欧姆测量法——固定型铅酸蓄电池新的检测手段

内容提要

测量铅酸蓄电池的欧姆电阻来检测蓄电池的技术状态，这种方法的运用越来越受到人们的欢迎。艾诺斯EnerSys公司根据内阻仪制造商的建议，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检验，欧姆测量已经向人们证明它可以预期蓄电池的寿命。但是，必须指出的是，在实际应用中必须考虑到人工读数所带来的测量误差，片面地使用这种读数有时会导致错误的结论。

欧姆电阻的应用，通过国际电工协会的刊物，电池生产商以及测试设备制造商，得到了很好的证明。总而言之，这些组织推荐根据蓄电池全寿命期内阻值的变化趋势来预测蓄电池的寿命。越来越多的蓄电池用户向我们索取蓄电池内阻参考值，作为保修或者是更换的依据。

基于市场的经验和客户的需求，艾诺斯EnerSys完全支持这项技术的运用。针对消费者，产品，设备和一些具体的应用案例，我们制定了一定的流程和操作程序。这些操作程序可以作为更换蓄电池的准则。然而，艾诺斯出版的蓄电池使用说明书和IEEE蓄电池维护标准中所列举的常规的蓄电池维护规程将必须像以往一样予以重视。

内阻测试产生的背景

直到大约20年前，几乎所有的固定式铅酸蓄电池的容器都是由透明的材料做成的，而且都是电解质富液式设计。电池购买者和和他们的维护技工有非常实用的工具来对蓄电池的健康状况以及变化趋势进行衡量，检测和判断，如电解液比重的测试仪，电解质温度的测试仪，单节浮充电压测试仪，视觉观察电池内部结构变化。

20世纪80年代前中期，随着阀控式密封铅酸蓄电池的使用量越来越多，自从蓄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的贫液式电解质系统，维护技术员不能再使用上述工具。他们能够使用的方法只有电压测试和定期放电测试。加上早期的蓄电池设计存在寿命较短、先天的缺陷，突发性失效等问题，人们开始寻求针对阀控式密封铅酸蓄电池的健康检测工具。

各种仪器制造公司注意到了这一难题，并开始设计/制造/销售这些测试设备，以确定蓄电池内部电阻，如阻抗，电导和内部阻力，用于评估阀控式密封铅酸蓄电池的健康状况。

此外，还必须注意到，追溯到20世纪90年代初EnerSys公司和那些先驱的蓄电池制造公司积累了大量的欧姆测量装置经验。

内阻的定义和测试方法

本文使用的信息、用语、释义中来自美国电气和电子工程师协会IEEE标准1187-1996。

欧姆测量值提供有关电池或电池组单元电路的连续性的信息。

蓄电池内部电阻测量包含了若干因素，包括的内容不仅限于物理连接电阻，电解质的离子导电性，和发生在极板的表面的电化学过程。对于6伏以上的多格的电池。格与格之间的连接还会对测试值产生额外的影响。可以通过以下技术来测试蓄电池的内阻：

a）阻抗测量可通过给电池施加一个已知频率和振幅的电流信号，然后测量在单节或整组电池上的产生的交流压降。交流电压是由单节电池的正极和负极端子或者最小单元格测得。再用欧姆定律计算由此产生的阻抗，计算是由仪表自动完成的。

b）电导率可以通过给某节电池上施加一个的已知频率和振幅的电压，测试流过该电池上电流的变化值，电导便是在同一相位的交流分量和电压幅值的比值。

c）电阻测量是给蓄电池施加一个负载，然后测量流经电池上的各个阶段的电压和电流。欧姆值便是靠用电压的变化率除以电流的变化率得到。

内阻测试设备的可用性和标准化

至今为止，电池维护技术员有很多品牌的欧姆电阻测量设备可供选择，然而这对于整个产业来说并不是一个利好消息。不幸的是，随着市场的成长和竞争地加剧，并没有针对此测试方法形成一个标准或者法规。有些厂商使用高频，有些使用低频，而还有一些使用多频。由于这一原因，不仅同一节电池的阻抗和电导读数不相兼容，而且不同厂家设备的阻抗读数和电导读数分别都不相兼容。使用较短时间放电数值和使用电压和电流注入法测试数据也不相容。可以说，从标准化数据的角度上讲，该行业的状况是如此混乱。

内阻测量的测试实施

在确定蓄电池容量的百分比或安时数时，欧姆电阻测量到底在什么地方不能取代长时间的深度放电？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。

使用欧姆读数的正确方法应该是，把它作为一种检测蓄电池一段时间的变化趋势的工具，用它来判断在浮充状态下的蓄电池组中落后蓄电池和可能存在故障的隐患。

当电池组安装并趋于稳定之后，我们采集一组初始的欧姆电阻读