耐普蓄電池維護測試方法
　　(1)傳統(tǒng)的耐普蓄電池維護方法
　　電工學(xué)會鉛酸蓄電池檢測和維護規(guī)范IEEE1188-1996中對于蓄電池維護規(guī)定,對于鉛酸蓄電池的維護應(yīng)做到以下4點:
　?、賹崟r、準(zhǔn)確的單體蓄電池電壓、電池組電流和環(huán)境溫度的監(jiān)控;
　?、诿吭?～2次的單體蓄電池內(nèi)阻測試并跟蹤蓄電池內(nèi)阻變化趨勢;
　　③每年2次的核對性放電;
　?、軐ΜF(xiàn)場使用時間超過2年的蓄電池,應(yīng)做到每3個月進(jìn)行一次核對性放電。
　　該標(biāo)準(zhǔn)在提高了蓄電池系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性的同時,也大大提高了對于蓄電池日常維護的要求,很難在我們的日常維護中得到充分的執(zhí)行。結(jié)合我們自身的實際情況,大部分運行維護工作采用了相對簡化的維護流程:
　　①現(xiàn)網(wǎng)電池浮充電壓、浮充電流的日常巡檢(每月1次);
　　②樞紐機房蓄電池組核對性放電試驗,放出容量的30%～40%(每年1次);
　?、刍倦姵厝萘糠烹娫囼?每年1次);
　　④發(fā)電機啟動電池(半年1次)。
　　簡化了的維護流程在降低了耐普蓄電池維護工作量,也提高了蓄電池組的安全隱患。即便是按照簡化后的流程執(zhí)行,蓄電池的日常巡檢和定期放電仍需要大量的人力、物力才能完成。一年一次的全容量放電的測試密度仍然不能做到及時發(fā)現(xiàn)電池性能的劣化狀況;進(jìn)一步加大放電試驗密度將使蓄電池維護所牽扯的人力、物力投入過大,缺乏可操作性;對于現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)量龐大的蓄電池,缺乏系統(tǒng)性的運行性能統(tǒng)計、趨勢分析、預(yù)警和質(zhì)量管理的支撐平臺,維護管理手段落后。維護工作缺乏主動性、預(yù)防性[3]。

　　(2)耐普蓄電池運行參數(shù)監(jiān)控
　　耐普蓄電池運行參數(shù)包括蓄電池的單體電壓、電池組電壓、電流和環(huán)境溫度等參數(shù)。目前,對于這些參數(shù)的測量主要依靠人工定期巡檢和在線式電壓檢測儀來完成。電壓、電流和環(huán)境溫度是耐普蓄電池的運行參數(shù)指標(biāo),也是蓄電池穩(wěn)定運行的基本的保障。惡劣的運行環(huán)境將大大縮短耐普蓄電池的使用壽命,加大蓄電池的安全隱患。環(huán)境溫度過高,會加速蓄電池失水,造成蓄電池失效加速。在35℃時運行耐普蓄電池的劣化將加速一倍;在55℃時,對于耐普蓄電池浮充一個月所造成的劣化相當(dāng)于在25℃時浮充一年的等級。同樣,過高的充電電壓也將大大加速蓄電池的劣化速度。當(dāng)充電電壓或環(huán)境溫度過低時,蓄電池的容量飽和度很難達(dá)到100%,也直接體現(xiàn)為蓄電池放電容量不足。過放電對于耐普蓄電池的損害是非常大的。對于串聯(lián)使用的蓄電池組,由于耐普蓄電池個體之間的差異,放電過程中不同耐普蓄電池達(dá)到終止電壓的時間差異很大。電池組中的某些劣化蓄電池達(dá)到放電終止電壓的時間往往大大提前于其他耐普蓄電池。以電池組電壓為單位計算放電終止電壓,易造成蓄電池組中部分劣化雙登蓄電池過放電甚至是深度過放電,加速耐普蓄電池組中故障蓄電池的出現(xiàn)。放電過程中,當(dāng)電池組中出現(xiàn)達(dá)到終止電壓的單體雙登蓄電池時應(yīng)停止放電,而不是以電池組電壓為參考標(biāo)準(zhǔn)。
　　但是,僅僅對于蓄電池的電壓、電流和環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測還無法達(dá)到有效維護耐普蓄電池的目的。雙登蓄電池運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的意義更多體現(xiàn)在對于雙登蓄電池運行環(huán)境的合理性檢測,而不是耐普蓄電池故障的排查。性能很差的耐普蓄電池在浮充狀態(tài)時,端電壓的變化并不明顯,甚至有“浮充電壓正常但放電時出現(xiàn)嚴(yán)重故障”的情況[1]。而等到耐普蓄電池放電時發(fā)現(xiàn)異常,往往為時已晚。
　　(3)耐普蓄電池阻抗/電導(dǎo)在線監(jiān)測
