蓄电池内阻监测的意义

1引言

由于VRLA的运行要求比较严格，在偏离了正确的使用条件下运行将造成严重的后果，因此，对VRLA的运行参数监测是十分重要的。

采用备用电池的场所都是十分重要的部门，失效的电池组起不到电源备份的作用。一旦主电源发生故障，就会造成系统停机，导致巨大的经济、社会损失，及时发现并处理电池失效同样是十分重要的。

众所周知，VRLA的端电压并不能反映电池的容量特性，容量严重下降的电池，在整组浮充电的电池中，其浮充电压几乎没有什么区别。一旦电池组进行放电，这些电池因为充电量少，端电压很快就会跌落，并妨碍电池组的放电性能。这时，从电池的端电压上可以很容易的发现他们，但是已经太晚了，电池组在需要备份电源的时候已经起不到备份作用了。

2铅酸蓄电池组内阻监测的重要性

利用交流阻抗法、电导法或直流法测量电池的内阻，已经被公认为是一种迅速而又方便的诊断电池健康状况的方法。越来越多的文献认为，老化电池内阻和放电能力之间存在着一定的关系。

（1）基本电阻模型

VRLA新产品的阻抗同各部件的欧姆电阻的总和基本上是一致的。例如，对于一个12V/100A的VRLA，其欧姆电阻的组成比例如下：

带铅膏的板栅欧姆电阻占40%

联接条、接线柱和焊点欧姆电阻占32%

端子欧姆电阻占12%

焊点欧姆电阻占7%

电解质和隔板欧姆电阻占16%

这一数字随电池厂家、电池型号和容量的不同而有所不同。

为简化起见，电容和电感忽略不计。值得注意的是，电池内阻随温度下降而迅速增大。这主要是由于电解质电阻的变化。因此，在考虑时间对内阻的影响时，温度是一个重要的影响因素。

另外一个取决于极板的化学反应动力学的电阻项称为“电荷转移电阻”，它可根据放电时电压的下降和电流来测出。因此，电池总电阻是欧姆电阻和“电荷转移电阻”之和。电荷转移电阻取决于放电电流、温度、涂膏区域比面积和硫酸的成份。在15分钟的放电速率下，欧姆电阻占总电阻的40%，而电荷转移电阻占60%；在8小时的放电速率下，电荷转移电阻只占5%。

[next]（2）铅酸蓄电池内阻实时监测的重要意义

在放电过程中，初使的电压降遵循欧姆定律V=IR，I是放电电流，R是电池总内阻。初始的电压降越大，电压就越近于最后终止电压，因而也就降低了电池的使用时间。随着放电过程的进行，三种活性物质（硫酸，正极和负极涂膏）开始发生电化学转变。涂膏利用率的下降和电解质泄漏会抑制放电反应，从而使电池电压下降得更快。

VRLA在设计上是乏酸的，同涂膏相比，电解质的安时容量较小，因而放电过程常常受电解质制约。如果电阻值同活性物质的利用率或可用的电解质成正比的话，与放电能力相关的关系就可以改善。

对于任何新电池，R通常不与放电能力成线性关系。电解质饱和度、化成的完全程度（尤其是极板表面）、隔板——极板界面接触面积以及压力的细微变化都仅对电阻产生微小的影响，但可能会对放电过程产生很大的影响。

初始电解质体积的微小增加只会使电池总电阻R略微下降。但由于酸的缺乏，电解质体积的微小增加会导致放电时间的延长，12V的电池组中就会存在各电池之间的差别。电阻和开路电压的测量可用于找出那些不合格的电池：它们的电压下降过快，超出正常范围。这些不合格品的主要缺陷一般是顶端连接不好，电解质体积过少、空气泄漏或短路。在电池使用过程中，这些非设计性的缺陷