蓄電池容量的半荷內(nèi)阻測(cè)量方法

該方法的優(yōu)點(diǎn)是：比容量放電法安全，比浮充內(nèi)阻法準(zhǔn)確。

該方法的缺點(diǎn)是：

1）內(nèi)阻監(jiān)測(cè)點(diǎn)不易把握，而監(jiān)測(cè)點(diǎn)不準(zhǔn)依然會(huì)造成誤差過(guò)大甚至誤判；

2）仍然需要對(duì)內(nèi)阻拐點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)和計(jì)時(shí)，也就是說(shuō)，需要研制專門的內(nèi)阻監(jiān)測(cè)計(jì)時(shí)儀器。

以上2個(gè)缺點(diǎn)都需要在獲取大量實(shí)測(cè)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(duì)各單體電池作普通巡采，再依內(nèi)阻大小作出判斷。

從測(cè)試流程來(lái)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(zhǔn)確率：

1）加大了內(nèi)阻反差增強(qiáng)后的反差使檢測(cè)更加容易，也使判讀更加可信?？尚蜗蟮匕寻牒煞烹娎斫鉃槟z片照相技術(shù)中的“顯影”過(guò)程，顯然，充分顯影的照片圖象最清晰。

2）對(duì)內(nèi)阻有效排序反差小還不算致命弱點(diǎn)，適當(dāng)提高儀表分辨能力就可以克服；但浮充內(nèi)阻客觀存在的部分無(wú)序性，是造成混亂和誤判的根源，這種缺陷無(wú)法靠簡(jiǎn)單提高儀表的分辨能力來(lái)彌補(bǔ)。半荷放電使內(nèi)阻值正確排序，有效糾正浮充內(nèi)阻的初期無(wú)序性，是提高判別準(zhǔn)確率的關(guān)鍵因素。

3）與真實(shí)容量緊密掛鉤蓄電池維護(hù)專業(yè)最最關(guān)心的是蓄電池的真實(shí)容量，越能反映真實(shí)容量的方法越可靠。浮充內(nèi)阻與真實(shí)容量的關(guān)系可概括為：“高度相關(guān)但確有例外”，其判別準(zhǔn)確率欠佳很容易理解。而內(nèi)阻拐點(diǎn)客觀存在于真實(shí)容量的50％點(diǎn)，已經(jīng)最大限度地與真實(shí)容量掛鉤。應(yīng)該說(shuō)，正確排序及與真實(shí)容量的直接掛鉤這二點(diǎn)成為半荷內(nèi)阻法最誘人之處。

4）減小非化學(xué)內(nèi)阻的影響電池等效內(nèi)阻是所有電化學(xué)內(nèi)阻和非化學(xué)內(nèi)阻的等效總和，非化學(xué)內(nèi)阻也攜帶有重要信息（如內(nèi)匯流條融焊缺陷、或腐蝕裂縫等），卻和真實(shí)容量無(wú)關(guān)，由此對(duì)正確提取容量信息造成很大困難，這也是浮充內(nèi)阻形成初期無(wú)序性的主要根源。在現(xiàn)有儀表尚不能分離不同內(nèi)阻的客觀前提下，半荷放電可顯著改善電化學(xué)內(nèi)阻對(duì)非化學(xué)內(nèi)阻的比例關(guān)系，這點(diǎn)對(duì)提高判別準(zhǔn)確率有重要貢獻(xiàn)。

半荷內(nèi)阻法在本質(zhì)上僅僅是把測(cè)試工作點(diǎn)由浮充滿荷點(diǎn)改變到半荷點(diǎn)，這個(gè)在選擇工作點(diǎn)上的一小步改進(jìn)，帶來(lái)以上4點(diǎn)很實(shí)惠的指標(biāo)改善，最終獲得判別準(zhǔn)確率上的一大飛躍。

從國(guó)內(nèi)外大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)看，無(wú)論采用哪種原理或哪家儀表，浮充內(nèi)阻法的單體準(zhǔn)確率普遍停留在90％左右難以突破，加上單節(jié)誤判須算全組誤判的行業(yè)判則（木桶判則），整組準(zhǔn)確率一般也就在80％左右，考慮到后備蓄電池組的重要性，這樣的準(zhǔn)確率難以信賴應(yīng)屬正常合理。

半荷內(nèi)阻法恰倒好處地糾正了這約20％的誤判，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期苦苦追尋的、達(dá)到或超過(guò)容量放電法準(zhǔn)確率的目標(biāo)。以上結(jié)論已有初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

5 半荷內(nèi)阻法實(shí)用關(guān)鍵問(wèn)題探討

半荷內(nèi)阻法進(jìn)入實(shí)用以前，明顯還有許多實(shí)際問(wèn)題需要探討解決。

5.1 適用約束條件

半荷內(nèi)阻法很自然的要求以下約束條件：

1）正常而規(guī)范運(yùn)行的蓄電池組，包括符合安裝規(guī)范和維護(hù)規(guī)范；

2）保證放電起始點(diǎn)為充分浮充以確保滿電；

3）內(nèi)阻儀表具有夠用的測(cè)量精度和良好的在線抗

干擾能力；

4）有另外的輔助監(jiān)測(cè)手段（如電壓）以預(yù)防單體過(guò)放。

這些約束條件完全與正常的維護(hù)規(guī)范相一致，并無(wú)特別之處。強(qiáng)調(diào)約束條件無(wú)非是想提請(qǐng)注意：任何超越以上條件的測(cè)試，都可能超越半荷法的適用范圍，產(chǎn)生與本文不符的未知結(jié)果。

