內(nèi)容提要

測(cè)量鉛酸蓄電池的歐姆電阻來(lái)檢測(cè)蓄電池的技術(shù)狀態(tài)，這種方法的運(yùn)用越來(lái)越受到人們的歡迎。艾諾斯EnerSys公司根據(jù)內(nèi)阻儀制造商的建議，一直致力于自己生產(chǎn)的驗(yàn)證蓄電池的商用測(cè)試設(shè)備，以及使用這些設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)。隨著時(shí)間的推移和實(shí)踐的檢驗(yàn)，歐姆測(cè)量已經(jīng)向人們證明它可以預(yù)期蓄電池的壽命。但是，必須指出的是，在實(shí)際應(yīng)用中必須考慮到人工讀數(shù)所帶來(lái)的測(cè)量誤差，片面地使用這種讀數(shù)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。

歐姆電阻的應(yīng)用，通過(guò)國(guó)際電工協(xié)會(huì)的刊物，電池生產(chǎn)商以及測(cè)試設(shè)備制造商，得到了很好的證明。總而言之，這些組織推薦根據(jù)蓄電池全壽命期內(nèi)阻值的變化趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)蓄電池的壽命。越來(lái)越多的蓄電池用戶(hù)向我們索取蓄電池內(nèi)阻參考值，作為保修或者是更換的依據(jù)。

基于市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)和客戶(hù)的需求，艾諾斯EnerSys完全支持這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用。針對(duì)消費(fèi)者，產(chǎn)品，設(shè)備和一些具體的應(yīng)用案例，我們制定了一定的流程和操作程序。這些操作程序可以作為更換蓄電池的準(zhǔn)則。然而，艾諾斯出版的蓄電池使用說(shuō)明書(shū)和IEEE蓄電池維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中所列舉的常規(guī)的蓄電池維護(hù)規(guī)程將必須像以往一樣予以重視。

內(nèi)阻測(cè)試產(chǎn)生的背景

直到大約20年前，幾乎所有的固定式鉛酸蓄電池的容器都是由透明的材料做成的，而且都是電解質(zhì)富液式設(shè)計(jì)。電池購(gòu)買(mǎi)者和和他們的維護(hù)技工有非常實(shí)用的工具來(lái)對(duì)蓄電池的健康狀況以及變化趨勢(shì)進(jìn)行衡量，檢測(cè)和判斷，如電解液比重的測(cè)試儀，電解質(zhì)溫度的測(cè)試儀，單節(jié)浮充電壓測(cè)試儀，視覺(jué)觀察電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。

20世紀(jì)80年代前中期，隨著閥控式密封鉛酸蓄電池的使用量越來(lái)越多，自從蓄電池的設(shè)計(jì)采用了不透明的容器和固定在凝膠或多孔隔膜的貧液式電解質(zhì)系統(tǒng)，維護(hù)技術(shù)員不能再使用上述工具。他們能夠使用的方法只有電壓測(cè)試和定期放電測(cè)試。加上早期的蓄電池設(shè)計(jì)存在壽命較短、先天的缺陷，突發(fā)性失效等問(wèn)題，人們開(kāi)始尋求針對(duì)閥控式密封鉛酸蓄電池的健康檢測(cè)工具。

各種儀器制造公司注意到了這一難題，并開(kāi)始設(shè)計(jì)/制造/銷(xiāo)售這些測(cè)試設(shè)備，以確定蓄電池內(nèi)部電阻，如阻抗，電導(dǎo)和內(nèi)部阻力，用于評(píng)估閥控式密封鉛酸蓄電池的健康狀況。

此外，還必須注意到，追溯到20世紀(jì)90年代初EnerSys公司和那些先驅(qū)的蓄電池制造公司積累了大量的歐姆測(cè)量裝置經(jīng)驗(yàn)。

內(nèi)阻的定義和測(cè)試方法

本文使用的信息、用語(yǔ)、釋義中來(lái)自美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1187-1996。

