射频干扰也影响检波器的输出。内阻在线测量技术分后备电源的使用场合,往往采用的蓄电池容量很大,在几十到数千安时,电池的内阻值很小,随电池容量的增大,内阻减小,例如3000Ah的电池,其内阻值一般在50-70微欧。由于测量值的微小,为提高在线测量的准确度,因此需要考虑充电机存在充电纹波以及负载的微小变动。
不同测量方法对内阻值的影响不同型号的测量仪器可能使用不同的内阻测量方法,尤其是不同的测试频率,所获得的电池内阻数据有较大的差异。美国Midtronics公司采用低频(30Hz)测量蓄电池的电导,而日本HIOKI公司则采用高频(1000Hz)进行阻抗的测量。当然电导与阻抗是一个互为倒数的关系,无论采用哪个名词对于蓄电池性能的判断都是一致的。从蓄电池的阻抗谱图来分析,仪器所测的内阻值除反映了欧姆内阻外,还部分反映了电化学阻抗。
论那种测量方法,在数值上存在一定的差异,这当然由于测量原理的不同所致,同时测量的蓄电池内阻的含义不同。以下是对开口铅酸电池和阀控密封铅酸电池(VRLAB)用不同的仪器进行测试的数据对比。
一组20只12V38Ah铅酸阀控蓄电池组,分别采用HIOKI3550内阻测试仪(工作频率1000Hz,测量电流为几十mA)和LM系列蓄电池在线监测装置(工作频率10Hz,测量电流1A)测量20只蓄电池的内阻,其结果如图2所示。从图1可以明显看出,LM系列蓄电池在线监测装置所测数据均比HIOKI3550的数值高。但从图2还发现,两种方法测量的数据虽存在差异,但反映蓄电池差异的趋势方面是一致,所以对于蓄电池内阻而言,如何反映蓄电池的差异,即对于内阻参数的合理使用,是重要的。
在蓄电池的理论中,始终将蓄电池的内阻作为蓄电池的重要参数加以论述,但在实际中在,如何利用内阻参数的意义上,分歧较多。尤其在用蓄电池的内阻监测蓄电池性能失效方面,存在诸多争论。其实采用不同测量标准
不同条件下的测量蓄电池内阻,并讨论其意义(即与性能、容量等的关联性),由于标准不一,其结论自然不一。为了便于问题的分析,为此引入内阻的相对性、性的概念。内阻参数的相对性与性内阻存在相对性与性的两方面特性,应充分认识内阻参数相对特性与特性的意义,从而全面把握内阻这一重要参数。
关于内阻参数的相对性方面是指,在众多铅酸蓄电池参数中,其内阻值是一个比较特殊的概念,这主要是因为:
首先作为蓄电池内阻,其包含了欧姆阻抗和极化阻抗,蓄电池内阻是指在某种条件下的数值,如是充电态还是放电态,充、放电的不同阶段,内阻是不同的,只有在明确其状态和明确其测量标准,才能有其具体意义,这是其本质的相对性。
作为测量手段和方法的不同,由于测量原理不同,其包含的意义也不尽相同。这是因为测量方法和手段,对于欧姆阻抗和极化阻抗而言,在采用不同测量方法和手段时,各部分在测量值中所占比例差异较大,所以只有在明确其测量标准后
讨论才具有现实意义,这是蓄电池内阻参数测量方面相对性。几十年来,在实践中广泛采用直流放电法,测量蓄电池内阻,即使这样,也同样是一个相对数值。虽然大家沿用至今,但仍然不能将其化。近十几年来,随着新技术的涌现,对于内阻测量的新方法,也不断涌出。如果仍然将直流法测量的内阻化,则无法接受新的测量手段带来的对内阻意义的理解。关于内阻性是指蓄电池在运行或失效过程中,其内阻的变化是的,从以下几个方面可以明确:
在实际应用中,目前没有一个蓄电池性能严重衰减或容量严重下降,但其内阻没有变化的实例。通过近十年对蓄电池内阻的研究及国外相关机构的研究报告,都准确地说明了这一点。
在蓄电池失效模式中(尤其是阀控铅酸蓄电池),无论何种模式的失效,都必然在内阻得以体现。
正是由于内阻的相对性及其变化的性,为实际应用带来了清晰的理论只有在同一条件下,同一手段方法测量的内阻才是讨论蓄电池性能的参数的根本;在此标准下,讨论蓄电池内阻变化与蓄电池性能或容量存在其关联性,才可能得出准确可靠的结论。
在同一条件下,采用不同手段方法,测量蓄电池内阻,内阻的含义不尽相同,其数值不可能完全一致。但始终以一种手段方法,测量蓄电池不同条件下的内阻变化,用以考察蓄电池性能状况是可行的。
在不同条件下,采用不同手段方法,测量蓄电池内阻,以期建立蓄电池内阻与蓄电池性能或容量衰减的某种关联,是不能成立的。但可以在相同条件下、相同手段方法下,测量内阻变化值与蓄电池性能状况或容量衰减建立某种关联,这样才能清楚地加以分析。
不同荷电状态对内阻值的影响蓄电池处于不同的状态,其内阻值也有很大的差异,这可以通过比较蓄电池不同状态下(充电、放电)内阻参数的不同而得到非常有意义的指导。图3是在哈尔滨岁宝电厂直流操作电源中的一组104只蓄电池组(电池电压为2V)中的一只蓄电池,在实际测量过程中,蓄电池自浮充状态下,放电-充电全过程内阻与电压的变化曲线。从图中可以看到:在蓄电池不同的荷电态下,蓄电池的内阻数值是不同的,并且随着荷电的下降,蓄电池内阻呈上升趋势。
一只蓄电池在放电结束后转入充电状态,直至充满为止过程中,蓄电池内阻的变化是与电压呈相反趋势,即内阻趋于变小。即在表述蓄电池内阻的同时,注明蓄电池的荷电状态,这是讨论内阻在实际中意义的条件。
是蓄电池在不同放电倍率下内阻变化的曲线。从该曲线图可以看出:随放电电流的改变,其内阻变化的曲线不同;但无论是在什么放电倍率下的电流,在放电初期,蓄电池的内阻是不随放电电流的改变而改变,即当蓄电池放电初期,内阻是一个相对稳定的数值,并不随外界的条件的改变而变化。
而当蓄电池处于在放电初期阶段,可以认为蓄电池处于充满电的状态;通过以上分析,自然得出这样的结论:在蓄电池浮充充满电状态下,蓄电池的内阻是一个相对稳定的数值,其不随外界条件的改变而变化。
这一个结论带来积极的实际意义是:是否可以在蓄电池放电初期,通过测量内阻的变化,作为蓄电池性能劣化的判断依据,抑或可以直接反映蓄电池性能变化。
现场数据比对与表1是在长春诚高公司进行的厂内测试的电池内阻直方图以及数据列表。首先选择一组20只电池的电池组(电池电压12V),接入LM系列蓄电池在线监测装置系统,进行蓄电池内阻的测试;然后将No1~No5更换为已知失效的蓄电池(且是同容量、同状态下),进行再次测量。为验证内阻与性能劣化的关系,进行放电测试,与其他电池进行比对试验,这5只电池的容量都在10%,而其他电池容量在80%以上