科士達(dá)蓄電池
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科士達(dá)蓄電池的容量是指它的蓄電能力。它是以充足了電的蓄電池，放電至規(guī)定的終止電壓的電量。標(biāo)準(zhǔn)YD/T799-2002規(guī)定2V、6V、12V密封蓄電池的額定容量均為標(biāo)準(zhǔn)溫度下（25℃）10小時(shí)放電率（I=0.1C10A）的容量。該標(biāo)準(zhǔn)明確指出6V、12V蓄電池的容量以10h放電率為基準(zhǔn)。但是老的行業(yè)慣例并且目前絕大部分廠家為：對(duì)于2V電池，是以10小時(shí)放電率（I=0.1C10A）來(lái)定義容量，而對(duì)于6V和12V電池，則以20小時(shí)放電率（I=0.05C20A）的容量。
放電率與容量的關(guān)系：蓄電池放出的容量隨放電電流的增大而減少。高放電過(guò)程是極板表面的有效物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)制性的變化，生成的硫酸鉛很容易堵塞極板上的小孔，極板深層的有效物質(zhì)就沒(méi)有參加化學(xué)反應(yīng)。這樣蓄電池的內(nèi)阻增大，電壓下降就快，使電池不能放出全部的容量。
10h放電率放出容量為100％，20h放電率放出容量為105％，而3h放電率放出容量為75％，1h放電率放出容量為52％。放電電流與容量的關(guān)系可由下式?jīng)Q定：
Q=Q0(I/I0)n-1
式中Q——I放電電流時(shí)的容量（Ah）
Q0——10h放電率時(shí)的額定容量（Ah）
I0——10h放電率的額定放電電流（A）
I——非10h放電率的放電電流（A）
n——蓄電池放電容量指數(shù)，其值為I/I0＜3 n=1.313; I/I0≥3, n="1".414
什么原因造成科士達(dá)蓄電池鼓脹損害
科士達(dá)蓄電池的電解液是以膠狀凝固在電池極群正、負(fù)極板和隔板之間，使電解液不流動(dòng)，具有高溫環(huán)境下循環(huán)使用可靠性高、充電效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在節(jié)能、減少污染方面也具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
在維護(hù)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，科士達(dá)蓄電池在安裝使用約半年后，個(gè)別膠體電池殼體鼓脹情況非常嚴(yán)重：電池的側(cè)壁和殼蓋均有不同程度的鼓脹；安全閥處漏液非常明顯，電池蓋面的酸液痕跡分布基本上以安全閥為中心呈“噴射”狀；電池漏液造成電池倉(cāng)倉(cāng)體被銹蝕；安全閥口裂紋。
從維護(hù)記錄和現(xiàn)場(chǎng)的情況分析，造成這一現(xiàn)象的原因主要有以下幾個(gè)方面：
一、安全閥對(duì)外排氣不暢。安全閥具有調(diào)整電池內(nèi)部氣壓的作用，正常情況下應(yīng)能夠及時(shí)釋放內(nèi)部氣體。膠體電池在使用初期，由于電池內(nèi)部的電解液比較“富�！�，充電過(guò)程中的氣體析出量大。如果安全閥出現(xiàn)問(wèn)題使排氣不暢，當(dāng)電池在充電過(guò)程中的氣體析出量大到一定程度時(shí)，就會(huì)因“脹氣”導(dǎo)致殼體鼓脹，甚至出現(xiàn)安全閥口開(kāi)裂。
二、開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的管理程序芯片參數(shù)設(shè)計(jì)與膠體電池的使用特性不符。通過(guò)對(duì)比鼓脹電池站點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源參數(shù)設(shè)置和未鼓脹電池站點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源參數(shù)設(shè)置，發(fā)現(xiàn)蓄電池鼓脹站點(diǎn)的開(kāi)關(guān)電源廠家為了讓蓄電池充飽一些，設(shè)計(jì)了續(xù)流均充功能（即充電完成后再用小電流繼續(xù)給蓄電池充電）。當(dāng)電池的均充電流降到10mA/Ah的轉(zhuǎn)換條件時(shí)，均充沒(méi)能轉(zhuǎn)換到浮充程序，而還要進(jìn)行續(xù)流均充（在高溫環(huán)境下續(xù)流階段均充的電流有可能還會(huì)反彈上升，續(xù)流均充的時(shí)間一般為4～10小時(shí)）。加之室外型基站供電條件惡劣，停電頻繁，勢(shì)必造成開(kāi)關(guān)電源每次均充都對(duì)電池過(guò)充電，也加速電池電極的腐蝕速率和電池的失水，電池內(nèi)溫度極高導(dǎo)致電池發(fā)生殼體鼓脹。
三、科士達(dá)電池倉(cāng)溫度傳感線沒(méi)有被接入，導(dǎo)致溫度達(dá)到40℃時(shí)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)從均充到浮充的轉(zhuǎn)換。在高溫環(huán)境下，溫度補(bǔ)償功能的失效，實(shí)際上就是提高了電池組總的浮充電壓，這直接導(dǎo)致電池的末期充電電流不能降低，反而會(huì)使充電電流成倍數(shù)增高，并持續(xù)影響電池內(nèi)部析氣和發(fā)熱，從而加劇膠體電解液水的電解，引起電池鼓脹。
四、電池通風(fēng)條件差。電池柜的設(shè)計(jì)由于充分考慮防盜安全性，而導(dǎo)致電池組的通風(fēng)和自然散熱能力差，電池組在充電過(guò)程中產(chǎn)生的溫度得不到及時(shí)擴(kuò)散，這也對(duì)電池發(fā)生殼體鼓脹產(chǎn)生一定影響。
