蓄電池安全檢測技術(shù)的半荷內(nèi)阻測量方法介紹

　　3)與真實容量緊密掛鉤蓄電池維護專業(yè)最最關(guān)心的是蓄電池的真實容量，越能反映真實容量的方法越可靠。浮充內(nèi)阻與真實容量的關(guān)系可概括為：“高度相關(guān)但確有例外”，其判別準(zhǔn)確率欠佳很容易理解。而內(nèi)阻拐點客觀存在于真實容量的50%點，已經(jīng)最大限度地與真實容量掛鉤。應(yīng)該說，正確排序及與真實容量的直接掛鉤這二點成為半荷內(nèi)阻法最誘人之處。

　　4)減小非化學(xué)內(nèi)阻的影響電池等效內(nèi)阻是所有電化學(xué)內(nèi)阻和非化學(xué)內(nèi)阻的等效總和，非化學(xué)內(nèi)阻也攜帶有重要信息(如內(nèi)匯流條融焊缺陷、或腐蝕裂縫等)，卻和真實容量無關(guān)，由此對正確提取容量信息造成很大困難，這也是浮充內(nèi)阻形成初期無序性的主要根源。在現(xiàn)有儀表尚不能分離不同內(nèi)阻的客觀前提下，半荷放電可顯著改善電化學(xué)內(nèi)阻對非化學(xué)內(nèi)阻的比例關(guān)系，這點對提高判別準(zhǔn)確率有重要貢獻。

　　半荷內(nèi)阻法在本質(zhì)上僅僅是把測試工作點由浮充滿荷點改變到半荷點，這個在選擇工作點上的一小步改進，帶來以上4點很實惠的指標(biāo)改善，最終獲得判別準(zhǔn)確率上的一大飛躍。

　　從國內(nèi)外大量實測數(shù)據(jù)看，無論采用哪種原理或哪家儀表，浮充內(nèi)阻法的單體準(zhǔn)確率普遍停留在90%左右難以突破，加上單節(jié)誤判須算全組誤判的行業(yè)判則(木桶判則)，整組準(zhǔn)確率一般也就在80%左右，考慮到后備蓄電池組的重要性，這樣的準(zhǔn)確率難以信賴應(yīng)屬正常合理。

　　半荷內(nèi)阻法恰倒好處地糾正了這約20%的誤判，實現(xiàn)了長期苦苦追尋的、達到或超過容量放電法準(zhǔn)確率的目標(biāo)。以上結(jié)論已有初步實驗驗證。

　　5 半荷內(nèi)阻法實用關(guān)鍵問題探討

　　半荷內(nèi)阻法進入實用以前，明顯還有許多實際問題需要探討解決。

　　5.1 適用約束條件

　　半荷內(nèi)阻法很自然的要求以下約束條件：

　　1)正常而規(guī)范運行的蓄電池組，包括符合安裝規(guī)范和維護規(guī)范;

　　2)保證放電起始點為充分浮充以確保滿電;

　　3)內(nèi)阻儀表具有夠用的測量精度和良好的在線抗

　　干擾能力;

　　4)有另外的輔助監(jiān)測手段(如電壓)以預(yù)防單體過放。

　　這些約束條件完全與正常的維護規(guī)范相一致，并無特別之處。強調(diào)約束條件無非是想提請注意：任何超越以上條件的測試，都可能超越半荷法的適用范圍，產(chǎn)生與本文不符的未知結(jié)果。

　　5.2 放電深度的選擇

　　可以追求最大反差(準(zhǔn)確率最可信)的目標(biāo)，也可以追求最小放電深度(測試時間最短)的目標(biāo)，關(guān)鍵是滿足維護需求和不斷總結(jié)完善。刻意追求放電深度為零,甚至固執(zhí)到認為只要放電就沒有新價值的思維方式都極不科學(xué)。

　　在此，需要理性地思考“與真實容量掛鉤”的真正含義：在真實容量為未知數(shù)的條件下，不放電等于不掛鉤，也就是說必須靠多少放出一些電量才能構(gòu)建二者的函數(shù)關(guān)系，在計算公式中才能出現(xiàn)真實容量的數(shù)學(xué)因子。

