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蓄電池人工檢測與在線監(jiān)測技術比較
摘要: 目前大部分都采用人工檢查的方法,,來實現蓄電池的維護,。該方法除了放電測試外,,人工測量主要是測量電池組電壓,、單電池電壓,、溫度和單電池內阻,。
Abstract:
Key words :

 1.人工檢測

  目前大部分都采用人工檢查的方法,,來實現蓄電池的維護,。該方法除了放電測試外,,人工測量主要是測量電池組電壓、單電池電壓,、溫度和單電池內阻,。

  電池組電壓測量可以發(fā)現充電機的參數設置是否正確。由于蓄電池是串聯(lián)運行,,整組電池的電壓由充電機的輸出來決定,。

  單電池電壓監(jiān)測可以發(fā)現單電池浮充電壓不正確,單電池是否被過充電,、過放電等情況,。

  溫度測量可以發(fā)現電池的工作環(huán)境是否通風不良、溫度過高。

  電池內阻能夠反映電池的容量下降和電池老化,。不同廠家的內阻測試儀的準確度和抗干擾能力差別很大;由于采用的工作頻率不同,,其讀數值也會有差別;尤其是測量夾具很難與電池端子直接接觸,測量值往往包括連接電阻,。

  人工測量存在眾多不足:

  a,、人工測量的準確度會受到諸多因素的影響;

  b、由于人工測試大都為定期進行,,無法及時發(fā)現落后,、失效蓄電池;

  c、放電測試對蓄電池會造成無法恢復的傷害隱患;

  d,、大量的人工測量費時費力,,安全性差,周期長,。

  2.蓄電池的在線監(jiān)測

  蓄電池在線監(jiān)測管理是針對測量電池的運行條件和檢測電池本身的狀況而設計的,,其發(fā)展大致經歷了三個階段:①整組電壓監(jiān)測、②單電池電壓監(jiān)測,、③單電池內阻巡檢

  1) 整組電壓監(jiān)測

  整組電池監(jiān)測功能一般設計在整流電源內,,測量電池組的電壓,電流和溫度,,進行充電和放電管理,,尤其是根據環(huán)境溫度變化調整電池的浮充電壓,在電池放電時電池組電壓低至某下限時報警,,現在的UPS仍然采用該方法,。

  但是整組監(jiān)測存在較大的不足, 如在蓄電池組放電時, 放電的截止電壓是N×1.8V/只(N為蓄電池數量), 但是由于蓄電池組中蓄電池的一致性無法嚴格保證,因此在放電中當個別電池已經達到放電截止電壓,,但電池組并沒有達到N×1.8V/只,,這樣就會出現個別電池過放電。

  2) 單電池電壓監(jiān)測

  全電子式的監(jiān)測,,對蓄電池的運行情況可以作到較為全面的監(jiān)測與管理,,如單電池電壓、電池組電壓,、充放電電流、蓄電池的環(huán)境溫度等,。通過蓄電池運行參數的監(jiān)測,,可以保證蓄電池在正常條件下的運行與工作。但當蓄電池運行條件無法保障的前提下,,蓄電池運行參數的監(jiān)測是無法反映其性能參數的,。

  3) 單電池內阻監(jiān)測

  電池總內阻是電荷轉移電阻與各部件歐姆電阻的總和,實驗表明:歐姆阻抗是電池早期失效的最大隱患。

  以下是最通常的影響內阻變化的因素:

  腐蝕 隨柵板和匯流排的腐蝕,,金屬導電回路變化,,使內阻增大。

  柵板 腐蝕和長年使用會導致活性物質從柵板上脫落,,使內阻增大,。

  硫化 隨一部分活性物質硫化,涂膏的電阻亦增加,。

  電池干涸 由于VRLA電池無法加水,,失水可能使電池報廢。

  制造 制造缺限,,如鑄鉛和涂膏,,都能導致高的金屬電阻和容量問題。

  充電狀態(tài) 從浮充狀態(tài)到20%容量的放電,,幾乎不影響內阻,。實驗表明20%的放電對內阻的影響小于3%。

  溫度 39℃以內的高溫對電池內阻影響甚微,,低溫有些影響,,但需到18℃以下。

  實驗表明,,內阻比基準值高出50%的電池,,不能通過標準的容量測試,VRLA電池是一個接一個地失效,。使用3~4年的電池組,,各個內阻值分布高于基線值的0~100%也是常事。高放電速率下的使用時間似乎對這些因素更為敏感,,一般電池內阻增加20~25%時就到了壽命期限,。在低放電速率下,電池內阻一般增加20~35%后壽命才結束,。

  現場測試的數據表明,,個別電池的內阻偏離平均值的25%時,就應該做一次放電容量測試了,。將溫度傳感器置于電池表面可以發(fā)現電池過熱,,從而及時發(fā)現電池運行過程的異常。

  4)內阻測試方法

  電池監(jiān)測設備廠商近幾年陸續(xù)推出了對單電池進行內阻監(jiān)測的產品,,由此帶來電池監(jiān)測技術的質變,,即由被動監(jiān)測電壓到主動測試電池內部狀態(tài)。內阻巡檢一方面可以監(jiān)測蓄電池的電壓,、電流,、溫度等運行參數,,另一方面可以通過內阻的監(jiān)測及時發(fā)現蓄電池的健康程度。

  在線內阻測試技術難度大,,各廠家的具體實現技術各有特點,,其內阻準確度和抗干擾能力差別也很大。內阻實時在線監(jiān)測的方法歸為兩類:直流放電法,、交流法,。

  a.直流放電法

  直流法是以在瞬間大電流放電(70A)測量電池電壓降,由此得到蓄電池的內阻,,并通過蓄電池內阻變化的情況分析蓄電池落后情況或失效趨勢,,同時并輔以電壓、電流等運行參數的監(jiān)測,,是目前比較領先的監(jiān)測技術,。

  直流法存在的不足之處:

  a) 采用大電流的放電,對蓄電池性能會帶來一定的損害;如果測量頻度較大,,則這種損害又會累積;

  b) 直流法只能測量蓄電池內阻中的歐姆阻抗,,對極化阻抗則無法測量。判斷蓄電池的失效,、落后是不充分的;

  c) 同蓄電池的連線需10平方毫米以上,,連線方式要求較高。放電器及連線的可靠性要求要高,。

  b.交流法

  近幾年隨著數字信號處理技術的發(fā)展,,使有效地消除其他電磁信號干擾成為可能,突破性解決交流法在實際應用中的難題,,從而使該方法在實際工作得以應用,。

  交流法就是向蓄電池注入一定頻率的交流信號,由于蓄電池內部存在阻抗,,然后測量其反饋的電流信號,,進行信號處理,比較注入信號與反饋信號的差異,,從而測得蓄電池內阻,。

  交流法特點:

  a)由于無需放電,避免了大電流放電對蓄電池性能的損害,。

  b)由于無需使蓄電池脫機或靜態(tài),,避免了系統(tǒng)安全性的隱患,真正實現實時在線測量,。

  c)交流法同時測量蓄電池的歐姆阻抗和極化阻抗,,使對蓄電池健康度的分析更加真實、可靠,。

  d)由于沒有負載,其成本大大減少。

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