法國(guó)時(shí)高蓄電池容量測(cè)試方法
創(chuàng)建于1972年、推出世界上第一臺(tái)蓄電池檢測(cè)儀的美國(guó)albercorp（愛(ài)博公司）是蓄電池測(cè)試設(shè)備的專業(yè)研究設(shè)計(jì)和制造商，它定期召開(kāi)蓄電池測(cè)試和維護(hù)專題研討會(huì)，從1997～2001年連續(xù)五年承辦了美國(guó)電池年會(huì)，并不斷推出其最新技術(shù)與設(shè)備，是美國(guó)市場(chǎng)上和蓄電池技術(shù)專家公認(rèn)的世界頭號(hào)蓄電池測(cè)試設(shè)備生產(chǎn)商。下面以美國(guó)albercorp的蓄電池維護(hù)與測(cè)試系列產(chǎn)品為例，介紹幾種可行的蓄電池維護(hù)方案，并對(duì)該公司生產(chǎn)的蓄電池測(cè)試常用產(chǎn)品進(jìn)行較詳細(xì)的介紹。
2 蓄電池容量測(cè)試
2.1 蓄電池結(jié)構(gòu)探討?
判斷蓄電池壽命狀況的最佳方法是帶負(fù)載測(cè)試及容量測(cè)試，這需要較長(zhǎng)時(shí)間，無(wú)法即測(cè)即得，必須采用既方便又可靠的方法來(lái)建立電池容量與傳導(dǎo)狀況關(guān)系。為尋求簡(jiǎn)易的輔助測(cè)試手段，我們首先從閥控蓄電池結(jié)構(gòu)及原理的研究開(kāi)始。?
過(guò)去人們對(duì)蓄電池內(nèi)部參數(shù)、傳導(dǎo)途徑和容量關(guān)系理解為：內(nèi)部電路由電阻、電感和電容組成。電感影響非常?。▋H有0.05～0.2 h），而電容又出奇大，每100 ah蓄電池電容可達(dá)1.7 f，但又無(wú)證據(jù)證明電容與電池容量的關(guān)系，故而認(rèn)為阻抗（電化學(xué)電阻）同時(shí)包含了電容和電感的因素。因此采用直流到幾千赫茲的交流對(duì)電池進(jìn)行阻抗測(cè)試，但結(jié)果都不理想。
? 愛(ài)博公司對(duì)蓄電池的內(nèi)阻進(jìn)行了深入研究，獲得專利u.s.patent n 5,744,962，即真正的蓄電池等效內(nèi)阻由其金屬電阻和電化學(xué)電阻組成，內(nèi)阻的增加導(dǎo)致蓄電池實(shí)際容量的減小。而通過(guò)對(duì)內(nèi)阻的測(cè)試可評(píng)定電池的優(yōu)劣，來(lái)估算蓄電池的剩余容量。蓄電池內(nèi)阻的增加導(dǎo)致性能退化，蓄電池容量與內(nèi)阻的曲線關(guān)系（并非直線關(guān)系，而是非線性函數(shù)關(guān)系）如圖1所示。直線之所以不能描述蓄電池的內(nèi)阻與容量關(guān)系，是因?yàn)樾铍姵胤烹娺^(guò)程中金屬電阻和電化學(xué)電阻顯示出不同特性。由典型100%容量蓄電池的放電曲線可以看出內(nèi)阻增加對(duì)蓄電池容量有著負(fù)面的影響，蓄電池內(nèi)阻的功耗為：i2×r內(nèi)。這部分能量沒(méi)有得到真正的利用，造成了蓄電池實(shí)際容量的減少。
在放電過(guò)程中蓄電池容量的減少與電池內(nèi)部金屬電阻、電化學(xué)電阻變化的依賴關(guān)系是不同的。蓄電池的金屬內(nèi)阻包括電池的極柱、內(nèi)部的匯流排、板柵及板柵與涂膏間的電阻。報(bào)廢電池的反常內(nèi)阻通常是由電池的極柱、內(nèi)部的匯流排及板柵的化學(xué)腐蝕、焊接及鑄鉛質(zhì)量的低劣造成，這用alber蓄電池測(cè)試產(chǎn)品能夠檢測(cè)出來(lái)。涂層、電解質(zhì)和隔離器組成了蓄電池內(nèi)阻中的電化學(xué)部分。蓄電池長(zhǎng)期使用造成活性物質(zhì)減少、涂層老化，充放電時(shí)電解液比重的變化，以及隔離器成份或其表面的化學(xué)構(gòu)成的改變，閥控電池電解液的干涸，都使電化學(xué)電阻增加。
2.2 蓄電池內(nèi)阻測(cè)量方法的原理?
