圣陽蓄電池容量的半荷內(nèi)阻測(cè)量方法

     目前蓄電池安全檢測(cè)技術(shù)正面臨這樣的困境:容量放電試驗(yàn)對(duì)電池有損,耗時(shí)費(fèi)力且含有令人不安的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),不可多用;內(nèi)阻測(cè)試的判別準(zhǔn)確率欠佳而難以完全信賴。能否尋找到一種能把容量放電法的高準(zhǔn)確率和內(nèi)阻法的方便安全集中于一身的新方法?這就是介于二者之間、又兼具二者之長(zhǎng)的“半荷內(nèi)阻法”。本文著重討論半荷內(nèi)阻法的理論依據(jù)和實(shí)用關(guān)鍵。

           1    電池組放電的電壓曲線族

           單體電池的放電曲線作為電池重要的性能指標(biāo)早已為人熟知,放電曲線直觀展現(xiàn)了其電池在一定負(fù)載電流下其端電壓的變化規(guī)律,在忽略細(xì)節(jié)后可表述為:

           1)終止電壓前的平穩(wěn)緩慢下降;


          2)終止電壓后的快速下跌;


           3)終止電壓為上述二線段之間的拐點(diǎn),可以用二折線法粗略表現(xiàn)一條電壓曲線;

           4)電壓拐點(diǎn)前的放電時(shí)間和負(fù)載電流的乘積被定義為電池的實(shí)際容量。

           電池終都以串聯(lián)方式成組使用,把串聯(lián)電池組各電池的放電曲線繪制在同一坐標(biāo)中,就能構(gòu)成一族曲線,簡(jiǎn)稱“電壓曲線族”。圖1是用二折線法繪制的電壓曲線族。

     蓄電池組在運(yùn)行中電壓曲線族不斷變化,其變化規(guī)律為:投運(yùn)初期各電池一致性較好,曲線族分布相對(duì)集中,長(zhǎng)期運(yùn)行中單體差異逐漸加大,曲線族分布也逐漸向左移動(dòng)。圖1中電壓拐點(diǎn)的水平分布表征了電池性能的好壞,電壓拐點(diǎn)靠左的電池應(yīng)予關(guān)注或維護(hù),按照規(guī)范,在維護(hù)后電壓拐點(diǎn)仍落后于80%標(biāo)稱拐點(diǎn)的電池應(yīng)予換。

           需要說明的是:以上電壓曲線族的概念只適合理論分析,在維護(hù)實(shí)踐上**不大,因?yàn)楸緛碇恍铚?zhǔn)確監(jiān)測(cè)到達(dá)電壓拐點(diǎn)的時(shí)間就足以解決一切問題,沒有逐點(diǎn)測(cè)繪整族曲線的必要。

           2    蓄電池組放電的內(nèi)阻曲線族

           等效內(nèi)阻是電池兩柱上可直接測(cè)量的真實(shí)物理量,為討論方便忽略不同內(nèi)阻測(cè)量?jī)x的差別,那么以繪制電壓曲線族的同樣方法,也可繪制出蓄電池組放電下的內(nèi)阻曲線族。

           放電狀態(tài)下的內(nèi)阻變化規(guī)律不象電壓變化規(guī)律那樣為人熟悉,但經(jīng)大量研究后公認(rèn)有以下特點(diǎn):

           1)50%荷電率以上變化很??;

           2)50%荷電率以下快速上升;

           3)放電終止前,內(nèi)阻值可能上升為初始內(nèi)阻值的2~4倍;

           4)50%荷電率為內(nèi)阻曲線的拐點(diǎn),簡(jiǎn)稱內(nèi)阻拐點(diǎn),可以用二折線法粗略表現(xiàn)一條內(nèi)阻曲線。

           這里所述的“荷電率”,定義為單體實(shí)存電量與本電池真實(shí)容量之比,屬單體變量;另外,定義實(shí)放電量與標(biāo)稱容量之比為“標(biāo)稱放電深度”,屬全組變量。需注意因二者的定義不同,其數(shù)值變化方向相反。這樣在放電過程中,全蓄電池組執(zhí)行了一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)稱放電深度,其數(shù)值越放越大,而執(zhí)行中各單體電池的荷電率卻各不相同,其數(shù)值越放越小。


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