蓄電池內阻分析與測試

? ? ? ?蓄電池的內阻由歐姆極化(導體電阻)、電化學極 化及濃差極化電阻三部分組成。在充放電過程中電阻 是變化的，充電過程內阻由大變小，反之內阻增加。溫 度對蓄電池內阻也頗有影響，低溫狀態如0℃以下， 溫度每下降10℃，內阻約增大15%。其中因硫酸溶 液粘度變大，而使電阻增加是重要的原因之一。在 較高溫度時，如10℃以上，硫酸離子的擴散速率提 高了濃度，極化作用將明顯減小，極化電阻下降，但 導體電阻卻隨溫度增加而上升，不過上升的速率較 小。蓄電池的內阻與放電電流的大小有關。瞬間的大 電流放電，由于極板空隙內的硫酸溶液迅速稀釋，而 極板孔外90%以上溶液中硫酸分子來不及擴散到 極板空隙中去，極板孔中溶液電阻增加，端電壓明顯下 降。但停止放電后，隨著濃度高的硫酸分子向極板空 隙中擴散，極板孔中溶液電阻下降，端電壓回升。

? ? ? ?對于蓄電池內阻的測定有以下方法。

? ? ? ?a.對充足電的蓄電池，先測取其開路電壓 U₀，然后以電流I_kt=1.0-1.5 C₁₀AC₁₀。為蓄電池10h 放電率額定容量，下同)放電，測取放電瞬間電壓 U_t，則蓄電池內阻R_b,= (U₀– U_b) /I_kt用示波器測定 0-1s沖擊放電電流入I_kt及放電瞬間電壓U_t)。

? ? ? ?b. IEC896.2-1995標準提出了一種方法，對充 足電的蓄電池，先以I₂=2~4C₁₀A的電流放電20s后，測取電壓U₁，放電時間不超過25s，立即斷開放電回路。靜置2-5 min不再充電，然后再以人I₂=2~4C₁₀A 的電流放電5s，測取電壓U₂。計算蓄電池內阻R_b=(U₁-U₂)/(I₂-I₁)。

? ? ? ?c.以上兩種方法對于電力系統中所使用的蓄電 池并不是很適用，尤其是對變電站直流系統中所使 用的蓄電池組則不能達到在線監測的目的。利用在 蓄電池組的兩端迭加一個交流信號頻率為20Hz, 30Hz或50Hz，本文以50Hz為例)，可在線測量電 阻。通過測量單個蓄電池的交流電壓U_b，和由電流 互感器取得的交流電流I_b)，在忽略蓄電池組電容影響后，求得R_b=U_b/I_b。

? ? ? ?由圖1可知，蓄電池交流電壓U_b和電流I_b，可通過接入測量裝置獲得。由于該裝置運行時蓄電池組接到整個直流系統中，交流信號必然流經負載部分,直流供電質量的指數下降，可以調整交流信號發生器的輸出電壓到一很小的幅值如0.1 V)，且盡量減少干擾以達到可以忽略不計的程度。此外，由于蓄電池本身的電容存在，在用上述公式取內阻時，也必然產生誤差。