蓄电池内阻监测的意义.docx

蓄电池内阻监测的意义由于VRLA的运行要求比较严格,在偏离了正确的使用条件下运行将造成严重的后果,因此,对VRLA的运行参数监测是十分重要的。    采用备用电池的场所都是十分重要的部门,失效的电池组起不到电源备份的作用。一旦主电源发生故障,就会造成系统停机,导致巨大的经济、社会损失,及时发现并处理电池失效同样是十分重要的。  众所周知,VRLA的端电压并不能反映电池的容量特性,容量严重下降的电池,在整组浮充电的电池中,其浮充电压几乎没有什么区别。一旦电池组进行放电,这些电池因为充电量少,端电压很快就会跌落,并妨碍电池组的放电性能。这时,从电池的端电压上可以很容易的发现他们,但是已经太晚了,电池组在需要备份电源的时候已经起不到备份作用了。  2铅酸蓄电池组内阻监测的重要性  利用交流阻抗法、电导法或直流法测量电池的内阻,已经被公认为是一种迅速而又方便的诊断电池健康状况的方法。越来越多的文献认为,老化电池内阻和放电能力之间存在着一定的关系。  (1)基本电阻模型  VRLA新产品的阻抗同各部件的欧姆电阻的总和基本上是一致的。例如,对于一个12V/100A的VRLA,其欧姆电阻的组成比例如下:  带铅膏的板栅欧姆电阻占            40%  联接条、接线柱和焊点欧姆电阻占      32%  端子欧姆电阻占                12%  焊点欧姆电阻占                  7%  电解质和隔板欧姆电阻占            16%  这一数字随电池厂家、电池型号和容量的不同而有所不同。  为简化起见,电容和电感忽略不计。值得注意的是,电池内阻随温度下降而迅速增大。这主要是由于电解质电阻的变化。因此,在考虑时间对内阻的影响时,温度是一个重要的影响因素。  另外一个取决于极板的化学反应动力学的电阻项称为“电荷转移电阻”,它可根据放电时电压的下降和电流来测出。因此,电池总电阻是欧姆电阻和“电荷转移电阻”之和。电荷转移电阻取决于放电电流、温度、涂膏区域比面积和硫酸的成份。在15分钟的放电速率下,欧姆电阻占总电阻的40%,而电荷转移电阻占60%;在8小时的放电速率下,电荷转移电阻只占5%。  (2)铅酸蓄电池内阻实时监测的重要意义  在放电过程中,初使的电压降遵循欧姆定律V=IR,I是放电电流,R是电池总内阻。初始的电压降越大,电压就越近于最后终止电压,因而也就降低了电池的使用时间。随着放电过程的进行,三种活性物质(硫酸,正极和负极涂膏)开始发生电化学转变。涂膏利用率的下降和电解质泄漏会抑制放电反应,从而使电池电压下降得更快。  VRLA在设计上是乏酸的,同涂膏相比,电解质的安时容量较小,因而放电过程常常受电解质制约。如果电阻值同活性物质的利用率或可用的电解质成正比的话,与放电能力相关的关系就可以改善。  对于任何新电池,R通常不与放电能力成线性关系。电解质饱和度、化成的完全程度(尤其是极板表面)、隔板——极板界面接触面积以及压力的细微变化都仅对电阻产生微小的影响,但可能会对放电过程产生很大的影响。  初始电解质体积的微小增加只会使电池总电阻R略微下降。但由于酸的缺乏,电解质体积的微小增加会导致放电时间的延长,12V的电池组中就会存在各电池之间的差别。电阻和开路电压的测量可用于找出那些不合格的电池:它们的电压下降过快,超出正常范