科士達(dá)蓄電池怎樣測(cè)量電池內(nèi)阻
科士達(dá)蓄電池怎樣測(cè)量電池內(nèi)阻
科士達(dá)蓄電池，科士達(dá)電池，科士達(dá)UPS電源
（1）密度法
密度法主要通過(guò)測(cè)量科士達(dá)蓄電池電解液的密度來(lái)估算蓄電池的內(nèi)阻，常用于開(kāi)口式鉛酸電池的內(nèi)阻測(cè)量，不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測(cè)量。該方法的適用范圍窄。
（2）開(kāi)路電壓法
開(kāi)路電壓法是通過(guò)測(cè)量蓄電池的端電壓來(lái)估計(jì)蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋�(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池，再浮充狀態(tài)下其端電壓仍可能表現(xiàn)得很正常。
（3）直流放電法
直流放電法就是通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行瞬間大電流放電，測(cè)量電池上的瞬間電壓降，通過(guò)歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用，但是它也存在一些缺點(diǎn)。如用該方法對(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。而且大電流放電會(huì)對(duì)蓄電池造成較大的損害，從而影響蓄電池的容量及壽命。
（4）交流注入法
交流法通過(guò)對(duì)蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號(hào)IS，測(cè)量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號(hào)Vo，以及兩者的相位差
相位差
由阻抗公式
阻抗公式
來(lái)確定蓄電池的內(nèi)阻R。該方法不需對(duì)蓄電池進(jìn)行放電，可以實(shí)現(xiàn)安全在線檢測(cè)電池內(nèi)阻，故不會(huì)對(duì)蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測(cè)量交流電流信號(hào)Is,電壓響應(yīng)信號(hào)Vo，以及電壓和電流之間的相位差
相位差
由此可見(jiàn)這種方法不但干擾因素多，而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也影響了測(cè)量精度。
為了解決上述各方法的缺陷，本文采用了四端子測(cè)量方式，將蓄電池兩端上的電壓響應(yīng)信號(hào)通過(guò)交流差分電路與產(chǎn)生恒定交流源的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬乘法器相乘，再將模擬乘法器的輸出電壓信號(hào)通過(guò)濾波電路，使交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，直流信號(hào)經(jīng)直流放大器放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的值送入單片機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。
2．科士達(dá)蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)原理
由于電池內(nèi)阻為毫歐級(jí)，因此采用常規(guī)的兩端子測(cè)量方法測(cè)量誤差較大，在此采用四端子測(cè)量方式。測(cè)量時(shí)兩個(gè)端子施加一頻率為
恒定交流激勵(lì)電流信號(hào)
的恒定交流激勵(lì)電流信號(hào)，另兩個(gè)端子用于測(cè)量。測(cè)量工作原理圖如圖1所示，響應(yīng)信號(hào)是指蓄電池注入交流恒流源后，在其兩端測(cè)出的交流電壓信號(hào)。而正弦信號(hào)是經(jīng)D/A產(chǎn)生的作為壓控恒流源的輸入信號(hào)。
測(cè)量工作原理圖
設(shè)正弦信號(hào)為：
正弦信號(hào)
（1）
蓄電池兩端的響應(yīng)電壓信號(hào)為：
響應(yīng)電壓信號(hào)
（2）
相位差
為注入蓄電池的交流電流和其兩端響應(yīng)電壓信號(hào)的相位差。
通過(guò)模擬乘法器后有：
通過(guò)模擬乘法器
（3）
K為模擬乘法器的放大系數(shù)。
進(jìn)行低通濾波后濾掉交流成分得：
濾掉交流成分
（4）
由交流法測(cè)內(nèi)阻原理得：
內(nèi)阻
（5）
式中I為交流恒流源信號(hào)的最大值。比較（4）、（5）可得：
蓄電池內(nèi)阻
上式中K、A、I都是已知量，而u為經(jīng)過(guò)A/D采樣送到單片機(jī)進(jìn)行處理的采樣值，所以在單片機(jī)中進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的除法運(yùn)算便能得到蓄電池內(nèi)阻了。
3．交流恒流源的設(shè)計(jì)
成功檢測(cè)蓄電池狀態(tài)的前提是可以提供需要的交流恒流源。恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源裝置。它是一個(gè)電源內(nèi)阻非常大的電源。為了保證內(nèi)阻有較高的測(cè)量精度及較好的重現(xiàn)性，要求恒流電流源有足夠的穩(wěn)定度，并且波形失真度要小。這里所需交流信號(hào)幅度為40mV，頻率為1KHZ。
