蓄电池的检测

蓄电池de检测方案
一、检测目的
由于汽车上的需要，我们购买到了一台蓄电池。

但出于对蓄电池质量、安全等方面的考虑，特对其进行检测。

并制定出一套完整的检测方案。

并选择其几项重要的性能指标进行检测。

二、检测要求
符合以下三个标准：
①GB/T2828.1-2003 按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划
②ZBT35001 电器硬设备基本技术条件
③ZBT36009 电器接线柱标记
三、蓄电池的性能指标
①蓄电池的电压
②蓄电池的容量
③蓄电池的使用寿命
④蓄电池的效率
⑤蓄电池的自放电
⑥蓄电池的放电深度与荷电态
⑦蓄电池内阻的检测
⑧蓄电池的串联与并联
四、蓄电池的检测项目
①蓄电池的外观检测
②蓄电池的主要性能指标检测
③蓄电池的好坏检测
五、检测具体的方法
1、蓄电池的外观检测：
检查产品的标志和标识，其内容包括生产厂家、规格型号、商标、正负极。

如果上述内容缺漏，这项检测即为不格。

外观检查中应特别小心所标内容与实际不符的情况。

外观检查还应该考核蓄电池外壳质量。

确保外壳硬度、注液孔等指标。

2、蓄电池的电压检测：
方法一：如图所示，蓄电池的输出电压为12V，利用万用表进行检测。

先把万用表打到20V档，让后红棒头与黑棒头分别接到蓄电池的正极和负极。

根据万用表显示出的电压判断蓄电池的电压是否正常。

但这种测量不准确！因为测量内无负载，所以测量的不一定是蓄电池的实际电压。

方法二：用蓄电池检测仪测量蓄电池接线柱间的断路电压时，如果检测出来的电压等于或大于12.5V时，这是说明蓄电池正常。

但是如果电压低于12.5V，则说明蓄电池存在问题或欠压。

3、蓄电池容量检测：
测试需要的准备：
1、测试必要的工具准备
测试所需工具包括：绝缘手套、万用表、测温仪、钳形直流表、蓄电池内阻仪、棘轮扳手、测试记录表、警示标示、防护眼镜、手电筒、PH试纸。

2、环境检查
机房环境检查：机房应该凉爽、干燥，机房内的通风和制冷设备需运行正常，温湿度监控设备运行正常。

UPS设备检查：协调UPS厂家技术人员对设备参数进行确认，根据电池方提供的数据设置UPS参数，其中包括：放电截止电压、均充限流、均充时间限制、均浮充电压的设置。

3、电池检查
电池外观检查：检查外观是否清洁，有无液体或污渍，如有液体或污渍可借助PH试纸帮助判断，并做好设备间的清洁工作帮助对故障点的判断。

4、人员准备
方法一：传统容量测试法。

将蓄电池接上假负载，并接上电压表与电流表。

调整负载大小使得放电电流保持在一个定值，当蓄电池的端电压到达放电终止电压时放电测试结束。

然后根据测出的放电时间和放电电流来计算其容量。

方法二：电源监控控制测试法。

此方案利用电源本身的监控，实现对蓄电池在设定时间，设定放电电流（满负荷）的放电，通过放电后电池组的参量变化，来初步估算蓄电池的容量。

电源监控控制测试法不需另外增加其它电池容量检测设备。

方法三：曲线比较法。

利用蓄电池容量检测设备对蓄电池进行几分钟的放电后再充电，将此过程中记录的数据绘制成曲线，对比该型号蓄电池的特性曲线数据库，进而分析蓄电池的剩余容量。

曲线比较方法的特点：
（1）用测试后所得的曲线可以比较直观的分析蓄电池的状态；
（2）测试蓄电池时，需要该型号的容量分析数据库，制作此数据库需要一定的时间；
（3）如负载太小，小于10小时放电率的电流或负载电流波动太大，需连接智能负载。

