蓄電(dian)池內(nei)阻(zu)試(shi)驗裝置知識背景第(di)1章 簡介(jie)

1. 說明

本手冊為WBXC-1000蓄電池內(nei)阻測試儀的使用指南，請(qing)在操作(zuo)使用測試儀前仔細閱讀本手冊(ce)。

蓄電池內阻試驗裝置知識(shi)背景(jing)2. 主機部件

2. 1  USB接口(kou)：用來(lai)通(tong)過U盤上傳測試數據和下(xia)載參數；

2. 2  測試(shi)接口：連接測試(shi)夾具；

2. 3  充(chong)電(dian)接口：連接充(chong)電(dian)器(qi)；

2. 4  LCD：320*240彩(cai)色TFT液晶屏；

2. 5  鍵盤：共7個按鍵(jian)。定義如(ru)表(biao)一。

蓄電池(chi)內阻試驗裝置知識背景3. 主要(yao)功能(neng)特點

可對蓄電(dian)池電(dian)壓、內阻、容量(liang)進行(xing)測試(shi)；

可以(yi)作為(wei)電壓表(biao)使(shi)用,測(ce)試電池電壓(ya)；

可對不同電壓等級(ji)的蓄(xu)電池進行自動切換；

可對蓄(xu)電池(chi)進(jin)行容(rong)量測算；

測試數據同(tong)步存儲(chu)；

對判別結果進行(xing)聲音提示；

電(dian)池(chi)充電(dian)狀態指示；

本機電池電壓實時(shi)顯示；

無操(cao)作自動待機；

測試(shi)數據記(ji)錄存儲；

通過u盤(pan)和分析軟件系統(tong)進行數據交換。

蓄電池(chi)內阻試驗裝置(zhi)知識背景(jing)4. 技術指標

蓄電池內阻(zu)試(shi)驗裝置知識背景(jing)第2章 內阻測試說(shuo)明  

電池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)部阻(zu)抗，也稱(cheng)為內(nei)(nei)阻(zu)，是(shi)一項影響電池(chi)(chi)(chi)性(xing)能的關鍵指標(biao)。測(ce)試電池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)阻(zu)以判(pan)斷電池(chi)(chi)(chi)供(gong)電能力已經(jing)是(shi)業內(nei)(nei)的共識。影響電池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)阻(zu)的因(yin)素有：電池(chi)(chi)(chi)尺(chi)寸、工作時間、結構、狀(zhuang)況、溫度(du)和充電狀(zhuang)態。

對于一(yi)個充滿電(dian)的電(dian)池(chi)(chi)，當(dang)電(dian)池(chi)(chi)放(fang)電(dian)時，其(qi)內阻逐(zhu)步緩慢(man)增大；當(dang)電(dian)池(chi)(chi)放(fang)電(dian)達到一(yi)定程度后(hou)，內阻的變化量(liang)才急速增大；當(dang)電(dian)池(chi)(chi)放(fang)完電(dian)后(hou)，其(qi)電(dian)阻比完全(quan)充電(dian)狀態時大2~5倍。

電池溫(wen)度(du)也影響內阻的(de)測量，但(dan)只(zhi)在(zai)冰點以(yi)下才比較明(ming)顯。在(zai)32℉以下，溫度對內阻(zu)的影響很(hen)大，在-20℉時的(de)內阻(zu)是(shi)原(yuan)來的(de)兩倍。這就(jiu)是(shi)為何在冬季電(dian)池的(de)能量要(yao)小很多(duo)。

電池的(de)(de)使(shi)(shi)用時(shi)間也會影(ying)響其內(nei)阻(zu)(zu)。電池使(shi)(shi)用時(shi)間越長，隨(sui)著鹽化(hua)增(zeng)加(jia)內(nei)阻(zu)(zu)越大(da)。內(nei)阻(zu)(zu)增(zeng)加(jia)的(de)(de)多少與電池的(de)(de)使(shi)(shi)用和(he)維(wei)護(hu)方法有關。電池的(de)(de)整體狀況（例(li)如機械(xie)裝置失(shi)效(xiao)(xiao)）也會影(ying)響電池的(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)。某些失(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式會使(shi)(shi)電池內(nei)阻(zu)(zu)增(zeng)加(jia)。

由于(yu)不同(tong)廠家在生產電(dian)(dian)池(chi)時，工藝、配(pei)方的(de)不同(tong)，造成同(tong)樣容(rong)量的(de)電(dian)(dian)池(chi)內阻有所差異(yi)，對電(dian)(dian)池(chi)好壞的(de)判斷不應完全(quan)拘泥于(yu)電(dian)(dian)池(chi)內阻的(de)值，還應參考(kao)電(dian)(dian)池(chi)內阻的(de)變化(hua)趨(qu)勢。當電(dian)(dian)池(chi)內阻超過(guo)初始內阻的(de)1.25倍(bei)時，電(dian)池就已經不能通過測試，當(dang)電(dian)池內阻(zu)變(bian)化到初始內阻(zu)的2倍后，電池(chi)結(jie)構容量就不足80%。

