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蓄电池内阻怎么测量?

2019-10-25

  测量电池的欧姆电阻来检测电池的技术状态越来越普遍。但是很多人在使用的过程中都是不知道其中是怎么测量的,那么,蓄电池内阻怎么测量?下面我们来看看广州智品汇电子有限公司介绍。


圆柱型电池化成分容设备.jpg

  蓄电池内阻怎么测量?

  一直致力于自己生产的验证蓄电池的商用测试设备,以及使用这些设备测得的数据。随着时间的推移和实践的考验,欧姆测量已经向人们表明,它可以期待电池的寿命。

  但必须指出的是,在实际应用中必须考虑人工读数引起的测量误差,片面使用人工读数有时会得出错误的结论。

  欧姆阻抗的应用由国际电工协会的出版物、电池制造商和测试设备的制造商很好地记录。总之,这些组织建议根据电池寿命周期内电阻值的变化趋势来预测电池寿命。

  越来越多的电池用户要求我们电池电阻参考值作为保修或更换的依据。

  基于市场经验和客户需求,enos enersys全力支持该技术的应用。我们为消费者、产品、设备和一些具体的应用案例开发了一套流程和操作程序。

  这些步骤可作为更换电池的指南。然而,Enos公布的电池使用规范和IEEE电池维护标准中列出的常规电池维护程序将必须像过去一样受到重视。

  内阻测试产生的背景

  直到大约20年前,几乎所有的固定电池容器都是由透明材料制成的,而且都是用富含电解质的液体设计的。

  蓄电池购买者及其维修技术人员有一个非常实用的工具来测量、检测和确定蓄电池的健康状况和趋势,如电解液比重测试仪、电解液温度测试仪、单节点浮充电压测试仪等,并且观察蓄电池的内部结构。

  20世纪80年代上半叶,随着vrla电池使用量的增加,由于电池的设计采用了不透明的容器和固定在凝胶或多孔隔膜上的液体电解质系统,维修技术人员不能再使用上述工具。

  它们可以使用的唯一方法是电压测试和周期性放电测试。此外,早期电池设计存在寿命短、先天缺陷、突发故障等问题,人们开始寻找阀控密封电池健康检测工具。

  各仪表制造公司已注意到这一问题,并开始设计/制造/销售这些测试设备,以确定电池的内阻,如阻抗、电导和内阻,以评估阀控密封电池的健康状况。

  此外,必须指出,自20世纪90年代初以来,enersys和其他领先的电池制造商在欧姆测量装置方面积累了大量经验。

  内阻的定义和测试方法

  这里使用的信息、术语和定义源自美国电气和电子工程师协会的IEEE标准1187-1996。

  欧姆测量提供有关蓄电池或蓄电池组单元电路导通性的信息。

  电池内阻的测量不仅包括电池的物理连接电阻、电解质的离子导电性,还包括在平板表面发生的电化学过程。

  对于6伏以上的电池。电网和电网之间的连接也将对测试值产生额外的影响。电池的内阻可以通过以下技术进行测试:

  a)可以通过将已知频率和幅度的电流信号施加到电池来执行阻抗测量,然后测量跨越单个或全部单元组的所得的交流电压降。

  交流电压是由一个电池的正负极或最小的电池来测量的。由此产生的阻抗用欧姆定律计算,由仪器自动计算。

  b)通过对某一电池施加已知频率和幅值的电压,可以测量出电池的导电率,导电率是同一相交流分量与电压幅值的比值。

  (C)电阻测量是将负载施加到电池上,然后通过电池的各个阶段测量电压和电流。欧姆值是通过电压变化率除以电流变化率得到的。

  内阻测试设备的可用性和标准化

  到目前为止,电池维修技术人员有许多品牌的欧姆电阻测量设备来选择,但这并不是整个行业的好信息。

  不幸的是,随着市场的增长和竞争的加剧,这种测试方法没有标准或规范。有些制造商使用高频,有些采用低频,而另一些则采用多频.