當(dāng)前的測(cè)量?jī)x器多采用的是交流注入或瞬間負(fù)載測(cè)試（直流測(cè)量）兩種方法。使用交流注入的儀器（如測(cè)量阻抗或電導(dǎo)的儀表），在測(cè)量時(shí)會(huì)對(duì)電池施加一個(gè)交流的測(cè)試信號(hào)，然后再測(cè)出相應(yīng)的電壓和電流。阻抗的讀數(shù)v／i會(huì)隨頻率而變化。采用交流方式的儀器存在著易受充電器紋波電流和噪聲源干擾的問(wèn)題。有些設(shè)備不能在線（連接充電器和負(fù)載，并處于浮充狀態(tài)）對(duì)蓄電池進(jìn)行測(cè)試。使用頻率為60 hz和50 hz的交流測(cè)試電流更不可取，因?yàn)檫@是充電器紋波和噪聲源的主要頻率。而在大型ups電池上出現(xiàn)大于?30 a rms?紋波電流的情況并不少見(jiàn)。
? albercorp公司的專利u.s.patent n 5,744,962中蓄電池真實(shí)等效內(nèi)阻的測(cè)試見(jiàn)圖2。在蓄電池組瞬間大電流對(duì)負(fù)載放電（70 a左右）產(chǎn)生電壓降后再斷開(kāi)負(fù)載時(shí)其瞬間電壓恢復(fù)，同時(shí)測(cè)出電池極柱上電壓和電流的瞬間變化，便可推算出蓄電池內(nèi)部真實(shí)的等效內(nèi)阻。圖2描述了電池在接通負(fù)載后幾秒鐘內(nèi)發(fā)生的變化。
內(nèi)阻測(cè)試公式：r內(nèi)阻=（v2-v1）/i式中：
v2——蓄電池瞬間大電流對(duì)負(fù)載放電的電壓降
? v1——斷開(kāi)負(fù)載時(shí)的瞬間恢復(fù)的電壓值
i——瞬間對(duì)負(fù)載放電電流?
當(dāng)今的采樣速度之快完全能準(zhǔn)確采集v?1、v?2、i并即時(shí)計(jì)算，a／d轉(zhuǎn)換器能在有效地測(cè)量直流參數(shù)的同時(shí)，將電池的交流信號(hào)忽略，因此儀器能精確地測(cè)出內(nèi)阻，同時(shí)抗干擾能力強(qiáng)，重復(fù)性好，可在高噪聲環(huán)境中對(duì)電池進(jìn)行在線測(cè)試。?
將采集到的浮充電壓與放電后電壓之差，與同類(lèi)、同組的蓄電池進(jìn)行比較，即可知道蓄電池的優(yōu)劣。以每節(jié)蓄電池出廠前廠家給出的在額定容量下的內(nèi)阻值或用戶驗(yàn)收時(shí)測(cè)得額定容量及內(nèi)阻值為基準(zhǔn)值（參考值），使用中的蓄電池通過(guò)內(nèi)阻測(cè)試可評(píng)定它的優(yōu)劣。通常當(dāng)內(nèi)阻高于基準(zhǔn)值的25%，往往已無(wú)法通過(guò)容量測(cè)試；當(dāng)高于基準(zhǔn)值的50%，完全不必進(jìn)行容量測(cè)試即可更換。
3 蓄電池維護(hù)方案推薦?
