阀控式铅酸蓄电池VRLA的维护与监测

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0~100%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
电池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，其内阻准确度和抗干扰能力差别也很大。内阻实时在线监测的方法归为两类：直流放电法、交流法。

直流放电法
直流法是以在瞬间大电流放电（70A）测量电池电压降，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，同时并辅以电压、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。

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干扰成为可能，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，然后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）交流法同时测量蓄电池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。
d）由于没有负载，其成本大大减少。

三、蓄电池在线监测解决方案
LEM公司针对以上因素，研发出一种行之有效的蓄电池在线监测解决方案，以智能化与网络化的形式，通过对蓄电池内阻、电压、温度及充放电电流的监测，真实有效地反映蓄电池的健康状况，从而及时发现落后蓄电池，提早预防蓄电池故障的发生，为蓄电池的安全运行与维护提供科学、准确的依据，解除用户的后顾之忧。

1．核心元件Sentinel传感器模块
Sentinel 是蓄电池在线监测系统中的核心元件，可以同时测量所连接的单体电池的三个与电池性能相关的重要参数：电压、温度及阻抗，并转换为数字量，通过总线方式，与控制器进行通信，实现数据及命令的传输。

温度测量，国际标准IEEE 1188中规定，温度是固定型蓄电池定期维护中必要检测的参数之一。

温度是影响蓄电池寿命的环境因素，蓄电池一般是按标准环境温度25℃设计的，其理想的工作范围是21-27℃，当工作于较低的温度时，蓄电池放电容量达不到额定容量，备用放电时间减少；当工作于较高的温度时，蓄电池寿命将会缩短。

Sentinel内置有温度测量元件，直接粘附于蓄电池体上，随时监测电池的温度，及时发现电池过热现象。
电压测量，是蓄电池的主要运行参数，蓄电池电压监测可以发现蓄电池浮充电压是否正确，蓄电池是否被过充电、过放电。

Sentinel并接在单体蓄电池的正负极， 实时测量蓄电池不同状态下的端电压，测量范围为0.90至16V DC。由于Sentinel由单体电池组直接供电，电流消耗非常低，无需外接工作电源。

内阻测量，是针对蓄电池失效模式进行检测的最有效参数。蓄电池内阻的变化趋势可以反映蓄电池的容量是否下降和电池是否老化。

在实际应用中，充电机的正确工作不能等同于每个单电池的工作状态正常，并且蓄电池的端电压并不能真实地反映蓄电池的容量特性，对于容量严重下降的蓄电池，其浮充电压的区别不足以用来判断蓄电池是否因容量降低而失效。实际上只有通过定期对电池组放电，才能了解蓄电池的容量状态，但此时发现的落后蓄电池早已进入寿命后期，只能给用户提供一个滞后的信息，而蓄电池组已经起不到备份作用了。

大量的实验数据表明，老化蓄电池的内阻和放电能力