内容提要
丈量铅酸蓄电池的欧姆电阻来检测蓄电池的技能状况,这种办法的运用越来越遭到人们的欢迎。艾诺斯EnerSys公司根据内阻仪制作商的主张,一向致力于自己出产的验证蓄电池的商用测验设备,以及运用这些设备测得的数据。跟着时刻的推移和实践的查验,欧姆丈量现已向人们证明它能够预期蓄电池的寿数。可是,有必要指出的是,在实践运用中有必要考虑到人工读数所带来的丈量误差,片面地运用这种读数有时会导致过错的定论。
欧姆电阻的运用,经过世界电工协会的刊物,电池出产商以及测验设备制作商,得到了很好的证明。总而言之,这些安排引荐根据蓄电池全寿数期内阻值的改变趋势来猜测蓄电池的寿数。越来越多的蓄电池用户向咱们讨取蓄电池内阻参考值,作为保修或许是替换的根据。
根据商场的阅历和客户的需求,艾诺斯EnerSys彻底支撑这项技能的运用。针对顾客,产品,设备和一些详细的运用事例,咱们拟定了必定的流程和操作程序。这些操作程序能够作为替换蓄电池的原则。可是,艾诺斯出书的蓄电池运用阐明书和IEEE蓄电池保护标准中所罗列的惯例的蓄电池保护规程将有必要像以往相同予以注重。
内阻测验产生的布景
直到大约20年前,简直一切的固定式铅酸蓄电池的容器都是由通明的资料做成的,并且都是电解质富液式规划。电池购买者和和他们的保护技工有十分有用的东西来对蓄电池的健康状况以及改变趋势进行衡量,检测和判别,如电解液比重的测验仪,电解质温度的测验仪,单节浮充电压测验仪,视觉调查电池内部结构改变。
20世纪80年代前中期,跟着阀控式密封铅酸蓄电池的运用量越来越多,自从蓄电池的规划采用了不通明的容器和固定在凝胶或多孔隔阂的贫液式电解质体系,保护技能员不能再运用上述东西。他们能够运用的办法只要电压测验和定时放电测验。加上前期的蓄电池规划存在寿数较短、先天的缺点,突发性失效等问题,人们开端寻求针对阀控式密封铅酸蓄电池的健康检测东西。
各种仪器制作公司留意到了这一难题,并开端规划/制作/出售这些测验设备,以确认蓄电池内部电阻,如阻抗,电导和内部阻力,用于评价阀控式密封铅酸蓄电池的健康状况。
此外,还有必要留意到,追溯到20世纪90年代初EnerSys公司和那些前驱的蓄电池制作公司堆集了许多的欧姆丈量设备阅历。
内阻的界说和测验办法
本文运用的信息、用语、释义中来自美国电气和电子工程师协会IEEE标准1187-1996。
欧姆丈量值供给有关电池或电池组单元电路的连续性的信息。
蓄电池内部电阻丈量包含了若干要素,包含的内容不只限于物理衔接电阻,电解质的离子导电性,和产生在极板的外表的电化学进程。关于6伏以上的多格的电池。格与格之间的衔接还会对测验值产生额定的影响。能够经过以下技能来测验蓄电池的内阻:
a)阻抗丈量可经过给电池施加一个已知频率和振幅的电流信号,然后丈量在单节或整组电池上的产生的沟通压降。沟通电压是由单节电池的正极和负极点子或许最小单元格测得。再用欧姆规律核算由此产生的阻抗,核算是由外表主动完结的。
b)电导率能够经过给某节电池上施加一个的已知频率和振幅的电压,测验流过该电池上电流的改变值,电导便是在同一相位的沟通重量和电压幅值的比值。
c)电阻丈量是给蓄电池施加一个负载,然后丈量流经电池上的各个阶段的电压和电流。欧姆值便是靠用电压的改变率除以电流的改变率得到。
内阻测验设备的可用性和标准化
至今停止,电池保护技能员有许多品牌的欧姆电阻丈量设备可供挑选,可是这关于整个工业来说并不是一个利好音讯。不幸的是,跟着商场的生长和竞赛地加重,并没有针对此测验办法构成一个标准或许法规。有些厂商运用高频,有些运用低频,而还有一些运用多频。因为这一原因,不只同一节电池的阻抗和电导读数不相兼容,并且不同厂家设备的阻抗读数和电导读数别离都不相兼容。运用较短时刻放电数值和运用电压和电流注入法测验数据也不相容。能够说,从标准化数据的角度上讲,该职业的状况是如此紊乱。
内阻丈量的测验施行
在确认蓄电池容量的百分比或安时数时,欧姆电阻丈量到底在什么地方不能代替长时刻的深度放电?虽然许多人之前现已做了许多了作业,也宣布了许多相关主题的文章,可是现在还并没有定论性的根据,关于判别电池容量的办法也没有得到业界共同认可和必定。
运用欧姆读数的正确办法应该是,把它作为一种检测蓄电池一段时刻的改变趋势的东西,用它来判别在浮充状况下的蓄电池组中落后蓄电池和或许存在毛病的危险。
当电池组装置并趋于安稳之后,咱们收集一组初始的欧姆电阻读数。因为这个阶段,在电荷的状况,铅的纯度,化合功率,凝胶安稳等状况会产生很大的改变。相关于初始读数来说,50%左右的改变是常常产生的。假如有些电池超越这个数据,那么很有必要对电池组进行均衡性充电,或许的话,再做一次容量测验。
当这组蓄电池运转了6个月之后,之前说到的区别将会趋于陡峭。这时候应该记载另一组欧姆读数,把它们作为的基准读数。从这时开端,单节电池的读数应该在整组平均值30%的以内。