方法四：交流检测法。

交流检测法特点：
（1）不改变电源系统的任何工作状态；
（2）可以长时间将蓄电池容量测试仪连接在电池两端，便于日常的蓄电池维护；（3）由于测试时整流模块在工作，直流端的谐波可能影响测试结果；
（4）不需另接任何测试用负载。

方法五：直流检测法。

根据蓄电池的特性，控制蓄电池以一定电流放电，实时记录保存放电过程中蓄电池的电压、电流。

待蓄电池的端电压相对稳定时，瞬间增加蓄电池放电电流，记录保存此过程中蓄电池的电压、电流。

然后分析蓄电池瞬间增大电流放电数据，计算蓄电池的内阻，对比电池厂家的电池特性数据，根据内阻与容量的相关性，分析计算蓄电池的容量。

直流检测法特点：
（1）在负载瞬时变化过程中，要求采样频率和精度较高；
（2）由于没有充电模块的参与，直流输出端的谐波影响较小；
（3）测试过程中需要人工控制。

检测方案：本测试方案依据国标GBT19638.2-2005和行业标准YD/T799-2010制定。

在多种容量测试方案的选择上，受资金和设备的制约，实际工作中更多采用在线容量测试，由于后端负载稳定，以恒电流放电，根据放电电流的大小，又分为10小时率放电测试，3小时率放电测试等。

因为本项目中电池放电电流在100A 左右，并对应电池厂家提供的（蓄电池恒电流表/恒功率表）查得，此电池的10小时率放电电流为108.5A，故实际电流满足测试要求。

本次测试采用10小时率放电测试。

（1）完全充电的蓄电池静置1h~24h，在25℃±5℃环境中开始放电。

（2）放电前，在电池浮充状态下测量并记录电池的电压和内阻。

（3）放电前，对所有操作人员进行交底，包括技术交底和安全交底。

（4）放电开始前后应测量蓄电池的端电压，放电时应测量电流，其电流波动不得超过规定值的1%
（5）放电期间应测量蓄电池的端电压及室温，10h率试验的测量时间间隔为1h，3h率试验的测量时间间隔为1h，1h率试验的测量时间间隔为10min，放电末期应随时测量，以保证准确确定终止电压时间。

（6）如果温度不是25℃，则需按照公式（1）换算成25℃的容量。

Ce=Ct/[1+K(t-25℃)] (1)
式中：
t——放电时的环境温度
K——温度系数：10h率容量测试时，K=0.006/℃
3h率容量测试时，K=0.008/℃
1h率容量测试时，K=0.01/℃
（7）对并机系统，每次操作一台测试，保证其余两台作为备份保证负载的安全供电。

（8）对放电过程中的电压及时测量并记录，并在操作区域挂警示标示。

测试结论
截取部分如下：
根据记录数据可知目前电池容量达到设计要求，运行正常。

由于电池采用卧式安装，且安装在金属壳内，外观需抽出电池检查，在检查过程中发现个别电池底部有破损，而在浮充时的电压和内阻值上都无法检查出来，这也凸显了外观检查的必要性，由于在前期的方案中对故障应急处理有说明，测试前已备有电池，对于破损电池的处理十分及时，保障了客户设备的安全稳定，4、 蓄电池的效率：
试验设备：
微电脑蓄电池循环充放电测试仪。

检测方法：
利用仪器测量出蓄电池的放电量，再测出充电量，再测出放电量。

利用公式：%100⨯=充电量
放电量充电效率 5、蓄电池放电深度的检测：
测量设备：
利用蓄电池循环放电测试仪。

检测方法：
先测量出蓄电池的有效放电容量，再比上蓄电池的额定容量。

%100⨯=额定容量
有效放电容量蓄电池的放电深度 6、蓄电池内阻的检测：
目前测量蓄电池内阻的常见方法有：
方法一：密度法
密度法主要通过测量蓄电池电解液的密度来估算蓄电池的内阻，常用于开口式铅酸电池的内阻测量，不适合密封铅酸蓄电池的内阻测量。