　　更不應(yīng)該以半荷法離不開放電的理由而忽視與容量放電法的本質(zhì)區(qū)別：容量放電法在理論上要求把至少一節(jié)蓄電池放電到過放臨界點，已經(jīng)有損蓄電池組安全;而半荷放電法在理論上總是遠離過放危險區(qū)，還可保留部分電量以備不時之需。

　　5.3 放電深度的執(zhí)行

　　放電電流可大可小，可使用專用負載，也可切斷交流供電使用真實負載;電量計算可以人工計時，也可采用電壓自動監(jiān)測;總之，對放電計量沒有精度要求，條件極為寬松。在驗證實驗中，曾以監(jiān)測單體蓄電池電壓小于2.00V來把握放電深度，準(zhǔn)確率已很理想。特別需要指出一點：最佳方案應(yīng)該是結(jié)合原有規(guī)程中的“定期維護性放電制度”，不增加工作量，也無須修訂規(guī)程，只需附帶補充一項測試，就可以收到事半功倍的效果。

　　5.4 儀表的精度要求

　　反差的加大降低了對儀表精度的要求，這就是說現(xiàn)有儀表完全夠用;一臺能在浮充內(nèi)阻測試中表現(xiàn)較好的內(nèi)阻測試儀(注意：僅僅判別準(zhǔn)確率欠佳絕非儀表本身之過)，應(yīng)該足以勝任半荷內(nèi)阻法的測試任務(wù)，無論它原來是哪種原理或哪家品牌。

　　6 從蓄電池組的壓阻曲線族看蓄電池檢測技術(shù)的演變

　　蓄電池組放電的內(nèi)阻曲線族為我們補充了以前所不熟悉的一部分知識，新知識可以帶來新技術(shù)的突破，以后的電池說明書應(yīng)該增加內(nèi)阻曲線的數(shù)據(jù)和圖表。如果把圖1的電壓曲線族和圖2的內(nèi)阻曲線族合二而一，組成新的“壓阻曲線族”如圖4所示，則會帶來關(guān)于電池的更完整的知識。

　　有趣的是還能夠從壓阻曲線族上看到電池測試技術(shù)的演變軌跡，由此也可加深對半荷內(nèi)阻法本質(zhì)的理解：

　　1)最古老的開路電壓法，位于電壓曲線的左起點，必須加附測酸配合;

　　2)因密封電池?zé)o法測酸而不得不器重的容量放電法，位于電壓曲線的右半部，必須連續(xù)監(jiān)測;

　　3)試圖縮短測試時間的快速容量測試法，位于電壓曲線的左半部，意在通過大電流大斜率，外延推算電壓拐點，終因電壓反差小、缺少準(zhǔn)確度而流產(chǎn);

　　4)另辟蹊徑的浮充內(nèi)阻法，位于內(nèi)阻曲線的左起點，方便實用，卻因初始內(nèi)阻反差小、且無法克服10%的誤判而始

　　終難以完全信賴;

　　5)本文的半荷內(nèi)阻法，恰當(dāng)占據(jù)了內(nèi)阻曲線族中部的寬廣區(qū)域，直觀展現(xiàn)其數(shù)據(jù)反差大，準(zhǔn)確率高，適應(yīng)范圍寬，操作安全等優(yōu)點。

　　7 結(jié)語

　　內(nèi)阻數(shù)據(jù)是蓄電池非常寶貴的一項信息資源。密封蓄電池可看作物理學(xué)上的黑匣子，黑匣子上的兩極柱僅僅能提供電壓和內(nèi)阻兩個獨立的電學(xué)物理參數(shù)，其中內(nèi)阻比電壓更加反映蓄電池內(nèi)部的真實狀況，這樣寶貴的資源卻至今遲遲未能得到合理的開發(fā)和利用。半荷內(nèi)阻法對此作了大膽嘗試，其核心是以主動放出部分電量為代價，換取內(nèi)阻反差的“拉開和排序”，以獲得滿意的判別準(zhǔn)確率，希望本文的論題能為蓄電池安全檢測開辟一條新的學(xué)術(shù)思路有所助益。