5.2 放電深度的選擇

可以追求最大反差（準(zhǔn)確率最可信）的目標(biāo)，也可以追求最小放電深度（測(cè)試時(shí)間最短）的目標(biāo)，關(guān)鍵是滿足維護(hù)需求和不斷總結(jié)完善?？桃庾非蠓烹娚疃葹榱?甚至固執(zhí)到認(rèn)為只要放電就沒(méi)有新價(jià)值的思維方式都極不科學(xué)。

在此，需要理性地思考“與真實(shí)容量掛鉤”的真正含義：在真實(shí)容量為未知數(shù)的條件下，不放電等于不掛鉤，也就是說(shuō)必須靠多少放出一些電量才能構(gòu)建二者的函數(shù)關(guān)系，在計(jì)算公式中才能出現(xiàn)真實(shí)容量的數(shù)學(xué)因子。

更不應(yīng)該以半荷法離不開放電的理由而忽視與容量放電法的本質(zhì)區(qū)別：容量放電法在理論上要求把至少一節(jié)蓄電池放電到過(guò)放臨界點(diǎn)，已經(jīng)有損蓄電池組安全；而半荷放電法在理論上總是遠(yuǎn)離過(guò)放危險(xiǎn)區(qū)，還可保留部分電量以備不時(shí)之需。

5.3 放電深度的執(zhí)行

放電電流可大可小，可使用專用負(fù)載，也可切斷交流供電使用真實(shí)負(fù)載；電量計(jì)算可以人工計(jì)時(shí)，也可采用電壓自動(dòng)監(jiān)測(cè)；總之，對(duì)放電計(jì)量沒(méi)有精度要求，條件極為寬松。在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，曾以監(jiān)測(cè)單體蓄電池電壓小于2.00V來(lái)把握放電深度，準(zhǔn)確率已很理想。特別需要指出一點(diǎn)：最佳方案應(yīng)該是結(jié)合原有規(guī)程中的“定期維護(hù)性放電制度”，不增加工作量，也無(wú)須修訂規(guī)程，只需附帶補(bǔ)充一項(xiàng)測(cè)試，就可以收到事半功倍的效果。

5.4 儀表的精度要求

反差的加大降低了對(duì)儀表精度的要求，這就是說(shuō)現(xiàn)有儀表完全夠用；一臺(tái)能在浮充內(nèi)阻測(cè)試中表現(xiàn)較好的內(nèi)阻測(cè)試儀（注意：僅僅判別準(zhǔn)確率欠佳絕非儀表本身之過(guò)），應(yīng)該足以勝任半荷內(nèi)阻法的測(cè)試任務(wù)，無(wú)論它原來(lái)是哪種原理或哪家品牌。

6 從蓄電池組的壓阻曲線族看蓄電池檢測(cè)技術(shù)的演變

蓄電池組放電的內(nèi)阻曲線族為我們補(bǔ)充了以前所不熟悉的一部分知識(shí)，新知識(shí)可以帶來(lái)新技術(shù)的突破，以后的電池說(shuō)明書應(yīng)該增加內(nèi)阻曲線的數(shù)據(jù)和圖表。如果把圖1的電壓曲線族和圖2的內(nèi)阻曲線族合二而一，組成新的“壓阻曲線族”如圖4所示，則會(huì)帶來(lái)關(guān)于電池的更完整的知識(shí)。

有趣的是還能夠從壓阻曲線族上看到電池測(cè)試技術(shù)的演變軌跡，由此也可加深對(duì)半荷內(nèi)阻法本質(zhì)的理解：

1）最古老的開路電壓法，位于電壓曲線的左起點(diǎn)，必須加附測(cè)酸配合；

2）因密封電池?zé)o法測(cè)酸而不得不器重的容量放電法，位于電壓曲線的右半部，必須連續(xù)監(jiān)測(cè)；

3）試圖縮短測(cè)試時(shí)間的快速容量測(cè)試法，位于電壓曲線的左半部，意在通過(guò)大電流大斜率，外延推算電壓拐點(diǎn)，終因電壓反差小、缺少準(zhǔn)確度而流產(chǎn)；

4）另辟蹊徑的浮充內(nèi)阻法，位于內(nèi)阻曲線的左起點(diǎn)，方便實(shí)用，卻因初始內(nèi)阻反差小、且無(wú)法克服10％的誤判而始

終難以完全信賴；

5）本文的半荷內(nèi)阻法，恰當(dāng)占據(jù)了內(nèi)阻曲線族中部的寬廣區(qū)域，直觀展現(xiàn)其數(shù)據(jù)反差大，準(zhǔn)確率高，適應(yīng)范圍寬，操作安全等優(yōu)點(diǎn)。

7 結(jié)語(yǔ)

內(nèi)阻數(shù)據(jù)是蓄電池非常寶貴的一項(xiàng)信息資源。密封蓄電池可看作物理學(xué)上的黑匣子，黑匣子上的兩極柱僅僅能提供電壓和內(nèi)