该方法的适用范围窄。

方法二：开路电压法
开路电压法是通过测量蓄电池的端电压来估计蓄电池内阻，精度很差，甚至得出错误结论。

因为即使一个容量已经变得很小的蓄电池，再浮充状态下其端电压仍可能表现得很正常。

方法三：直流放电法
直流放电法就是通过对电池进行瞬间大电流放电，测量电池上的瞬间电压降，通过欧姆定律计算出电池内阻。

虽然这种方法在实践中也得到了广泛的应用，
但是它也存在一些缺点。

如用该方法对蓄电池内阻进行检测必须是在静态或是脱机状态下进行，无法实现在线测量。

而且大电流放电会对蓄电池造成较大的损害，从而影响蓄电池的容量及寿命。

方法四：交流注入法
交流法通过对蓄电池注入一个恒定的交流电流信号IS，测量出蓄电池两端的电压响应信号V o，以及两者的相位差由阻抗公式来确定蓄电池的内阻R。

该方法不需对蓄电池进行放电，可以实现安全在线检测电池内阻，故不会对蓄电池的性能造成影响。

但该方法需要测量交流电流信号Is,电压响应信号V o，以及电压和电流之间的相位差，由此可见这种方法不但干扰因素多，而且增加了系统的复杂性，同时也影响了测量精度。

为了解决上述各方法的缺陷，采用了四端子测量方式，将蓄电池两端上的电压响应信号通过交流差分电路与产生恒定交流源的正弦信号经过模拟乘法器相乘，再将模拟乘法器的输出电压信号通过滤波电路，使交流信号转变为直流信号，直流信号经直流放大器放大后进行模数转换，将转换后的值送入单片机进行简单处理。

7、蓄电池好坏检测：
蓄电池的优劣通常是根据蓄电池的电动势及其内阻的大小来判断的；电动势是指蓄电池外开路情况下正、负极间电位差。

内电阻是指蓄电池在充放电时，蓄电池内部所呈现的电阻。

对电池在充电时。

电池电压升高很快，而在对其放电时，端电压又下降很快则说蓄电池的内阻大，其容量小为不良电池；另有蓄电池的电动势（两端悬空）为正常值，但用蓄电池容量测试表测之，反映为很小或为零，则此蓄电池内极板脱落；此电池为报废电池检测。

方法一：从外观判断
观察外观有无变形、凸出、漏液、破裂炸开、烧焦、螺丝连接处有无氧化物渗出等。

方法二：带载测量
若外观无异常，UPS工作于电池模式下，带一定量的负载，若放电时间明显短于正常放电时间，充电8小时以后，乃不能恢复正常的备用时间，判定电池老化。

方法三：万用表测量
A 、电池放电模式下测量：测量电池组中各个电池端电压，若其中一个或多个电池端电压显明高于或低于标称电压（标称电压12V/节），判断电池老化。

B 、市电模式下测量：电池组中各个电池端的充电电压，若其中一个或多个电池的充电电压显明高于或低于其他电压，判定电池老化。

C、测电池组的总电压：电池组总电压明显低于标称值（以C1K电池组标称值是36V为例），充电8小时后乃不能恢复到正常值，即使恢复到正常值，放电时间达不到正常放电时间，判定电池老化。

方法四：仪器测试
一般采用蓄电池放电测试仪，把测试仪两正负测钳分别夹持蓄电池正负电极，按下测试按钮，观察测试仪表指示情况：
（1）如果仪表指示电压12V以上说明蓄电池状态良好。

（2）如果低于12V但是指针处于某个数值不动说明蓄电池处于亏电状态，需要补充充电。

（3）如果指针慢慢下降说明蓄电池内部有短路现象。

（4）指针快速下降为0V说明蓄电池内部有断路。

方法五：经验法
观察蓄电池电解液是否浑浊，浑浊说明蓄电池正极板软化。

观察蓄电池
底部是否有沉淀物，如有说明极板脱落蓄电池容量已存在不足。

用手敲击蓄电池两个电极桩如果听到有空洞的声音说明极桩与极板发生断裂。

用一粗导线短路正负极桩观察蓄电池各个加液孔，如发现某隔出现气泡说明该隔已损坏。