選擇合適的蓄電池維護(hù)方案，可以省時(shí)、省力地測(cè)出電池的容量，既方便維護(hù)，又能有效地保障供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在此，以美國(guó)alber公司生產(chǎn)的蓄電池維護(hù)產(chǎn)品為例，介紹幾種蓄電池維護(hù)方案?？傮w上，建議使用mpm系列或cellcorder系列產(chǎn)品估算出蓄電池的容量，找出弱電池，再利用sct系列產(chǎn)品測(cè)出弱電池的真實(shí)容量，或使用bct系列產(chǎn)品作系統(tǒng)的容量測(cè)試。這樣，根據(jù)不同的組合，就得到四種不同的蓄電池維護(hù)方案，各局站可根據(jù)實(shí)際情況加以選用。
? 方案一：cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀＋bct－2000系列電池容量測(cè)試系統(tǒng)（包含clu智能連續(xù)負(fù)載箱）。? 該方案適合目前已具備電池監(jiān)控系統(tǒng)的單位。日常維護(hù)工作建議采用簡(jiǎn)便的便攜式內(nèi)阻測(cè)試設(shè)備對(duì)每節(jié)電池進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)試，即時(shí)初評(píng)電池及找出弱電池，并能將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)分析。建議每月一次或用戶根據(jù)自身實(shí)際需要而定。cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀可以很好地解決日常檢測(cè)所遇到的各種情況。? 年間對(duì)蓄電池組進(jìn)行系統(tǒng)容量測(cè)試，這是維護(hù)蓄電池的一項(xiàng)重要工作，同時(shí)又全面地了解蓄電池系統(tǒng)。年間容量測(cè)試為您推薦bct－2000電池容量測(cè)試系統(tǒng)及clu智能連續(xù)負(fù)載箱（自動(dòng)控制負(fù)載系統(tǒng)）。bct－2000／24＋clu（8n）容量測(cè)試系統(tǒng)是愛(ài)博公司為電信用戶度身定做的新產(chǎn)品，可同時(shí)測(cè)24節(jié)電池，恒流（最大300a）或恒功率放電。
? 方案二：cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀＋sct－200單、雙節(jié)電池容量測(cè)試儀。?
已有蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，暫不準(zhǔn)備更換的單位，日常維護(hù)可利用便攜式cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀找出弱電池，然后同時(shí)再利用sct－200單、雙節(jié)電池容量測(cè)試儀對(duì)該弱電池進(jìn)行真實(shí)的、完全充放電的容量測(cè)試，并進(jìn)行均衡充電激活診治該電池。
方案三：mpm－100智能蓄電池測(cè)試系統(tǒng)（＋lu大電流負(fù)載箱［選件］）＋sct－200單節(jié)電池容量測(cè)試儀。? 該方案適合于需新建蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)的單位，或雖已安裝了蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但其監(jiān)測(cè)管理只是采集一些蓄電池的電壓、溫度數(shù)據(jù)，而沒(méi)給出任何分析和建議，用戶根據(jù)這些數(shù)據(jù)無(wú)法判斷vrla電池質(zhì)量狀況，而vrla電池可能短時(shí)間內(nèi)失效的單位。因此建議利用成組測(cè)試的（同時(shí)測(cè)24節(jié)電池）mpm－100智能蓄電池測(cè)試系統(tǒng)找出弱電池，估算出它的剩余容量，然后再利用lu大電流負(fù)載箱或sct－200單節(jié)電池容量測(cè)試儀對(duì)它進(jìn)行真實(shí)的容量測(cè)試并診治該電池。
? 方案四：mpm－100智能蓄電池測(cè)試系統(tǒng)＋bds256全自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)＋clu智能連續(xù)負(fù)載箱（或lu大電流負(fù)載箱）。
? 對(duì)于省級(jí)或大城市中心站，建議采用全自動(dòng)集中在線監(jiān)控。愛(ài)博公司的全自動(dòng)在線蓄電池診斷系統(tǒng)bds256＋mpm－100，不僅實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池的工作狀況，還能準(zhǔn)確預(yù)算蓄電池壽命，提前告警，使重要系統(tǒng)萬(wàn)無(wú)一失。
4 蓄電池常用測(cè)試產(chǎn)品介紹
4.1 cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀?
cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀是一種使用方便、精度高、可靠性高的多功能測(cè)試儀。它能快速、精確地測(cè)試蓄電池重要參數(shù)，為用戶提供可靠的評(píng)定蓄電池優(yōu)劣的重要數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)貯存，利用硬件和軟件算法，即時(shí)計(jì)算出蓄電池內(nèi)阻和連接電阻，并進(jìn)行分析。它能在線或離線對(duì)電池內(nèi)阻、連接電阻、電池浮充電壓進(jìn)行測(cè)量并能夠存貯28組×64節(jié)或7組×256節(jié)電池?cái)?shù)據(jù)；內(nèi)置自動(dòng)診斷系統(tǒng)、自動(dòng)校正系統(tǒng)，能與pc機(jī)連接，下載數(shù)據(jù)作性能分析，生成報(bào)告，有效地挑出弱電池和潛在的失效電池；并具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)及配套參數(shù)圖示和電池性能趨勢(shì)分析軟件。cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀已列入美國(guó)貝爾、at&t等四大電信公司測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)儀器。
? 數(shù)據(jù)與趨勢(shì)分析軟件（cellcorder的軟件包）是cellcorder智能蓄電池測(cè)試儀的一個(gè)重要組成部分，整個(gè)軟件包能完成所有數(shù)據(jù)分析，包括電池內(nèi)阻和浮充電壓等參數(shù)的趨勢(shì)分析。
4.2 sct－200單節(jié)電池容量測(cè)試儀?
sct－200單節(jié)電池容量測(cè)試儀可用于在線測(cè)試一節(jié)或兩節(jié)單體電池容量。它按程序作恒流放電測(cè)試，然后再按程序恒壓充電，自定義軟件，安全地自動(dòng)操作，又讓用戶自由編程和啟動(dòng)測(cè)試，操作時(shí)不需憑什么經(jīng)驗(yàn)便可測(cè)出單個(gè)或兩個(gè)電池容量，必要時(shí)可活化診治該電池。sct－200單節(jié)電池容量測(cè)試儀可編程充放電；自動(dòng)切換充放電；快速均衡充電；遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；自動(dòng)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)；全保護(hù)電路；便于移動(dòng)等特點(diǎn)。?
sct－200單節(jié)電池容量測(cè)試儀裝有兩個(gè)300 a的負(fù)載，可并成一個(gè)600 a的負(fù)載用，箱內(nèi)同時(shí)裝有一個(gè)2.00～2.60 v，0～120 a的充電器，充放電電流由軟件控制。用帶有通信接口電路的筆記本電腦，通過(guò)軟件進(jìn)行充放電控制并記錄、分析數(shù)據(jù)。
4.3 bct－2000／24蓄電池容量測(cè)試系統(tǒng)
? 判斷蓄電池壽命狀況的最佳測(cè)試方法是帶負(fù)載測(cè)試即容量測(cè)試。經(jīng)帶負(fù)載放電容量測(cè)試，才能確保系統(tǒng)的可靠性。bct－2000在日常運(yùn)行中作電池帶負(fù)載測(cè)試，用負(fù)載數(shù)據(jù)庫(kù)完成負(fù)載測(cè)試，操作時(shí)也可用實(shí)際系統(tǒng)作負(fù)載。bct-2000系列電池容量測(cè)試系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：
??。?）數(shù)據(jù)采集模塊：采集所有單體電池電壓、總電壓和電流讀數(shù)（同時(shí)測(cè)24節(jié)）。
?。?）數(shù)據(jù)登錄單元（586以上配置的筆記本電腦）：每4.5秒掃描所有單體電壓一次，每秒掃描總電壓、總電流一次，提供顯示和編程，配合alber特殊設(shè)計(jì)的接口電路和定制軟件，具有強(qiáng)大的軟件分析功能。
? （3）clu連續(xù)可調(diào)智能控制負(fù)載箱：可作恒流或恒功率放電。
? bct-2000系列電池容量測(cè)試系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有電池參數(shù)；記錄放電時(shí)所有參數(shù)及報(bào)警；強(qiáng)大的軟件功能完成容量測(cè)試。具體的測(cè)試過(guò)程可在系統(tǒng)軟件的提示下完成。?