本內阻儀的采(cai)用(yong)瞬間放電(dian)(dian)法對電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)進(jin)行內阻測量。對蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的實際工作情(qing)況進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)研究可以發現，蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的端(duan)口對外電(dian)(dian)路呈現阻抗特性。在(zai)(zai)實際的使(shi)用(yong)中，蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的電(dian)(dian)極(ji)，連接(jie)線等(deng)構成的電(dian)(dian)感，由于使(shi)用(yong)頻(pin)率低(di)，引(yin)線短，電(dian)(dian)感很微弱，一般(ban)在(zai)(zai)分(fen)(fen)析(xi)和(he)研究中不予考慮。

一般我們都將蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)分(fen)為金屬電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)，也即是歐姆電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)；電(dian)(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)，包括電(dian)(dian)(dian)(dian)化學反應電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)和粒子濃差極化電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)。關于容(rong)(rong)抗部分(fen)，法拉第電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)因為其(qi)恒(heng)壓(ya)特性(xing)，可(ke)以將其(qi)等效為一個電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)源。另外，將其(qi)他容(rong)(rong)抗都等效變化為多個電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)并聯(lian)形式，則電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的等效模型可(ke)以簡(jian)化如圖1所示。

Rm為金屬電(dian)(dian)阻，這部(bu)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻只是隨著(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)金屬的(de)(de)(de)(de)腐蝕、蠕變、硫化(hua)等因素而(er)(er)緩慢(man)地變化(hua)著(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)。電(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)阻Re則是隨著(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)容量的(de)(de)(de)(de)狀態而(er)(er)時(shi)刻發生著(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)變化(hua)的(de)(de)(de)(de)，但是這部(bu)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)又為并聯著(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容的(de)(de)(de)(de)容抗變化(hua)所掩蓋(gai)著(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)。在交流情況(kuang)下，由(you)于電(dian)(dian)容 C 比較大，大部(bu)分(fen)(fen)(fen)電(dian)(dian)流流經電(dian)(dian)容，而(er)(er) Re上(shang)分(fen)(fen)(fen)流較少(shao)，此時(shi)檢測(ce)到的(de)(de)(de)(de)實際上(shang)是由(you)Rm和C串聯的(de)(de)(de)(de)阻抗，而(er)(er) Re被(bei)忽略了。為了避開C的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)流，直接(jie)由(you)電(dian)(dian)池產生一個瞬(shun)時(shi)的(de)(de)(de)(de)大放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流，然(ran)后測(ce)出電(dian)(dian)池極柱上(shang)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間變化(hua)，如圖2所示，通過負載接(jie)通時(shi)的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間電(dian)(dian)壓降和斷開負載時(shi)的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間電(dian)(dian)壓恢復可(ke)以推導出相應的(de)(de)(de)(de)內阻。

在(zai)瞬間直流情況下，蓄電池的等效(xiao)模型可(ke)以認為(wei)是一個電壓源和內阻串聯 (戴(dai)維南等效(xiao)模型 )所(suo)構成，如圖3所(suo)示(shi)。

ΔU=RinternalI從而有Rinternal=ΔU/I

從理論上說，在(zai)這里ΔU 有兩個，一個是給試(shi)驗(yan)電(dian)(dian)路加(jia)上負(fu)載(zai)的(de)瞬(shun)間(jian)(jian)，電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓(ya)跌(die)落值(zhi)，另外一個就是斷開負(fu)載(zai)的(de)瞬(shun)間(jian)(jian)，電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓(ya)的(de)恢(hui)復(fu)(fu)值(zhi)。但是，由于實(shi)驗(yan)過程中，在合(he)閘瞬(shun)間(jian)(jian)，電(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)流都容易引入很大的(de)沖擊，導致較大的(de)誤(wu)差，所以這里統一采(cai)用電(dian)(dian)壓(ya)的(de)恢(hui)復(fu)(fu)值(zhi)，而此(ci)時電(dian)(dian)流也(ye)基本上達到了穩態(tai)。

