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鉛酸蓄電池維護(hù)與測試技術(shù)及效果（二）

www.mydingqi.com 來源：電動車資源　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時(shí)間：2006-1-17

二、傳統(tǒng)的蓄電池維護(hù)測試技術(shù)發(fā)展歷程及效果分析 2.1早期蓄電池電壓的測量法蓄電池的性能狀態(tài)最終體現(xiàn)在電池的容量與落后程度上，電池的電壓可以在一定程度上反映出電池性能的好壞，當(dāng)電池放電到一定程度后，其電壓值便開始明顯降低，在早期的電池維護(hù)中，由于測試儀器的匱乏，維護(hù)人員普遍采用萬用表對電池電壓進(jìn)行測量，通過電壓高低來簡單判斷電池性能的好壞，而電池的實(shí)際放電能力只能通過電池實(shí)際容量反映出來，通過測量電池端電壓只能在一定程度上反映電池的落后情況。實(shí)際操作中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，在浮充狀態(tài)下，壞電池或者落后電池與正常電池的電壓沒有太明顯區(qū)別，也沒有太好的規(guī)律性可言，大量研究實(shí)踐證明，即便是淺度放電狀態(tài)，單純通過電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。 2.2核對放電法長期以來，蓄電池放電試驗(yàn)主要沿用以下兩種方式：一是利用實(shí)際負(fù)載進(jìn)行核對性放電試驗(yàn)，二是利用傳統(tǒng)電阻箱進(jìn)行放電試驗(yàn)。傳統(tǒng)電阻箱放電容量試驗(yàn)，蓄電池組須脫離系統(tǒng)，利用電阻箱對電池組進(jìn)行放電試驗(yàn)，經(jīng)過數(shù)小時(shí)后，可以找出最落后的一到幾節(jié)電池，以落后電池到達(dá)終止電壓時(shí)的放電時(shí)間與放電電流來估算其容量，并以此容量作為整組電池的容量。容量試驗(yàn)是檢測電池容量最直接、最可靠的方法，無論是在線還是離線進(jìn)行檢測，都必須設(shè)置備用電源作為防范措施，以保證通信安全。傳統(tǒng)的核對放電設(shè)備普遍采用電阻絲或者水阻進(jìn)行核對放電，并且是人工操作，程序繁瑣，存在一定的人身危險(xiǎn)，這種傳統(tǒng)的核對放電試驗(yàn)方式正在逐步被淘汰。目前，國內(nèi)外普遍采用了新型的智能核對放電技術(shù)，該技術(shù)利用PWM控制原理，根據(jù)放電過程中電池組放電電壓的變化，對放電假負(fù)載可以進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證電池組恒流放電。核對放電法具有容量測試準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)，因此，仍然是目前世界(Mondi)上檢測電池性能的最可靠方法，同時(shí)由于核對放電本身可以對電池起到一定的維護(hù)作用，所以，核對放電是其他設(shè)備暫時(shí)還不能替代的。不過它的缺點(diǎn)也很突出，主要表現(xiàn)為： ——核對放電時(shí)間長，風(fēng)險(xiǎn)大，電池組須脫離系統(tǒng)，蓄電池組所存儲的化學(xué)能全部以熱能形式消耗掉，既浪費(fèi)了電能又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且增加了系統(tǒng)斷電風(fēng)險(xiǎn)； ——進(jìn)行核對性放電試驗(yàn)，必須具備一定條件，首先，盡可能在市電基本保障的條件下進(jìn)行；其次，機(jī)房必須有備用電池組，所以，更適于具備一主一備電池組結(jié)構(gòu)的機(jī)房。目前，核對放電只能測試整組電池容量，不能測試每一節(jié)單體電池容量，以容量最低的一節(jié)作為整組容量，而其他部分電池由于放電深度不夠，其劣化或落后程度還不能完全充分暴露出來。頻繁地對蓄電池進(jìn)行深放電，會產(chǎn)生硫酸鉛沉淀，導(dǎo)致極板硫酸化，容量下降，電池落后，因此不適宜對鉛酸蓄電池頻繁進(jìn)行深放電。所以，核對放電只能對蓄電池進(jìn)行定期維護(hù)，無法滿足日常維護(hù)的需要。 2.3在線快速容量測試法（電池巡檢法）在放電狀態(tài)下，對蓄電池組的各單體電池的端電壓進(jìn)行巡檢，找出端電壓下降最快的一只，將其確認(rèn)為落后電池，再利用核對放電儀器，對該節(jié)電池進(jìn)行核對放電，檢測其容量，即代表該組電池的容量。目前，用在線快速測試法可以較快地判定電池組中部分或者個(gè)別落后或劣化電池，但還不足以準(zhǔn)確測定電池的好壞程度，包括電池的容量等指標(biāo)，僅適宜作為一個(gè)定性測試的參考。以前有廠家根據(jù)客戶的需求特點(diǎn)，推出一系列在線測試電池容量的設(shè)備與儀器，即在線監(jiān)測儀或在線巡檢儀，其宣傳的重點(diǎn)是容量測試不僅快速準(zhǔn)確可靠，而且可以在線進(jìn)行。這種技術(shù)研究的思路是值得推廣的，不過技術(shù)研究情況以及在各地基站進(jìn)行的實(shí)地測試表明，除了少數(shù)情況外，一般都達(dá)不到一個(gè)很理想的效果。原因是多方面的，其中有蓄電池的生產(chǎn)制造工藝的原因，有蓄電池電化學(xué)特性的原因，有蓄電池的實(shí)際使用與維護(hù)的原因，有實(shí)際測試條件的原因等。