驗裝置測試原理第2章 內(nei)阻測試說(shuo)明  

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池內(nei)部阻(zu)抗，也稱為內(nei)阻(zu)，是一項影響電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池性(xing)能的關(guan)鍵指標。測試電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池內(nei)阻(zu)以判(pan)斷電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能力已經是業內(nei)的共識(shi)。影響電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池內(nei)阻(zu)的因素有：電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池尺(chi)寸、工作時間、結(jie)構(gou)、狀況(kuang)、溫(wen)度和(he)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)狀態(tai)。

對于一(yi)個充滿電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)池(chi)，當電(dian)(dian)池(chi)放電(dian)(dian)時，其內阻逐(zhu)步緩慢增大(da)；當電(dian)(dian)池(chi)放電(dian)(dian)達到一(yi)定(ding)程(cheng)度后，內阻的(de)變化量才急速(su)增大(da)；當電(dian)(dian)池(chi)放完電(dian)(dian)后，其電(dian)(dian)阻比(bi)完全充電(dian)(dian)狀態時大(da)2~5倍。

電池溫度也影響內阻的測量，但只在(zai)冰(bing)點以(yi)下才(cai)比較明(ming)顯。在(zai)32℉以下，溫度對內阻的影響很大(da)，在-20℉時的(de)內阻是原來的(de)兩倍。這就是為(wei)何(he)在冬季電池的(de)能(neng)量要小很多。

電(dian)(dian)池的(de)(de)使(shi)用時間也會影(ying)(ying)響其內(nei)阻(zu)。電(dian)(dian)池使(shi)用時間越長，隨著鹽化(hua)增加內(nei)阻(zu)越大。內(nei)阻(zu)增加的(de)(de)多少與(yu)電(dian)(dian)池的(de)(de)使(shi)用和維護(hu)方法有關。電(dian)(dian)池的(de)(de)整體狀(zhuang)況（例如機械裝置失(shi)效(xiao)）也會影(ying)(ying)響電(dian)(dian)池的(de)(de)內(nei)阻(zu)。某些失(shi)效(xiao)模式會使(shi)電(dian)(dian)池內(nei)阻(zu)增加。

由于不(bu)同廠家在生產電(dian)池(chi)(chi)時，工藝、配方的不(bu)同，造成同樣容量(liang)的電(dian)池(chi)(chi)內阻(zu)(zu)(zu)有所差異(yi)，對電(dian)池(chi)(chi)好壞(huai)的判斷不(bu)應(ying)完全拘泥于電(dian)池(chi)(chi)內阻(zu)(zu)(zu)的值，還(huan)應(ying)參考電(dian)池(chi)(chi)內阻(zu)(zu)(zu)的變化趨勢(shi)。當電(dian)池(chi)(chi)內阻(zu)(zu)(zu)超(chao)過初始內阻(zu)(zu)(zu)的1.25倍時(shi)，電(dian)池就已經不能通(tong)過測試(shi)，當(dang)電(dian)池內(nei)阻(zu)變化到初始內(nei)阻(zu)的2倍后(hou)，電池(chi)結構容(rong)量就不足(zu)80%。

本(ben)內阻儀的采(cai)用(yong)瞬(shun)間放電(dian)法(fa)對電(dian)池(chi)進(jin)行內阻測量。對蓄電(dian)池(chi)的實際(ji)工作(zuo)情況進(jin)行分(fen)析(xi)研究可以發現(xian)，蓄電(dian)池(chi)的端(duan)口(kou)對外電(dian)路(lu)呈(cheng)現(xian)阻抗特性。在實際(ji)的使用(yong)中，蓄電(dian)池(chi)的電(dian)極(ji)，連接線等構成的電(dian)感(gan)(gan)，由于使用(yong)頻率(lv)低，引線短，電(dian)感(gan)(gan)很微弱，一般在分(fen)析(xi)和研究中不予考慮。

一般我們都將(jiang)(jiang)蓄電(dian)(dian)池(chi)的電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)分為金屬電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)，也即(ji)是歐姆電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)；電(dian)(dian)化(hua)(hua)學電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)，包括電(dian)(dian)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)和粒(li)子濃差極化(hua)(hua)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)。關于容抗(kang)部(bu)分，法(fa)拉第(di)電(dian)(dian)容因為其(qi)(qi)恒壓特性，可(ke)以(yi)將(jiang)(jiang)其(qi)(qi)等效(xiao)為一個(ge)電(dian)(dian)壓源。另外，將(jiang)(jiang)其(qi)(qi)他容抗(kang)都等效(xiao)變化(hua)(hua)為多個(ge)電(dian)(dian)容并聯形(xing)式，則電(dian)(dian)池(chi)的等效(xiao)模型可(ke)以(yi)簡化(hua)(hua)如圖1所示。