本(ben)內阻儀可以測量(liang)電壓、內阻，估(gu)算(suan)出電池剩(sheng)余(yu)容量(liang)。

知識背景

過(guo)去，開(kai)口式維護(hu)起來(lai)比較麻煩(fan)，因為(wei)蓄電池在使(shi)用的(de)時候要(yao)(yao)分解(jie)(jie)電解(jie)(jie)液(ye)中的(de)水，所以要(yao)(yao)定期檢測電解(jie)(jie)液(ye)的(de)比重，蓄電池的(de)電壓(ya)等參數，消耗的(de)電解(jie)(jie)液(ye)，要(yao)(yao)定期加水來(lai)補充。

而后又有密封式的蓄電(dian)池出現，主要(yao)以(yi)閥控式鉛酸蓄電(dian)池(VRLA)為主，由于不需加水，所以(yi)閥控式(shi)鉛酸蓄電池(chi)(VRLA)從一開始便被稱為(wei)免(mian)維護(hu)電池(chi)，而生產(chan)廠家又承諾(nuo)該電池(chi)的使用壽命為(wei)10 ~ 20年(nian)(*少(shao)為(wei)8年)，這樣就(jiu)給國內(nei)的技(ji)術和維(wei)護(hu)人員一種誤解，似乎這種電池既耐(nai)用又完全不需要維(wei)護(hu)，許多用戶從裝上電池后就(jiu)基本沒有進行(xing)過維(wei)護(hu)和管理，因而(er)在90年(nian)代(dai)初國內使(shi)用的VRLA電(dian)(dian)池(chi)出現了很多以前(qian)未(wei)遇到(dao)的新問題，例如，電(dian)(dian)池(chi)殼變形、電(dian)(dian)解液滲漏、容(rong)量不足(zu)、電(dian)(dian)池(chi)端電(dian)(dian)壓(ya)不均勻(yun)等。這些現象不單在(zai)國(guo)內(nei)，就(jiu)是在(zai)比我(wo)國(guo)早采用VRLA電池的(de)國(guo)外也同樣存在。

在(zai)VRLA電(dian)池(chi)中由(you)于電(dian)解液比重(zhong)更大(da)而且浮充電(dian)流更大(da)，因而電(dian)極腐蝕更為迅速(su)。電(dian)極腐蝕也會消耗氧氣從而使電(dian)池(chi)變(bian)干(gan)，這(zhe)是VRLA電(dian)池特有的故障這些都會引起電(dian)解液滲漏。VRLA電池的故障(zhang)有些(xie)是氣體調節閥出(chu)現(xian)故障(zhang)引起的，VRLA電(dian)池(chi)的(de)(de)冷卻比開口式電(dian)池(chi)更(geng)為重要(yao)，如果不充分的(de)(de)話，熱失(shi)控可(ke)能會引起電(dian)池(chi)熔(rong)毀或爆(bao)炸(zha)。VRLA電池內部接線柱、同極的(de)連接片以(yi)及電極接頭的(de)腐蝕而斷裂的(de)現象也比開口式電池更(geng)常發生(sheng)。這些故(gu)障都導致(zhi)容量(liang)損(sun)失。這使使用單位(wei)不易(yi)掌握VRLA電池的耐久(jiu)性和失效問題。

使用單位(wei)和(he)管理單位(wei)，往往只重(zhong)視(shi)(shi)備(bei)用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源的設備(bei)部分的維(wei)護和(he)管理，而(er)忽視(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組(zu)的重(zhong)大作用，殊不(bu)知(zhi)斷電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的危險很大程(cheng)度上(shang)就(jiu)潛(qian)伏在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組(zu)。整(zheng)組(zu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的特性是，如電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組(zu)內有(you)一(yi)個(ge)或幾(ji)個(ge)內阻變大的老(lao)化電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，其容量(liang)(liang)(liang)必然(ran)變小，充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器給(gei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組(zu)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時，老(lao)化電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)因容量(liang)(liang)(liang)小，將(jiang)很快(kuai)充(chong)(chong)(chong)(chong)滿(man)。充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器會誤(wu)以為(wei)整(zheng)組(zu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)已(yi)充(chong)(chong)(chong)(chong)滿(man)而(er)轉為(wei)浮充(chong)(chong)(chong)(chong)狀態，以恒定電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓和(he)小電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)給(gei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組(zu)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。其余(yu)狀態良好的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)不(bu)可能充(chong)(chong)(chong)(chong)滿(man)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)組(zu)將(jiang)以老(lao)化電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的容量(liang)(liang)(liang)為(wei)標準進行充(chong)(chong)(chong)(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，經多次(ci)浮充(chong)(chong)(chong)(chong)--放電--均充(chong)--放電--浮充的(de)惡性循環，容量不斷下降，電池(chi)后備時間縮短。

結論(lun):如不定(ding)時檢(jian)測，找出老(lao)化電池給予調(diao)整，電池組的(de)容量將(jiang)變小，電池壽命縮短，影響系統的(de)高效**運行。