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精確測量蓄電池內阻方法
發布日期：2017-07-05 00:00 點擊：
UPS應用隨著21世紀我國電信、電力及大量信息系統投資高峰期所建系統的蓄電池逐漸進入不穩定期，有效監控的意義和影響將更強烈地顯現出來。蓄電池監測設備在國內即將形成數十億元的龐大市場，可見，未來幾年，我國備用電電池監控行業市場前景較為樂觀。
備用電電池監控生產企業的主要客戶為電力行業、通訊行業、金融行業、政府和公共部門、公共設施、航空航天、大型加工企業和各類數據中心等，提供電力分配、配電回路保護、計量、管理與計算機接地等服務，用于供電可靠性要求高的不間斷供電領域。
國外蓄電池監測系統的技術較成熟，其先進技術及研究成果對我國進行有關蓄電池監測系統的研究，起到了借鑒作用。美國Alber公司開發了全自動電池容量測試儀，蓄電池內阻測試儀、全功能蓄電池監控系統；瑞士Lem公司開發了電池管理模塊；韓國有人研究了光伏系統中蓄電池狀態的監測。另外，有人研究了VMS(VRLA Battery Management System)閥控密封鉛酸蓄電池管理系統，對蓄電池進行分析、管理和控制，以利于蓄電池的維護，延長蓄電池的使用壽命。
國內的蓄電池在線監測技術尚處在摸索發展階段。目前，國內的蓄電池在線監測技術主要用于監測蓄電池的電壓、內阻。國內已開發出在線電池檢測儀，如武漢凱迪生產的KDZD820、凱迪正大的KDZD826、武漢凱迪電力的KDZD825等產品。這些產品可對整組電池進行放電檢測，檢測精度較高，但在進行電池容量測試時必須將電池組與電源分離，這消弱了電池組的后備完好性。
隨著我國現代化進程的推進，經濟發展、社會運轉、人民生活越來越多地依賴于電力系統、電信網絡等基礎設施和以各類信息系統為核心的支撐體系。在這些龐大的系統背后，有著為數眾多的各類電源系統的支持，為之提供持續、穩定、干凈的電力供應。電源系統中配備的蓄電池作為儲備電能、應付電網異常和特殊工作情況、維持系統正常運轉的關鍵設備，占有極其重要的位置。
然而長期以來，難以計數的蓄電池工作在無監管狀態，即使一些配備了自動監測設備的地方，也因受監測技術水平所限，管理者無法真實有效地掌握電池的健康狀況。 在通信、金融等行業中，如果電池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，所以必須對蓄電池的運行參數進行全面的在線監測。蓄電池狀態的重要標志之一就是它的內阻。無論是蓄電池即將失效、容量不足或是充放電不當，都能從它的內阻變化中體現出來。因此可以通過測量蓄電池內阻，對其工作狀態進行評估。
目前測量蓄電池內阻的常見方法有：
1、密度法
密度法主要通過測量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內阻，常用于開口式鉛酸電池的內阻測量，不適合密封鉛酸蓄電池的內阻測量。該方法的適用范圍窄。
2、開路電壓法
開路電壓法是通過測量蓄電池的端電壓來估計蓄電池內阻，精度很差，甚至得出錯誤結論。因為即使一個容量已經變得很小的蓄電池，再浮充狀態下其端電壓仍可能表現得很正常。
3、直流放電法（推薦KDZD801智能蓄電池內阻測試儀，武漢凱迪正大電氣有限公司）
直流放電法就是通過對電池進行瞬間大電流放電，測量電池上的瞬間電壓降，通過歐姆定律計算出電池內阻。雖然這種方法在實踐中也得到了廣泛的應用，但是它也存在一些缺點。如用該方法對蓄電池內阻進行檢測必須是在靜態或是脫機狀態下進行，無法實現在線測量。而且大電流放電會對蓄電池造成較大的損害，從而影響蓄電池的容量及壽命。
4、交流注入法（推薦KDZD815蓄電池內阻容量測試儀，武漢凱迪正大電氣有限公司）
交流法通過對蓄電池注入一個恒定的交流電流信號IS，測量出蓄電池兩端的電壓響應信號Vo，以及兩者的相位差由阻抗公式來確定蓄電池的內阻R。該方法不需對蓄電池進行放電，可以實現安全在線檢測電池內阻，故不會對蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測量交流電流信號Is,電壓響應信號Vo，以及電壓和電流之間的相位差，由此可見這種方法不但干擾因素多，而且增加了系統的復雜性，同時也影響了測量精度。為了解決上述各方法的缺陷，本文采用了四端子測量方式，將蓄電池兩端上的電壓響應信號通過交流差分電路與產生恒定交流源的正弦信號經過模擬乘法器相乘，再將模擬乘法器的輸出電壓信號通過濾波電路，使交流信號轉變為直流信號，直流信號經直流放大器放大后進行模數轉換，將轉換后的值送入單片機進行簡單處理。
5、內阻測試儀（推薦KDZD818智能蓄電池內阻測試儀，武漢凱迪正大電氣有限公司）
內阻測試儀是用于測量電池內部阻抗和電池酸化薄膜破損程度的儀器，以下簡稱儀器。它是對被測對象施加1KHz交流信號，通過測量其交流壓降而獲得其內阻。（它不同于萬用表測量電阻的原理，它所測量的值是毫歐級，而多用表測量的值是歐姆級；且萬用表只能測無電源對象的阻值，而內阻儀既可測無電源對象的阻值，也可測有電源對象的阻值，所以兩者不得等同）利用內阻阻值的大小來判斷電池的劣化狀態，（一般來說）其阻值越小電池的性能越好。因此，采用測量內阻進行檢測電池的方法是速度快且可靠性高的一種好方法。
相關標簽：鉛酸蓄電池檢測設備
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