电池总内阻是电荷转移电阻与各部件欧姆电阻的总和,实验表明:欧姆阻抗是电池早期失效的Zui大隐患。
以下是Zui通常的影响内阻变化的因素:
腐蚀随栅板和汇流排的腐蚀,金属导电回路变化,使内阻增大。
栅板腐蚀和长年使用会导致活性物质从栅板上脱落,使内阻增大。
硫化随一部分活性物质硫化,涂膏的电阻亦增加。
电池干涸由于VRLA电池无法加水,失水可能使电池报废。
制造制造缺限,如铸铅和涂膏,都能导致高的金属电阻和容量问题。
充电状态从浮充状态到20%容量的放电,几乎不影响内阻。实验表明20%的放电对内阻的影响小于3%。
温度39℃以内的高温对电池内阻影响甚微,低温有些影响,但需到18℃以下。
实验表明,内阻比基准值高出50%的电池,不能通过标准的容量测试,VRLA电池是一个接一个地失效。使用3~4年的电池组,各个内阻值分布高于基线值的0~也是常事。高放电速率下的使用时间似乎对这些因素更为敏感,一般电池内阻增加20~25%时就到了寿命期限。在低放电速率下,电池内阻一般增加20~35%后寿命才结束。
现场测试的数据表明,个别电池的内阻偏离平均值的25%时,就应该做一次放电容量测试了。将温度传感器置于电池表面可以发现电池过热,从而及时发现电池运行过程的异常。
4)内阻测试方法
监测设备厂商近几年陆续推出了对单电池进行内阻监测的产品,由此带来电池监测技术的质变,即由被动监测电压到主动测试电池内部状态。内阻巡检一方面可以监测蓄电池的电压、电流、温度等运行参数,另一方面可以通过内阻的监测及时发现蓄电池的健康程度。
在线内阻测试技术难度大,各厂家的具体实现技术各有特点,其内阻准确度和抗*能力差别也很大。内阻实时在线监测的方法归为两类:直流放电法、交流法。
a.直流放电法
直流法是以在瞬间大电流放电(70A)测量电压降,由此得到蓄电池的内阻,并通过蓄电池内阻变化的情况分析蓄电池落后情况或失效趋势,并辅以电压、电流等运行参数的监测,是目前比较领先的监测技术。
直流法存在的不足之处:
a)采用大电流的放电,对蓄电池性能会带来一定的损害;如果测量频度较大,则这种损害又会累积;
b)直流法只能测量蓄电池内阻中的欧姆阻抗,对极化阻抗则无法测量。判断蓄电池的失效、落后是不充分的;
c)同蓄电池的连线需10平方毫米以上,连线方式要求较高。放电器及连线的可靠性要求要高。
b.交流法
近几年随着数字信号处理技术的发展,使有效地消除其他电磁信号*成为可能,突破性解决交流法在实际应用中的难题,从而使该方法在实际工作得以应用。
交流法就是向蓄电池注入一定频率的交流信号,由于蓄电池内部存在阻抗,测量其反馈的电流信号,进行信号处理,比较注入信号与反馈信号的差异,从而测得蓄电池内阻。
交流法特点:
a)由于无需放电,避免了大电流放电对蓄电池性能的损害。
b)由于无需使蓄电池脱机或静态,避免了系统安全性的隐患,真正实现实时在线测量。
c)交流法测量的欧姆阻抗和极化阻抗,使对蓄电池健康度的分析更加真实、可靠。