Rm為金屬電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)，這部(bu)分(fen)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)只是(shi)隨著(zhu)金屬的(de)(de)腐蝕、蠕變(bian)(bian)、硫化等因素而緩慢地變(bian)(bian)化著(zhu)。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)Re則是(shi)隨著(zhu)容量的(de)(de)狀(zhuang)態而時(shi)刻發生著(zhu)變(bian)(bian)化的(de)(de)，但是(shi)這部(bu)分(fen)的(de)(de)變(bian)(bian)化又為并聯(lian)著(zhu)的(de)(de)電(dian)(dian)容的(de)(de)容抗變(bian)(bian)化所掩蓋著(zhu)。在交流(liu)情況(kuang)下(xia)，由(you)于電(dian)(dian)容 C 比較大，大部(bu)分(fen)電(dian)(dian)流(liu)流(liu)經(jing)電(dian)(dian)容，而 Re上分(fen)流(liu)較少，此時(shi)檢(jian)測到的(de)(de)實際上是(shi)由(you)Rm和C串(chuan)聯(lian)的(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)抗，而 Re被忽略了(le)。為了(le)避(bi)開(kai)C的(de)(de)分(fen)流(liu)，直接由(you)電(dian)(dian)池產生一個(ge)瞬時(shi)的(de)(de)大放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)，然后測出電(dian)(dian)池極柱上電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)瞬間(jian)變(bian)(bian)化，如(ru)圖2所示，通(tong)過負(fu)載接通(tong)時(shi)的(de)(de)瞬間(jian)電(dian)(dian)壓(ya)降和斷(duan)開(kai)負(fu)載時(shi)的(de)(de)瞬間(jian)電(dian)(dian)壓(ya)恢復可以(yi)推(tui)導出相應的(de)(de)內阻(zu)(zu)(zu)。

在瞬間(jian)直(zhi)流情況下，蓄(xu)電(dian)池(chi)的等效模型可以認(ren)為(wei)是一個電(dian)壓源和內(nei)阻串聯 (戴維(wei)南等效模型 )所(suo)構成，如(ru)圖3所(suo)示。

ΔU=RinternalI從而有Rinternal=ΔU/I

從理論上(shang)說(shuo)，在這里ΔU 有兩個，一(yi)個是給(gei)試驗電(dian)(dian)路(lu)加上(shang)負(fu)載的(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)，電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓(ya)跌落值(zhi)，另外一(yi)個就是斷開負(fu)載的(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)，電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)恢復(fu)值(zhi)。但是，由于實(shi)驗過程中，在合閘瞬(shun)間(jian)，電(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)流(liu)都(dou)容易引入很大(da)的(de)(de)(de)沖擊，導致較大(da)的(de)(de)(de)誤差(cha)，所(suo)以這里統一(yi)采用電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)恢復(fu)值(zhi)，而此時電(dian)(dian)流(liu)也基本上(shang)達到了穩態。

本內阻(zu)儀可以測(ce)量(liang)電壓、內阻(zu)，估(gu)算出電池剩余容量(liang)。

測試原理

通過大量的試驗得出:蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)值隨蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)容量的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)而升高(gao)，也(ye)就是(shi)說，當蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)不斷的(de)(de)(de)(de)老(lao)化，容量在不斷的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)時，蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)會不斷加大。通(tong)過這個試(shi)驗結果，可以得出，通(tong)過對比(bi)整組蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)值或跟蹤(zong)(zong)單體(ti)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)變化程度(du)，可以找出整組中落后的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，通(tong)過跟蹤(zong)(zong)單體(ti)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)變化程度(du)，可以了解蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)老(lao)化程度(du)，達到維(wei)護蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。

對于VRLA蓄電池來說，如果內部電阻比基準值(平均值)增加20%以上，蓄電池性能則會下降到一個級低的水平。這個值也是IEEE STD建議立即采取糾正措施(放電試驗或更換)的標準。IBEX1000則根據這個建議基準將報警值設定為20%。

相應的，VRLA蓄電池容量下降到80%以下時，蓄電池的老化程度就像在圖形中的△T一樣，該(gai)時間是(shi)無法(fa)預測(ce)的(de)(de)，同時容量衰(shuai)減的(de)(de)速度會越(yue)(yue)來越(yue)(yue)塊，而(er)內阻值的(de)(de)增加也會越(yue)(yue)來越(yue)(yue)快。因此我們建議，及時更換(huan)蓄電池，以提高(gao)貴公司蓄電池系統的(de)(de)可靠性(xing)。

至今為止，實際應用的判別蓄電池健康狀態的方法只用IEEE推薦的標準，因此我們建議，當蓄電池的內阻值增加20%以上，應考慮對(dui)此(ci)單(dan)元電(dian)池采取糾正或更(geng)換措施(shi)。