这些单个电池基准读数将作为往后趋势剖析的基准。在尔后的运用中,每个季度测验一次欧姆读数、记载、并与基准读数进行比较。假如一节电池欧姆读数改变应超越基准值的50%,需要对其进一步评价,以确认原因。单节电池核对性放电是这种评价的一部分。
内阻丈量的运用效果
如前所述,欧姆读数不能,也不应该用来猜测电池或电池组的实践容量。
电池趋势方式中的欧姆读数是用来查找落后电池的一个十分有用的东西。因为电解质比重改变,电解液干枯,电池槽/盖/密封处/排气阀走漏,凝胶恶化,隔离层恶化/短路,边际短路,或极板网栅腐蚀。这些类型的电池失效方式经过时刻的堆集慢慢地将会使欧姆读数逐步产生违背,就像上文说到的这些欧姆读数会超越临界值50%。
有一种蓄电池失效方式是用欧姆读数趋势剖析不能及时地检测出来。这种状况下欧姆测读数是正常的,但这种电池会快速地或许忽然失效,这种失效方式便是负极板腐蚀。
在许多的文献资料傍边都有负极板腐蚀产生的原因,防备办法方面的介绍。在这里咱们将不重复这些细节。下面临这个问题做简略的阐明,在铅酸蓄电池中,某个特定的环境中,负极/极板/倒流排的侵入性腐蚀速度会十分快。通常状况下,汇流排有满足的厚度和横截面使得内阻值正常,当这种状况继续到必定极限,电池腐蚀会进行很快直到开路。这种开路失效是一种十分严峻的状况,它能够使整个蓄电池组的电力将会当即消失,用户将会彻底失掉后备的蓄电池。在正常的保护标准中,欧姆读数会在一个月或许更长时刻的距离内丈量一次,这样的话一般来说它就不具有猜测负极板失效的效果。
蓄电池厂家供给的欧姆读数
经越来越的客户恳求或许要求蓄电池厂家供给欧姆参考值。但厂家供给的数据往往是有问题的。它不准确的,乃至有时候误导客户。
蓄电池制作厂家收集的欧姆数据会有两大用途:
(1)出产中的落后电池辨别——这是一种合理并且有用的技能,它能够协助电池出产商挑选出问题电池。可是,假如电池出产商将放电测验作为电池出产工艺的一部分的话,那么测验欧姆数据就没必要了,因为放电测验便会辨别出落后电池。假如电池出产进程中没有进行放电测验的话,那么发货前的欧姆丈量将会很重要。这些读数是电池在开路的状况下测得,一般来说,偏移均值50%的电池应该进行进一步的放电测验评价。
(2)作为客户运用基准读数。工厂供给的欧姆数据的有用性是很值得置疑的,能够说对电池用户没有太大含义。为使测验数据有价值,电池数据的收集有必要在浮充状况下进行。因为大大都的出产商在出产进程中,并没有使电池在浮充状况下继续满足长的时刻,长时刻的浮充是蓄电池功能安稳有必要阅历的一个进程。这有在这个阶段完毕后,测得的数据才有含义。
别的假如蓄电池制作厂给出的内阻值是运用出产商ABC内阻仪测得的,而客户的保护技工所运用的内阻值却来自XYZ出产商的内阻仪,那么出产商给出的数据关于客户来说就没有含义。因为业界可得到许多种测验仪器,因而蓄电池制作商运用每种仪器都测一遍内阻是不现实的。假如蓄电池厂给出的是阻抗读数,而蓄电池用户运用的是电导和内阻读数,状况会愈加糟糕。
乃至在某些极点的状况下,虽然蓄电池厂和客户都运用的是由同一设备所丈量的蓄电池内阻读数,蓄电池厂的内阻读数有时候却与用户测得的内阻值有很大的差异,不能作为判别电池长期趋势的基准值,这是因为这些电池在装运,贮存和前几个月的浮充运用中内阻值会产生改变。
富液式电池的欧姆读数
上面的大都阶段描绘的现实都是针对阀控式密封式铅酸蓄电池,可是基理也相同适用于固定型富液式电池。正如布景阶段中描绘的那样除了内阻仪以外,还有很多可用的东西来评价富液式电池的健康状况。并且前面所评论的局限性和有用性也根本相同。仅有的破例是关于负极部分的腐蚀的评论,因为在富液电池中电解液的高度坚持在极板上方,负极部分的腐蚀是不会产生。
定论
1 欧姆丈量不能作为放电测验的代替办法,并且也不能用来猜测的容量绝对值
2 在现场保护时内阻仪能够作为判别蓄电池运转一段时刻内改变趋势的东西,用来检测出落后电池,但有时需要对落后蓄电池进一步评价来确认落后的真实性。
3 在现场保护中,产商工厂的给出欧姆丈量值会误导客户,用它作为基准值判别蓄电池的改变趋势含义不大。
4 在出产进程中没有进行放电核容测验的蓄电池产商能够运用欧姆丈量读数查验落后电池。
5经过调查电解液的沉淀物的数量和色彩是富液式电池测验的首选,除此以外,还有其他可用来检测富液式电池的东西,包含电解液比重,液面和温度的测验仪器。关于富液式电池来说,欧姆丈量仍是有些用的,故而可作为丈量时的辅助性东西。
6 为了保证测验成果的准确和共同性,丈量欧姆读数应该运用同一种的测验设备,不同的测验设备测得数值没有可比性,并且在许多状况下,为了康复将来的趋势剖析新的基准值有必要从头测验内阻值。
7 因为欧姆读数很大程度上取决于测验点和测验时测验电缆的相对方位,每次测验时要坚持测验条件前后共同。
8 EnerSys可按客户所要求的测验条件供给内阻参考值。