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，并可以快速查找落后電池。不過最大的缺點(diǎn)還是測試精度低，只能作為電池落后狀態(tài)判定依據(jù)，不能準(zhǔn)確測算電池的好壞程度及電池容量指標(biāo)。同時(shí)測試要求較高，如要達(dá)到一定的測試精度，則機(jī)房一般應(yīng)滿足包括放電因素在內(nèi)的系列條件，而機(jī)房實(shí)際情況卻各有差別，大多達(dá)不到相應(yīng)的測試要求，所以，測試情況還不是很理想，尤其是容量測試準(zhǔn)確度較低。 2.4電導(dǎo)（內(nèi)阻）測量法電導(dǎo)測量是向蓄電池兩端加一個(gè)已知頻率和振幅的交流電壓信號，測量出與電壓同相位的交流電流值，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導(dǎo)。電導(dǎo)是頻率的函數(shù)，不同的測試頻率下有不同的電導(dǎo)值，在低頻率下，電池電導(dǎo)與電池容量相關(guān)性很好，一般測量頻率在30Hz左右，根據(jù)不同容量的電池其測量頻率一般會作相應(yīng)調(diào)整。電池的容量越小，電池電阻越大，電導(dǎo)值越小。電導(dǎo)法能準(zhǔn)確查出完全失效的電池，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)分析及研究結(jié)果證明，電池的容量只有降低到50％以后，內(nèi)阻或者電導(dǎo)會有較大變化，降低到40％以后，會有明顯變化，所以，根據(jù)電池電導(dǎo)值或者內(nèi)阻值，可以在一定程度上確定電池的性能，但對于電池的好壞程度，還不能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，采用電導(dǎo)法測試電池的內(nèi)阻或電導(dǎo)是判定蓄電池好壞的一種有價(jià)值的參考思路，但卻不足以準(zhǔn)確地測算出電池的實(shí)際性能指標(biāo)，尤其是容量指標(biāo)。電導(dǎo)測量技術(shù)雖然測試工作比較簡單，但是，由于內(nèi)阻與容量線性關(guān)系不好，所以，測試結(jié)果不能很好地反映蓄電池的真實(shí)健康狀況。三、容量測試技術(shù)發(fā)展趨勢在各地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用中，閥控式蓄電池的使用壽命是否終結(jié)的主要判據(jù)為，電池的剩余容量是否滿足機(jī)房工作要求，或者滿足有關(guān)維護(hù)規(guī)程的要求。隨著廣大電池維護(hù)工作者對電池構(gòu)造、工藝、工作原理認(rèn)識的逐步深入，早期那種單純靠電池端電壓來了解電池性能的方法已經(jīng)被淘汰，而依據(jù)在線測試法對電池進(jìn)行容量測試的手段還不夠準(zhǔn)確和可靠，所以，了解電池的實(shí)際容量最準(zhǔn)確的方法是通過放電檢測的手段來進(jìn)行，國家有關(guān)電源維護(hù)規(guī)程中的核對放電試驗(yàn)?zāi)壳叭允俏ㄒ槐还J(rèn)的測試剩余容量的最有效方法，它是衡量蓄電池在關(guān)鍵時(shí)刻能否發(fā)揮作用，確保通信暢通與生產(chǎn)正常的重要手段。但由于風(fēng)險(xiǎn)大，時(shí)間過長，工作量過大，不宜作為日常檢驗(yàn)的測試儀器，只宜作為電池組以一年一度或者三年一度的核對放電測試。針對目前的實(shí)際情況，包括廣大蓄電池制造廠家、蓄電池測試技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，以及廣大蓄電池維護(hù)人員而言，都在積極探索一種快速、準(zhǔn)確、可靠、安全的蓄電池測試技術(shù)。特別對于廣大現(xiàn)場維護(hù)工程師而言，這種需求更顯迫切。遺憾的是，蓄電池是一種非常復(fù)雜的設(shè)備，對它進(jìn)行快速準(zhǔn)確的容量測試是非常困難的。從蓄電池性能與容量測試技術(shù)、測試效果的角度來看，作者認(rèn)為可以將蓄電池在線測試技術(shù)歸納為定性測試技術(shù)。之前講到的包括電導(dǎo)法、內(nèi)阻法、電壓測量法等，也都可以歸之為一個(gè)技術(shù)大類，即定性測試技術(shù)類。而核對放電技術(shù)可以歸之為定量測試技術(shù)類。定性測試技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)在于給我們提供一個(gè)蓄電池性能狀態(tài)的參考，不需要準(zhǔn)確測算整組電池或每節(jié)單體電池的實(shí)際容量指標(biāo)，這樣就不會給客戶造成誤導(dǎo)。對電池組進(jìn)行實(shí)際容量測試的目的在于能夠準(zhǔn)確掌握電池組的實(shí)際放電能力，根據(jù)國家有關(guān)電源維護(hù)規(guī)程以及蓄電池維護(hù)效果要求，電池組荷電容量達(dá)不到80％便應(yīng)整組淘汰，但是，一般客戶在使用過程中，即便電池容量只有60％，有的甚至只有40％也還在繼續(xù)使用，更有的相對落后地區(qū)，電池組實(shí)際容量甚至不到20％，這是非常危險(xiǎn)的，在這種情況下，作者認(rèn)為一種快速定量的蓄電池容量測試技術(shù)與產(chǎn)品的推出就顯得更為迫切。這種技術(shù)或者產(chǎn)品的推出，將有效解決目前困擾電池測試領(lǐng)域的一個(gè)世界(Mondi)性難題。■