科士達(dá)UPS電源，科士達(dá)蓄電池 （1）密度法
密度法主要通過(guò)測(cè)量湯淺蓄電池電解液的密度來(lái)估算蓄電池的內(nèi)阻，常用于開(kāi)口式鉛酸電池的內(nèi)阻測(cè)量，不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測(cè)量。該方法的適用范圍窄。
（2）開(kāi)路電壓法
開(kāi)路電壓法是通過(guò)測(cè)量蓄電池的端電壓來(lái)估計(jì)蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋�(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池，再浮充狀態(tài)下其端電壓仍可能表現(xiàn)得很正常。
（3）直流放電法
直流放電法就是通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行瞬間大電流放電，測(cè)量電池上的瞬間電壓降，通過(guò)歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用，但是它也存在一些缺點(diǎn)。如用該方法對(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。而且大電流放電會(huì)對(duì)蓄電池造成較大的損害，從而影響蓄電池的容量及壽命。
（4）交流注入法
交流法通過(guò)對(duì)蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號(hào)IS，測(cè)量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號(hào)Vo，以及兩者的相位差
相位差
由阻抗公式
阻抗公式
來(lái)確定蓄電池的內(nèi)阻R。該方法不需對(duì)蓄電池進(jìn)行放電，可以實(shí)現(xiàn)安全在線檢測(cè)電池內(nèi)阻，故不會(huì)對(duì)蓄電池的性能造成影響。但該方法需要測(cè)量交流電流信號(hào)Is,電壓響應(yīng)信號(hào)Vo，以及電壓和電流之間的相位差
相位差
由此可見(jiàn)這種方法不但干擾因素多，而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也影響了測(cè)量精度。
為了解決上述各方法的缺陷，本文采用了四端子測(cè)量方式，將蓄電池兩端上的電壓響應(yīng)信號(hào)通過(guò)交流差分電路與產(chǎn)生恒定交流源的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬乘法器相乘，再將模擬乘法器的輸出電壓信號(hào)通過(guò)濾波電路，使交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，直流信號(hào)經(jīng)直流放大器放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的值送入單片機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。
2，科士達(dá)蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)原理
由于電池內(nèi)阻為毫歐級(jí)，因此采用常規(guī)的兩端子測(cè)量方法測(cè)量誤差較大，在此采用四端子測(cè)量方式。測(cè)量時(shí)兩個(gè)端子施加一頻率為
恒定交流激勵(lì)電流信號(hào)
的恒定交流激勵(lì)電流信號(hào)，另兩個(gè)端子用于測(cè)量。測(cè)量工作原理圖如圖1所示，響應(yīng)信號(hào)是指蓄電池注入交流恒流源后，在其兩端測(cè)出的交流電壓信號(hào)。而正弦信號(hào)是經(jīng)D/A產(chǎn)生的作為壓控恒流源的輸入信號(hào)。
測(cè)量工作原理圖
設(shè)正弦信號(hào)為：
正弦信號(hào)
（1）
蓄電池兩端的響應(yīng)電壓信號(hào)為：
響應(yīng)電壓信號(hào)
（2）
相位差
為注入蓄電池的交流電流和其兩端響應(yīng)電壓信號(hào)的相位差。
通過(guò)模擬乘法器后有：
通過(guò)模擬乘法器
（3）
K為模擬乘法器的放大系數(shù)。
進(jìn)行低通濾波后濾掉交流成分得：
濾掉交流成分
（4）
由交流法測(cè)內(nèi)阻原理得：
內(nèi)阻
（5）
式中I為交流恒流源信號(hào)的最大值。比較（4）、（5）可得：
蓄電池內(nèi)阻
上式中K、A、I都是已知量，而u為經(jīng)過(guò)A/D采樣送到單片機(jī)進(jìn)行處理的采樣值，所以在單片機(jī)中進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的除法運(yùn)算便能得到蓄電池內(nèi)阻了。
3．交流恒流源的設(shè)計(jì)
成功檢測(cè)蓄電池狀態(tài)的前提是可以提供需要的交流恒流源。恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源裝置。它是一個(gè)電源內(nèi)阻非常大的電源。為了保證內(nèi)阻有較高的測(cè)量精度及較好的重現(xiàn)性，要求恒流電流源有足夠的穩(wěn)定度，并且波形失真度要小。這里所需交流信號(hào)幅度為40mV，頻率為1KHZ。