　　耐普蓄電池的阻抗/電導(dǎo)測試技術(shù)是目前*的蓄電池故障快速檢測方法,也是蓄電池在線監(jiān)測管理的發(fā)展方向。該技術(shù)在民用中已經(jīng)得到了較好的普及,對于手機電池和汽車電瓶的故障快速檢測都是基于蓄電池的阻抗/電導(dǎo)進(jìn)行判斷的。
　　在工業(yè)電源蓄電池檢測領(lǐng)域中,除電工學(xué)會IEEE1188將蓄電池阻抗測試列為日常檢測內(nèi)容外,美國的TIA-92(數(shù)據(jù)中心通用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)范2005年版)和我國的GB50174-2008(電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范)也將蓄電池阻抗在線監(jiān)測列為數(shù)據(jù)中心雙登蓄電池的重要監(jiān)測指標(biāo)。
　　目前采用的電池內(nèi)阻測試設(shè)備主要分為在線式與離線式兩種。在線式測試系統(tǒng),能自動化的、持續(xù)的監(jiān)測各單體蓄電池參數(shù),實現(xiàn)對于耐普蓄電池的生命周期全過程管理。離線式測試系統(tǒng)(如手持式儀表),偏重于電池篩選過程,可確保電池使用前的*性。從實現(xiàn)手段看,分為直流放電法和交流注入法。
　　直流放電法(U.S.PatentNo:5,744,962)通過對耐普蓄電池瞬時大電流放電,并測試蓄電池端電壓跌落獲得蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)。如圖2所示。
　　直流放電法有以下幾個主要的缺點:需要對電池進(jìn)行大電流放電;不能測量蓄電池的極化內(nèi)阻即電化學(xué)內(nèi)阻;與蓄電池連續(xù)放電容量相關(guān)性差。
　　但是,直流放電法由于采用了瞬時大電流放電的方式,對于在實際使用中需要使用電池瞬時大電流放電的場合(如發(fā)電機啟動電池),這種方式還是具有一定使用意義的。
　　交流注入法采用向耐普蓄電池注入一定頻率的交流信號實現(xiàn)阻抗的測試。交流法測試原理圖如圖3所示,將一定幅度的交流電流信號注入到蓄電池中,同時捕捉蓄電池的電壓反饋。
　　交流法測試的耐普蓄電池內(nèi)阻,能在很大程度上體現(xiàn)出蓄電池的電化學(xué)特性,其測試方式的科學(xué)性較強。同時,由于采用交流注入的方式,會對電池系統(tǒng)中的紋波造成一定影響。對于直流系統(tǒng)特別是對于紋波要求較高的場合,直接采用交流法會對電源質(zhì)量造成一定的影響。
　　關(guān)于耐普蓄電池的阻抗和電導(dǎo)的區(qū)別一直以來有一定的爭論。電工學(xué)會對于耐普蓄電池的阻抗和電導(dǎo)的測試方法進(jìn)行了如下的定義:將已知頻率的恒定電流注入到耐普蓄電池,通過對耐普蓄電池端電壓反饋進(jìn)行測試,獲得的數(shù)據(jù)為耐普蓄電池的阻抗;將已知頻率和振幅的交流電壓加到耐普蓄電池的兩端,測量所產(chǎn)生的電流,獲得的數(shù)據(jù)為耐普蓄電池的電導(dǎo)。即通過施加恒流信號,測試耐普蓄電池電壓反饋的方法為阻抗測試法;通過施加恒壓信號,測試耐普蓄電池電流反饋的方法為電導(dǎo)測試法。經(jīng)過對于目前世界市場主流的耐普蓄電池測試設(shè)備分析和比較,以MIDTRONIC、BTECH、GRANDPOWER等為代表的主流耐普蓄電池監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠家均采用恒流方式進(jìn)行耐普蓄電池的阻抗測試。也就是說,市場上主流的耐普蓄電池阻抗測試設(shè)備,不管顯示的是雙登蓄電池的阻抗或是電導(dǎo),實際上都是基于電工學(xué)會定義的耐普蓄電池阻抗測試方法實現(xiàn)的。因此,目前對于阻抗/電導(dǎo)的提法,主要針對于采用直流大電流放電法測量雙登蓄電池內(nèi)阻而提出的。耐普蓄電池的阻抗/電導(dǎo)測試的實質(zhì)是針對于耐普蓄電池在一定頻率下復(fù)頻阻抗的測量,除了應(yīng)體現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻的歐姆內(nèi)阻之外,還要綜合考慮耐普蓄電池的極化內(nèi)阻等復(fù)頻阻抗。在很多研究方法中[3],采用圖5作為電池阻抗分析的等效電路。從等效電路,能夠看出對于雙登蓄電池進(jìn)行復(fù)頻阻抗綜合分析而不是單純的內(nèi)阻分析的必要性。