蓄電池安全檢測技術(shù)的半荷內(nèi)阻測量方法

　　內(nèi)阻曲線族的實用意義比電壓曲線族大很多，實用意義大的關(guān)鍵在于具有實時可比性：因為在電壓曲線族中，有比較意義的是各電池到達終止電壓的時間，在圖1中表現(xiàn)為拐點之間的水平間距。而在內(nèi)阻曲線族中，有比較意義的是不同放電深度下的不同內(nèi)阻值，在圖2中表現(xiàn)為某水平值下曲線之間的垂直間距。在測量方法上，前者必須連續(xù)不間斷地采樣計時，而后者只需在指定時間一次采樣，特別是后者在不同時間下的各組采樣值具有非常有用的比對價值，即實時可比性。

　　如果說內(nèi)阻曲線族還不夠直觀，可以借鑒圖象處理的思路，引入內(nèi)阻分布“反差”的概念，反差是一種可計算的單一實時變量。反差概念的引入，將賦予內(nèi)阻曲線族比電壓曲線族更為積極的學術(shù)意義和實用價值。

　　3 電池組放電下內(nèi)阻分布的反差曲線

　　在圖象處理中，反差大意味著圖象“鮮明”，反差小意味著圖象“混沌”。同樣，就電池檢測的目的而言，反差大意味著內(nèi)阻分布“鮮明”，這必然意味著判別準確率的提高。

　　可以把內(nèi)阻反差Fcr定義為：

　　Fcr=(Rmax-Rmin)/Rmin(1)

　　式中：Rmax為內(nèi)阻分布中的最大值;

　　Rmin為內(nèi)阻分布中的最小值。

　　那么根據(jù)圖2粗略計算從0%標稱放電深度到60%標稱放電深度的各點反差數(shù)值列于表1，圖3為依據(jù)表1數(shù)據(jù)繪出的Fcr單一曲線，其中表1數(shù)據(jù)和圖3曲線都停止于60%標稱放電深度，原因是模型組中的600A·h單體已達過放點，其真實荷電率已經(jīng)等于0%。

　　表1 Fcr逐點計算表

　　圖3所示的單一Fcr曲線比內(nèi)阻曲線族更加直觀的反映了放電深度與內(nèi)阻反差之間的對應(yīng)規(guī)律：當放電深度超過最小真實容量單體的50%(本例已放300A·h)以后，F(xiàn)cr開始迅速增大，并通常在標稱放電深度的50%(已放500A·h)處達到最大值。

　　另外從圖3可以看出，若以足夠判別使用的Fcr值(例如Fcr=1.0)為邊界條件，放電深度的滿足范圍大大放松，這意味著完全不需要精確控制放電深度;換句話說，在達到一定反差之后，放電深度的大小只影響反差，而不降低準確率。

　　最后從圖3還可以看出，增強反差后的Fcr所包括的所有放電深度仍離過放區(qū)很遠，這是半荷法比容量放電法安全的科學依據(jù)。

　　4 半荷內(nèi)阻法及判別準確率

　　單從放電內(nèi)阻曲線族出發(fā)，至少可以設(shè)計出2種新的測試方法。

　　4.1 第一種可稱為“內(nèi)阻計時法”

　　該方法的思路和容量放電法類似，只不過由對電壓拐點(即終止電壓)的監(jiān)測計時，改為對內(nèi)阻拐點的監(jiān)測計時，由于電壓拐點對內(nèi)阻拐點存在2倍的依存關(guān)系，把內(nèi)阻拐點的計時值簡單乘以2，就可方便地推算出真實容量。

　　該方法的優(yōu)點是：比容量放電法安全，比浮充內(nèi)阻法準確。

　　該方法的缺點是：

　　1)內(nèi)阻監(jiān)測點不易把握，而監(jiān)測點不準依然會造成誤差過大甚至誤判;

　　2)仍然需要對內(nèi)阻拐點進行連續(xù)監(jiān)測和計時，也就是說，需要研制專門的內(nèi)阻監(jiān)測計時儀器。

　　以上2個缺點都需要在獲取大量實測數(shù)據(jù)后方可完善，本文不再深入討論。

　　4.2 第二種是“半荷內(nèi)阻法”

　　該方法的思路是：在電池組粗略地執(zhí)行半荷放電后，對各單體電池作普通巡采，再依內(nèi)阻大小作出判斷。

　　從測試流程來看，半荷內(nèi)阻法僅僅增加了半荷放電，其他操作方法和要求與浮充內(nèi)阻法完全相同。以下分析是哪些因素提高了半荷內(nèi)阻法的判別準確率：

　　1)加大了內(nèi)阻反差增強后的反差使檢測更加容易，也使判讀更加可信。可形象地把半荷放電理解為膠片照相技術(shù)中的“顯影”過程，顯然，充分顯影的照片圖象最清晰。