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    行業新聞

    湯淺電壓、電流巡檢與數據分析

    湯淺電壓、電流巡檢與數據分析
    湯淺電壓、電流巡檢與數據分析
    對鉛酸湯淺蓄電池而言,內部溫度對其性能有很大影響,因為在充放電過程中其內部存在“氧循環”,產生的額外熱量會使溫度上升,因而影響更大,因此在判斷山特蓄電池的性能時,要充分考慮溫度的影響。當溫度上升時,電解液的運動速度增大,獲得動能增加,因此滲透力加強,電解液電阻減小,電化學反應增強,這些都使蓄電池容量增大。當溫度降低時,電解液的粘度增大,使離子運動受到較大阻力,擴散能力降低,滲入極板內部困難,活性物質深處由于酸的缺乏而得不到充分利用,導致容量下降。其次是電解液電阻隨溫度下降而增加,結果電池內阻增加,電壓降增大,從而容量下降。溫度變化1℃時湯淺蓄電池容量的變化量稱為容量的溫度系數。在一般情況下,容量與溫度的關系如下式所示其中Ct1為溫度在t1℃時的容量(A·h),Ct2為溫度在t2℃時的容量(A·h),K為容量的溫度系數,t1、t2為電解液的溫度(℃)。
    蓄電池內部電阻測量包含了若干因素,包括的內容不僅限于物理連接電阻,電解質的離子導電性,和發生在極板的表面的電化學過程。對于6伏以上的多格的電池。格與格之間的連接還會對測試值產生額外的影響??梢酝ㄟ^以下技術來測試蓄電池的內阻:  
      a)阻抗測量可通過給電池施加一個已知頻率和振幅的電流信號,然后測量在單節或整組電池上的產生的交流壓降。交流電壓是由單節電池的正極和負極端子或者最小單元格測得。再用歐姆定律計算由此產生的阻抗,計算是由儀表自動完成的?! ?/span>
      b)電導率可以通過給某節電池上施加一個的已知頻率和振幅的電壓,測試流過該電池上電流的變化值,電導便是在同一相位的交流分量和電壓幅值的比值?! ?/span>
      c)電阻測量是給湯淺蓄電池施加一個負載,然后測量流經電池上的各個階段的電壓和電流。歐姆值便是靠用電壓的變化率除以電流的變化率得到?! ?/span>
      內阻測試設備的可用性和標準化  
      至今為止,電池維護技術員有很多品牌的歐姆電阻測量設備可供選擇,然而這對于整個產業來說并不是一個利好消息。不幸的是,隨著市場的成長和競爭地加劇,并沒有針對此測試方法形成一個標準或者法規。有些廠商使用高頻,有些使用低頻,而還有一些使用多頻。由于這一原因,不僅同一節電池的阻抗和電導讀數不相兼容,而且不同廠家設備的阻抗讀數和電導讀數分別都不相兼容。使用較短時間放電數值和使用電壓和電流注入法測試數據也不相容??梢哉f,從標準化數據的角度上講,該行業的狀況是如此混亂?! ?/span>
      內阻測量的測試實施 
      在確定湯淺蓄電池容量的百分比或安時數時,歐姆電阻測量到底在什么地方不能取代長時間的深度放電?盡管許多人之前已經做了大量了工作,也發表了很多相關主題的文章,但是目前還并沒有結論性的依據,關于判斷電池容量的方法也沒有得到業界一致認可和肯定。
    湯淺電壓、電流巡檢與數據分析
    蓄電池監測系統的研制  
      為了給湯淺蓄電池提供良好的運行環境,在線監測電池的工作狀況,電池管理系統(BMS-BatteryManagementSystem)應運而生,成為高可靠電源系統的關鍵一部分?! ?/span>
      1、電池單體的內阻測量  
      內阻R反比于傳輸電流的橫截面積A?;钚晕镔|的脫落、極板板柵和匯流排的硫酸化和腐蝕、干涸都可降低有效的橫截面積A,所以可通過測量內阻來檢測電池的失效?! ?/span>
      內阻和電池狀態的相關程度可變性很大。從報導的相關性來看,變化范圍從0%到100%。英國電子協會(ERA)對用阻抗監測的實驗室設計和商用設計兩種產品進行了大量的電池調查,發現二者的準確性在50%以上。一個基本的困難是測量小變化數值的精度問題。正常的300安時備用電流的電阻僅在0.25×10-3歐姆的數量級。因此,很小而且有意義的電阻變化可能觀察不到。在下面的操作環境下,問題更加嚴重?! ?/span>
      1)在線測量期間存在的變壓器的“噪音”和浮充電壓波動引起的*?! ?/span>
      2)腐蝕裂紋對內阻的影響是有高度方向性的,內阻數值對平行于電流方向的裂隙是相對不敏感的?! ?/span>
      3)電解質濃度的變化,繼而電池的變化使得結果很難解釋?! ?/span>
      雖然內阻測量法很難準確測量電池的容量,內阻/容量的對應關系很難復現,但對于BMS來說,內阻測試只是用于湯淺蓄電池單體之間的比較,而且計算機可以對內阻的變化進行記錄和數據處理來預告電池容量衰減和失效,因此,內阻測試對于BMS而言是關鍵技術之一?! ?/span>
      對于離線或電池開路情況下測量內阻而言,測量時可方便地將激勵電流回路與電壓測量回路以4端子方式與電池組中的單體相連接,但對于在線測量,很難解決激勵和測量的問題?! ?/span>
      目前大多采用在湯淺蓄電池組兩端并聯放電器,因為有充電器和電池組并聯,需要將充電器停止工作,而且要實時同步測量電池的電流變化和電壓變化,很難處理采樣*?! ?/span>
      采用中點抽頭的激勵裝置,與目前采用的在電池組正負極兩端施加激勵的內阻測試裝置相比,由于連接了中點抽頭,激勵裝置的電流通過中點抽頭后經上部電池組和下部電池組到達電池組的正極和負極,消除了電池組外部充電器和用電負載的并聯影響,在電池上產生了穩定的電流激勵,能夠準確測試湯淺蓄電池的內阻。

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