我們將最新引進(jìn)的bct-2000系列電池容量測(cè)試系統(tǒng)在多家電信局做過(guò)實(shí)驗(yàn)，一致認(rèn)為比目前的同類(lèi)產(chǎn)品使用更方便，其設(shè)置完成后，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工操作、調(diào)試，全部自動(dòng)化，安全性高，負(fù)載箱溫升小于60℃（體積比同類(lèi)產(chǎn)品小一號(hào)），數(shù)據(jù)更精確，圖示更直觀，分析更詳細(xì)、完善。
4.4 mpm-100智能蓄電池測(cè)試系統(tǒng)?
mpm-100是一種可設(shè)置的電池控制系統(tǒng)，能識(shí)別單體電池電壓、整組電壓、電流、溫度、電池內(nèi)阻與電池連接電阻等。利用硬件和軟件算法，在浮充條件下周期性地在線自動(dòng)測(cè)試并監(jiān)控電池的工作性能，在超出誤差范圍時(shí)，發(fā)出警報(bào)聲。它可快速、精確地找出弱電池。?mpm-100可在線對(duì)負(fù)載或系統(tǒng)作定時(shí)放電，在整個(gè)過(guò)程中同時(shí)測(cè)試各種參數(shù)，利用這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地繪制直觀的特性曲線圖、柱圖，分析電池的特性，預(yù)估電池的剩余容量，準(zhǔn)確、快速地評(píng)定電池的優(yōu)劣。并通過(guò)lu大電流負(fù)載箱放電，進(jìn)行容量測(cè)試，它解決了目前已有的監(jiān)控系統(tǒng)單純測(cè)試電壓等數(shù)據(jù)，而沒(méi)分析及定期容量測(cè)試的不足，是性價(jià)比高的好產(chǎn)品。
? mpm-100智能蓄電池測(cè)試系統(tǒng)由以下部分組成：數(shù)據(jù)采集部分，從電池系統(tǒng)中采集所有數(shù)據(jù)；控制部分，連續(xù)查詢數(shù)據(jù)，存貯相關(guān)數(shù)據(jù)，確定報(bào)警，控制電阻測(cè)試，并與pc機(jī)通信；大電流負(fù)載箱lu（選件）；數(shù)據(jù)登錄，筆記本電腦。
? mpm-100智能蓄電池測(cè)試系統(tǒng)精度高、可靠性高、重復(fù)性好；設(shè)計(jì)靈活，可單個(gè)或多個(gè)配合使用，監(jiān)測(cè)更多的電池組；利用瞬間大電流對(duì)負(fù)載放電的原理進(jìn)行電池內(nèi)阻測(cè)量和連接電阻測(cè)量（在線、離線）；電壓、電流和溫度等數(shù)據(jù)采集記錄與監(jiān)控；自動(dòng)檢測(cè)電池對(duì)系統(tǒng)放電的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；單節(jié)電壓、電流放電曲線記錄及動(dòng)態(tài)回放；具有早期檢測(cè)蓄電池故障能力；設(shè)置閾值，超出范圍時(shí)報(bào)警并生成報(bào)告，及時(shí)有效地挑出弱電池和潛在失效電池.