  因此,不仅同一电池的阻抗和电导率读数不兼容,而且不同厂家设备的阻抗和电导率读数也不兼容。

  采用短时间放电值与电压电流注入法的试验数据也不一致。可以说,从标准化数据的角度来看,行业的情况是如此混乱。

  内阻测量的测试实施

  当确定电池容量的百分比或安培小时时,精确地可以进行电阻测量,而不需要更换长周期的深放电?尽管许多人之前已经做了大量了工作,也发表了很多相关主题的文章。

  但是目前还并没有结论性的依据,关于判断电池容量的方法也没有得到业界一致认可和肯定。

  正确使用欧姆读数的方法应该是将其作为检测电池在一段时间内变化趋势的工具,并用它来判断电池在浮充状态下的落后和潜在故障。

  当电池组安装和稳定后,我们收集了一组欧姆电阻读数。因为在这个阶段,电荷的状态,铅的纯度,结合的效率,凝胶的稳定性都会发生很大的变化。

  与初始读数相比,约50%的变化频繁发生。如果某些电池超过此数据,则必须对电池组进行均匀充电。如果可能,执行另一个容量测试。

  当电池组运行六个月时,前面提到的区别会趋于平缓。此时,应记录另一组欧姆读数作为参考读数。从这一点开始,单个电池的读数应该小于整组平均值的30%。

  这些单独的电池参考读数将作为未来趋势分析的基础。在随后的使用中,每个季度对欧姆表进行测试,记录并与参考读数进行比较。

  如果电池的欧姆读数变化超过参考值的50%,则需要进一步评估以确定原因。单电池单元检查放电是这种评估的一部分。

  内阻测量的应用效果

  如前所述,欧姆读数不能也不应用于预测电池或电池组的实际容量。

  在电池趋势模式下的欧姆读取是在电池后面找到的非常有效的工具。电解液干涸,电池芯/盖/密封/排气阀泄漏,凝胶变质,隔离层变质/短路,边缘短路或网格腐蚀。

  积累这些类型的电池故障随着时间的推移,将逐渐偏离欧姆读数,如上所述,超过临界值50%。

  电池故障的一种形式是不能通过欧姆读数的趋势分析及时检测到。在这种情况下,欧姆读数是正常的,但电池会迅速或突然失效,以负片腐蚀的形式出现。

  在许多文献中,都有负极板腐蚀的原因和预防方法。我们不会在此重复这些细节。以下是此问题的简要说明。在电池中,在特定的环境中,负极/板/回流排的腐蚀速率将非常快。

  母线通常有足够的厚度和截面使内阻值正常,当这种情况持续到一定限度时,电池腐蚀会迅速进行,直到开路。

  这种开路故障是一种非常严重的情况。它可以使整个电池组的电源立即消失,用户将完全失去备用电池。

  在正常维护规范中,欧姆读数将每月或多次测量一次,一般情况下,其不具有预测负极板失效的效果。

  蓄电池厂家提供的欧姆读数

  越来越多的客户要求或要求电池制造商提供欧姆参考值。但是制造商提供的数据常常是有问题的。这是不准确的,有时是误导性的。

  由电池制造商收集的欧姆数据可用于两个目的:

  (1)生产中的落后电池识别——这是一项合理而有用的技术,可以帮助电池制造商筛选出故障电池。然而,如果电池制造商使用放电测试作为电池生产过程的一部分,那么测试欧姆数据是不必要的,因为放电测试可以识别反向电池。

  如果在电池生产过程中没有进行放电测试,则在交货前进行欧姆测量将非常重要。这些读数是由开路的电池测量的。一般来说,电池的平均偏移率为50%时,应进行进一步的放电测试。

  (2)使用参考读数作为客户。工厂提供的欧姆数据的有用性是值得怀疑的,可以说对电池用户来说意义不大。为了使测试数据更有价值,蓄电池数据采集必须在浮动状态下进行。

  由于大多数厂家在生产过程中使电池的使用时间不够长,所以长时间的浮动充电是电池性能稳定性必须经历的过程。这意味着在这一阶段结束时,测量数据将是有意义的。

  此外,如果电池制造商给出的内阻值由制造商ABC内阻计测量,而客户维护技术员使用的内阻值来自XYZ制造商的内阻计,那么制造商提供的数据对客户来说是毫无意义的。

  由于行业内测试仪器种类繁多,电池生产厂家对每种仪器的内阻进行一次测试是不现实的。如果电池工厂给出阻抗读数,而电池用户使用电导和内阻读数,情况就更糟了。

  甚至在某些极端的情况下,尽管蓄电池厂和客户都使用的是由同一设备所测量的蓄电池内阻读数。

  蓄电池厂的内阻读数有时候却与用户测得的内阻值有很大的差异,不能作为判断电池长期趋势的基准值,这是因为这些电池在装运,储存和前几个月的浮充使用中内阻值会发生变化。

  富液式电池的欧姆读数

  上述大部分内容是针对阀控密封电池的,但其基本原理也适用于固定式富液电池。如背景段落所述,除了内阻表之外还有许多可用的工具来评估富液体电池的健康状况。

  以上讨论的局限性和有效性基本相同。唯一的例外是对负极部分的腐蚀的讨论,因为富含液体的电池中的电解质的高度保持在板的上方,并且不发生负极部分的腐蚀。

  结论

  1欧姆测量不能代替放电试验,也不能用来预测容量的绝对值

  (2)在现场维护过程中,内阻仪可作为判断电池在一段时间内的变化趋势的工具,可用于后向电池的检测,但有时需要对后向电池进行进一步的评价,以确定后向电池的真实性。

  3在现场维护中,厂家给出的欧姆测量值会误导用户,因此用它作为判断电池变化趋势的参考值意义不大。

  4在生产过程中不进行放电核能力测试的电池制造商可以使用欧姆测量读数测试反向电池。

  通过观察电解液中沉淀物的数量和颜色来测试富液电池是首选。此外,还有其他工具可以用来测试富液电池。

  包括电解液的比重、液位和温度。对于液体丰富的电池来说,欧姆测量仍然是有用的,因此它可以作为测量的辅助工具。

  6为确保测试结果的准确性和一致性,应使用相同的测试设备测量欧姆读数。不同试验设备测得的值之间没有可比性。在许多情况下,为了恢复未来趋势分析的新基准值,必须重新测试内部阻力值。

  由于欧姆读数在很大程度上取决于测试点和测试电缆的相对位置,所以每次测试时测试条件应该是一致的。

  8enersys可根据用户要求的试验条件提供内阻参考值。



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