歐姆測(cè)量值提供有關(guān)電池或電池組單元電路的連續(xù)性的信息。

蓄電池內(nèi)部電阻測(cè)量包含了若干因素，包括的內(nèi)容不僅限于物理連接電阻，電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性，和發(fā)生在極板的表面的電化學(xué)過(guò)程。對(duì)于6伏以上的多格的電池。格與格之間的連接還會(huì)對(duì)測(cè)試值產(chǎn)生額外的影響?？梢酝ㄟ^(guò)以下技術(shù)來(lái)測(cè)試蓄電池的內(nèi)阻：

a）阻抗測(cè)量可通過(guò)給電池施加一個(gè)已知頻率和振幅的電流信號(hào)，然后測(cè)量在單節(jié)或整組電池上的產(chǎn)生的交流壓降。交流電壓是由單節(jié)電池的正極和負(fù)極端子或者最小單元格測(cè)得。再用歐姆定律計(jì)算由此產(chǎn)生的阻抗，計(jì)算是由儀表自動(dòng)完成的。

b）電導(dǎo)率可以通過(guò)給某節(jié)電池上施加一個(gè)的已知頻率和振幅的電壓，測(cè)試流過(guò)該電池上電流的變化值，電導(dǎo)便是在同一相位的交流分量和電壓幅值的比值。

c）電阻測(cè)量是給蓄電池施加一個(gè)負(fù)載，然后測(cè)量流經(jīng)電池上的各個(gè)階段的電壓和電流。歐姆值便是靠用電壓的變化率除以電流的變化率得到。

內(nèi)阻測(cè)試設(shè)備的可用性和標(biāo)準(zhǔn)化

至今為止，電池維護(hù)技術(shù)員有很多品牌的歐姆電阻測(cè)量設(shè)備可供選擇，然而這對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)利好消息。不幸的是，隨著市場(chǎng)的成長(zhǎng)和競(jìng)爭(zhēng)地加劇，并沒(méi)有針對(duì)此測(cè)試方法形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或者法規(guī)。有些廠(chǎng)商使用高頻，有些使用低頻，而還有一些使用多頻。由于這一原因，不僅同一節(jié)電池的阻抗和電導(dǎo)讀數(shù)不相兼容，而且不同廠(chǎng)家設(shè)備的阻抗讀數(shù)和電導(dǎo)讀數(shù)分別都不相兼容。使用較短時(shí)間放電數(shù)值和使用電壓和電流注入法測(cè)試數(shù)據(jù)也不相容?？梢哉f(shuō)，從標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的角度上講，該行業(yè)的狀況是如此混亂。

內(nèi)阻測(cè)量的測(cè)試實(shí)施

在確定蓄電池容量的百分比或安時(shí)數(shù)時(shí)，歐姆電阻測(cè)量到底在什么地方不能取代長(zhǎng)時(shí)間的深度放電？盡管許多人之前已經(jīng)做了大量了工作，也發(fā)表了很多相關(guān)主題的文章，但是目前還并沒(méi)有結(jié)論性的依據(jù)，關(guān)于判斷電池容量的方法也沒(méi)有得到業(yè)界一致認(rèn)可和肯定。

使用歐姆讀數(shù)的正確方法應(yīng)該是，把它作為一種檢測(cè)蓄電池一段時(shí)間的變化趨勢(shì)的工具，用它來(lái)判斷在浮充狀態(tài)下的蓄電池組中落后蓄電池和可能存在故障的隱患。

當(dāng)電池組安裝并趨于穩(wěn)定之后，我們采集一組初始的歐姆電阻讀數(shù)。因?yàn)檫@個(gè)階段，在電荷的狀態(tài)，鉛的純度，化合效率，凝膠穩(wěn)定等狀態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。相對(duì)于初始讀數(shù)來(lái)說(shuō)，50％左右的變化是經(jīng)常發(fā)生的。如果有些電池超過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)，那么很有必要對(duì)電池組進(jìn)行均衡性充電，可能的話(huà)，再做一次容量測(cè)試。

當(dāng)這組蓄電池運(yùn)行了6個(gè)月之后，之前提到的區(qū)分將會(huì)趨于平緩。這時(shí)候應(yīng)該記錄另一組歐姆讀數(shù)，把它們作為的基準(zhǔn)讀數(shù)。從這時(shí)開(kāi)始，單節(jié)電池的讀數(shù)應(yīng)該在整組平均值30％的以?xún)?nèi)。

這些個(gè)別電池基準(zhǔn)讀數(shù)將作為今后趨勢(shì)分析的基準(zhǔn)。在此后的使用中，每個(gè)季度測(cè)試一次歐姆讀數(shù)、記錄、并與基準(zhǔn)讀數(shù)進(jìn)行比較。如果一節(jié)電池歐姆讀數(shù)變化應(yīng)超過(guò)基準(zhǔn)值的50％，需要對(duì)其進(jìn)一步評(píng)估，以確定原因。單節(jié)電池核對(duì)性放電是這種評(píng)估的一部分。