[发明专利]一种蓄电池性能充放电全时在线测试法

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种蓄电池性能充放电全时在线测试法。

背景技术

随着后备电源设备的不断发展，在90年代初，随着使用时间的增长，使用的工业蓄电池出现了很多以前未遇到的新问题，例如电池壳变形、电解液渗漏、电极腐蚀、容量不足、电池端电压不均匀等，电池内部接线柱、同极的连接片以及电极接头的腐蚀而断裂的现象也比开口式电池更常发生，这些故障都导致容量损失，但电池端电压与寿命性能无相关性，这使使用单位不易掌握电池的耐久性和失效问题。

所以电池和电池组的定期检测和在线监测是非常重要和必须的，已经是电源系统维护中非常重要的环节。现场通常使用直流智能监控维护装置对电池组每块电池的电压和电池组电流进行在线实时检测，负责对电池组进行浮充、恒流充电和恒流放电，但没有对电池故障类型的分析判断功能。因为对于蓄电池浮充电压小幅值的差异并没有办法区别和处理，所以即便直流智能监控维护装置可以对蓄电池进行简单电压检测，但已经不能充分反应蓄电池的问题，预警性和前瞻性较差，无法准确及时找出老化和故障电池。

目前电池性能测试方法

主要有三种方法：离线式放电测量法、在线式放电测量法、阻抗法。

1、离线式放电测量法：

先将一组蓄电池从直流系统脱离出来，外接假负载进行放电测试后再并回直流系统，待其充电恢复后再用同样方法对另一组电池进行放电。被脱离一组电池后，系统上备份电池组减少，如遇市电中断，无法保证剩余电池组可以独立支撑系统的供电。既要拆卸电池组正极和负极，如果操作不小心很可能发生短路事故，极不安全。离线放电结束后，电池组之间存在几伏的电压差，直接并联回系统时，将产生几千安培的冲击电流，不仅会对电池组造成巨大的伤害，而且会产生巨大的火花，对操作人员构成安全危险，严重时甚至会将电池连接条或整流器熔丝烧断。

2、在线式放电测量法：

将直流在线充电装置的交流输入断开，由蓄电池对实际设备负荷供电。测量记录各个单体电池的电压、放电时间、放电电流等数据，放出额定容量的50-70％。虽然电池组放电时承担的是实际负载电流，由于人为是无法控制电池组对外工作电流的大小，这样将人为加速电池组使用寿命的缩短。当电池承担实际负载多接近3～5小时率时，采用这样的放电测试方法危险性高。如果浅度放电，由于放电深度有限，某些落后单体电池也将难以被发现。此方法和离线式放电测量法都通过对整个蓄电池组的性能进行测试和分析，无法对单个电池进行故障判断。

3.阻抗测试法

内阻法的优点在于对在线使用的蓄电池来说，此方法有可能对系统影响最小，并可在电池的整个使用期内进行测量。蓄电池低倍率放电时，内阻对电池性能影响不显著，高倍率放电时，内阻对电池性能影响显著，无法根据单个蓄电池的内阻去预测蓄电池的实际性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服了传统方法的缺点，提出了一种蓄电池性能充放电全时在线测试法，工作在相同的放电条件(包括电流，温度)下，电池之间的差异在放电过程会充分显露出来，不同劣化程度的电池放电输出电压同步性的变化快慢会有差别，从而推算电池组的性能。

以前由于蓄电池浅放电测试放电深度有限，某些落后单体电池也将难以被发现，其劣化或落后程度还不能完全充分暴露出来。如果全深度放电则有损蓄电池的容量，由于蓄电池的内部化学反应不是完全可逆的，所以，不适宜对铅酸蓄电池进行过深程度放电。

通过现场的直流在线维护设备对蓄电池组进行在线放电和充电，在放电和充电的全过程中，对蓄电池组的各单体电池的端电压曲线进行同步性监测，找出同步性快速变差的电池，将其确认为故障电池。由于测试无需深度放电，同时蓄电池端电压曲线实时监测可以避免电池的过放电，放电机房可没有备用电池组。

电池放电后的充电过程中进行进一步电压曲线监测，测试准确，风险系数小，并可以快速分析出落后电池的故障原因。电池故障原因是多方面的，其中有蓄电池的生产制造工艺的原因，有蓄电池电化学特性的原因，即容量相同的蓄电池的负载电压本身具有离散性。此法克服了蓄电池原有的离散特性的难题，从浅度放电到充电一个测试循环流程后，便可以较准确地判定电池组中部分或者个别落后或劣化电池，而且可以分析出故障电池的故障原因，分析结果对故障电池的维修可作为一个重要的参考。一种蓄电池性能充放电全时在线测试法主要包括以下步骤：