鉛酸蓄電池維護與測試技術及效果（二）

www.sail-shipping.com 來源：電動車資源　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2006-1-17

二、傳統的蓄電池維護測試技術發展歷程及效果分析 2.1早期蓄電池電壓的測量法蓄電池的性能狀態最終體現在電池的容量與落后程度上，電池的電壓可以在一定程度上反映出電池性能的好壞，當電池放電到一定程度后，其電壓值便開始明顯降低，在早期的電池維護中，由于測試儀器的匱乏，維護人員普遍采用萬用表對電池電壓進行測量，通過電壓高低來簡單判斷電池性能的好壞，而電池的實際放電能力只能通過電池實際容量反映出來，通過測量電池端電壓只能在一定程度上反映電池的落后情況。實際操作中，我們經常會發現，在浮充狀態下，壞電池或者落后電池與正常電池的電壓沒有太明顯區別，也沒有太好的規律性可言，大量研究實踐證明，即便是淺度放電狀態，單純通過電壓高低完全不足以判別電池性能的好壞。 2.2核對放電法長期以來，蓄電池放電試驗主要沿用以下兩種方式：一是利用實際負載進行核對性放電試驗，二是利用傳統電阻箱進行放電試驗。傳統電阻箱放電容量試驗，蓄電池組須脫離系統，利用電阻箱對電池組進行放電試驗，經過數小時后，可以找出最落后的一到幾節電池，以落后電池到達終止電壓時的放電時間與放電電流來估算其容量，并以此容量作為整組電池的容量。容量試驗是檢測電池容量最直接、最可靠的方法，無論是在線還是離線進行檢測，都必須設置備用電源作為防范措施，以保證通信安全。傳統的核對放電設備普遍采用電阻絲或者水阻進行核對放電，并且是人工操作，程序繁瑣，存在一定的人身危險，這種傳統的核對放電試驗方式正在逐步被淘汰。目前，國內外普遍采用了新型的智能核對放電技術，該技術利用PWM控制原理，根據放電過程中電池組放電電壓的變化，對放電假負載可以進行實時調整，以保證電池組恒流放電。核對放電法具有容量測試準確可靠的優點，因此，仍然是目前世界(Mondi)上檢測電池性能的最可靠方法，同時由于核對放電本身可以對電池起到一定的維護作用，所以，核對放電是其他設備暫時還不能替代的。不過它的缺點也很突出，主要表現為： ——核對放電時間長，風險大，電池組須脫離系統，蓄電池組所存儲的化學能全部以熱能形式消耗掉，既浪費了電能又費時費力，并且增加了系統斷電風險； ——進行核對性放電試驗，必須具備一定條件，首先，盡可能在市電基本保障的條件下進行；其次，機房必須有備用電池組，所以，更適于具備一主一備電池組結構的機房。目前，核對放電只能測試整組電池容量，不能測試每一節單體電池容量，以容量最低的一節作為整組容量，而其他部分電池由于放電深度不夠，其劣化或落后程度還不能完全充分暴露出來。頻繁地對蓄電池進行深放電，會產生硫酸鉛沉淀，導致極板硫酸化，容量下降，電池落后，因此不適宜對鉛酸蓄電池頻繁進行深放電。所以，核對放電只能對蓄電池進行定期維護，無法滿足日常維護的需要。 2.3在線快速容量測試法（電池巡檢法）在放電狀態下，對蓄電池組的各單體電池的端電壓進行巡檢，找出端電壓下降最快的一只，將其確認為落后電池，再利用核對放電儀器，對該節電池進行核對放電，檢測其容量，即代表該組電池的容量。目前，用在線快速測試法可以較快地判定電池組中部分或者個別落后或劣化電池，但還不足以準確測定電池的好壞程度，包括電池的容量等指標，僅適宜作為一個定性測試的參考。以前有廠家根據客戶的需求特點，推出一系列在線測試電池容量的設備與儀器，即在線監測儀或在線巡檢儀，其宣傳的重點是容量測試不僅快速準確可靠，而且可以在線進行。這種技術研究的思路是值得推廣的，不過技術研究情況以及在各地基站進行的實地測試表明，除了少數情況外，一般都達不到一個很理想的效果。原因是多方面的，其中有蓄電池的生產制造工藝的原因，有蓄電池電化學特性的原因，有蓄電池的實際使用與維護的原因，有實際測試條件的原因等。這種方法的優點是操作簡單，風險系數小，并可以快速查找落后電池。不過最大的缺點還是測試精度低，只能作為電池落后狀態判定依據，不能準確測算電池的好壞程度及電池容量指標。同時測試要求較高，如要達到一定的測試精度，則機房一般應滿足包括放電因素在內的系列條件，而機房實際情況卻各有差別，大多達不到相應的測試要求，所以，測試情況還不是很理想，尤其是容量測試準確度較低。 2.4電導（內阻）測量法電導測量是向蓄電池兩端加一個已知頻率和振幅的交流電壓信號，測量出與電壓同相位的交流電流值，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導。電導是頻率的函數，不同的測試頻率下有不同的電導值，在低頻率下，電池電導與電池容量相關性很好，一般測量頻率在30Hz左右，根據不同容量的電池其測量頻率一般會作相應調整。電池的容量越小，電池電阻越大，電導值越小。電導法能準確查出完全失效的電池，根據大量的實驗分析及研究結果證明，電池的容量只有降低到50％以后，內阻或者電導會有較大變化，降低到40％以后，會有明顯變化，所以，根據電池電導值或者內阻值，可以在一定程度上確定電池的性能，但對于電池的好壞程度，還不能提供準確的數據依據。因此，采用電導法測試電池的內阻或電導是判定蓄電池好壞的一種有價值的參考思路，但卻不足以準確地測算出電池的實際性能指標，尤其是容量指標。電導測量技術雖然測試工作比較簡單，但是，由于內阻與容量線性關系不好，所以，測試結果不能很好地反映蓄電池的真實健康狀況。三、容量測試技術發展趨勢在各地區的實際應用中，閥控式蓄電池的使用壽命是否終結的主要判據為，電池的剩余容量是否滿足機房工作要求，或者滿足有關維護規程的要求。隨著廣大電池維護工作者對電池構造、工藝、工作原理認識的逐步深入，早期那種單純靠電池端電壓來了解電池性能的方法已經被淘汰，而依據在線測試法對電池進行容量測試的手段還不夠準確和可靠，所以，了解電池的實際容量最準確的方法是通過放電檢測的手段來進行，國家有關電源維護規程中的核對放電試驗目前仍是唯一被公認的測試剩余容量的最有效方法，它是衡量蓄電池在關鍵時刻能否發揮作用，確保通信暢通與生產正常的重要手段。但由于風險大，時間過長，工作量過大，不宜作為日常檢驗的測試儀器，只宜作為電池組以一年一度或者三年一度的核對放電測試。針對目前的實際情況，包括廣大蓄電池制造廠家、蓄電池測試技術研究機構，以及廣大蓄電池維護人員而言，都在積極探索一種快速、準確、可靠、安全的蓄電池測試技術。特別對于廣大現場維護工程師而言，這種需求更顯迫切。遺憾的是，蓄電池是一種非常復雜的設備，對它進行快速準確的容量測試是非常困難的。從蓄電池性能與容量測試技術、測試效果的角度來看，作者認為可以將蓄電池在線測試技術歸納為定性測試技術。之前講到的包括電導法、內阻法、電壓測量法等，也都可以歸之為一個技術大類，即定性測試技術類。而核對放電技術可以歸之為定量測試技術類。定性測試技術的側重點在于給我們提供一個蓄電池性能狀態的參考，不需要準確測算整組電池或每節單體電池的實際容量指標，這樣就不會給客戶造成誤導。對電池組進行實際容量測試的目的在于能夠準確掌握電池組的實際放電能力，根據國家有關電源維護規程以及蓄電池維護效果要求，電池組荷電容量達不到80％便應整組淘汰，但是，一般客戶在使用過程中，即便電池容量只有60％，有的甚至只有40％也還在繼續使用，更有的相對落后地區，電池組實際容量甚至不到20％，這是非常危險的，在這種情況下，作者認為一種快速定量的蓄電池容量測試技術與產品的推出就顯得更為迫切。這種技術或者產品的推出，將有效解決目前困擾電池測試領域的一個世界(Mondi)性難題。■