1前言

本文所探討的蓄電池是作為后備電源使用的，平時處于充電狀態(tài)，與充電裝置的輸出并聯(lián)，一旦市電中斷，蓄電池立即開始放電。與循環(huán)深度放電使用情況相比，由于蓄電池長期處于浮充狀態(tài)，即使偶然放電，因放電深度與市電中斷時間有關(guān)，因此很難獲得蓄電池的保有容量。在電池運(yùn)行過程中檢測蓄電池的劣化程度（SOH-Stateofhealth），是用戶最為關(guān)心的問題，也是后備方式使用蓄電池的最大難題之一。

目前，主要有7個方面的蓄電池檢測/監(jiān)測技術(shù)研究內(nèi)容：

（1）以檢測浮充數(shù)據(jù)為主的被動方法；

（2）傳統(tǒng)的深度放電測試；

（3）新的部分放電測試技術(shù)；

（4）放電狀態(tài)剩余電量（SOC-Stateofcharge）估計(jì)；

（5)蓄電池阻抗檢測和分析；

（6）智能電池技術(shù)；

（7）蓄電池壽命預(yù)測的研究。

2放電剩余電量計(jì)算

大多數(shù)使用VRLA的場合都需要在放電過程中得知剩余電量信息，此信息可能用百分比或剩余工作時間等方式表示。在蓄電池電量耗盡前需要完成某些操作，關(guān)停設(shè)備或啟動其它發(fā)電設(shè)備。完全充電后的VRLA的放電剩余電量與電池的劣化程度有關(guān)，還與放電的電源大小、溫度相關(guān)，尤其是在高倍率下。

與SOC相關(guān)的研究主要集中在電動汽車（EV-ElectricalVehicle）的“油料表”（Gauge），它必須準(zhǔn)確指示剩余電量，以便及時充電，而EV的變電流使用方式和剎車電量回授的影響使得SOC的計(jì)算更為復(fù)雜。

目前的SOC計(jì)算方法有以下幾種。

（1）電壓—電量對應(yīng)

世界最大的電池電量儀表制造商CURTIS公司的產(chǎn)品，部分使用電壓—電量對應(yīng)方法。

（2）安時積分法

針對電動汽車的電池使用特點(diǎn)，研究了計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)的電量計(jì)量方法。

（3）peukert定律

一種計(jì)算在不同電流和溫度下放電容量的方法，其系數(shù)的確定較為困難。對于劣化到一定程度的電池，該定律是否仍然有效，目前還沒有相關(guān)證實(shí)。

（4）阻抗分析

KennethBundy等人進(jìn)行了通過阻抗譜數(shù)據(jù)的分析預(yù)測鎳氫(Ni/MH)電池的SOC，獲得了最大誤差為7%的預(yù)測效果；AlvinJ.Salkind等采用模糊邏輯算法，分析3個不同頻點(diǎn)的阻抗虛部預(yù)測Li/SO2和Ni/MH電池的SOC亦獲得5%的準(zhǔn)確度。

（5）復(fù)合技術(shù)

部分研究是采用以上幾種方法的復(fù)合。

由于備用方式與循環(huán)深度放電使用方式存在本質(zhì)的區(qū)別，如何計(jì)算備用方式的SOC受劣化程度的影響仍是目前的難題。

深度放電測試被公認(rèn)為最可靠的后備電池性能測試方法。

在許多的場合，為了確保電源系統(tǒng)的可靠性，定期對蓄電池部分放電檢查電池的連接和性能，或者深度放電檢驗(yàn)電池的保有容量。放電測試存在局限性、風(fēng)險(xiǎn)大，需要人工參與，而且對電池壽命影響很大。電力的有關(guān)規(guī)程要求對蓄電池定期進(jìn)行容量核對性放電，但在實(shí)際執(zhí)行中，大部分仍然只作30%—50%的放電。部分UpS設(shè)計(jì)有自動放電功能，即按一定周期啟動測試功能，由于放電的深度一般都很小，而且放電過程只測量了整組電池的電壓，單個電池的劣化還是不能及時發(fā)現(xiàn)。

浮充數(shù)據(jù)監(jiān)測主要有以下內(nèi)容。

（1）電池組電壓檢測

浮充電壓作為VRLA電池運(yùn)行的最主要條件，是檢測的首要參數(shù)。檢測的主要目的是使電池處于合理的浮充電壓下。電池組電壓測量，可以發(fā)現(xiàn)充電機(jī)的參數(shù)設(shè)置是否正確。整組電池監(jiān)測功能一般設(shè)計(jì)在整流電源內(nèi)，測量電池組的電壓、電流和溫度，進(jìn)行充電和放電管理，在電池放電時電池組電壓低至某下限時報(bào)警。大部分產(chǎn)品可以根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)整電池的浮充電壓，

（2）單電池電壓檢測

由于蓄電池是串聯(lián)運(yùn)行，整組電池的電壓由充電機(jī)的輸出來決定，充電機(jī)的正確工作并不能保證每個單電池的工作狀態(tài)正常。單電池電壓監(jiān)測裝置可以測量電池組中每個單電池的浮充電壓，判斷單電池是否充滿或者被過充電、欠充、過放電等情況。根據(jù)有關(guān)研究，電池的開路電壓可以在一定程度上反應(yīng)電池的SOC和SOH，但浮充電壓的高低與蓄電池的保有容量和劣化程度的關(guān)系尚不明確。

（3）浮充電壓匹配程度檢測

由于一組電池中單電池的老化程度不一樣會影響到浮充電壓的均衡性。基于某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，中點(diǎn)電壓（MpV--MidpointVoltage）方法作為一種簡單廉價(jià)的檢測方法曾被討論和測試。

（4）浮充電流

這是從電池本身的角度探討浮充電流的變化情況，電池的不同劣化程度會影響到浮充電流。對于一組電池，因?yàn)殡姵厥谴?lián)運(yùn)行，可接受的浮充電流差異會體現(xiàn)在電池的電壓上。并且，浮充電流的測量是很困難或是成本較高的方法，現(xiàn)實(shí)中很少應(yīng)用，有些檢測裝置的浮充電流數(shù)據(jù)的可靠程度不高，也很難進(jìn)一步處理。

1996年我國原郵電部發(fā)布了《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》的標(biāo)準(zhǔn)，目的在于規(guī)范監(jiān)測產(chǎn)品和技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)中明確要求監(jiān)測到每一個單電池。目前，電信部門使用的產(chǎn)品大多都是依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)/生產(chǎn)的。制定標(biāo)準(zhǔn)后，電信運(yùn)維部門期望監(jiān)測設(shè)備能夠起到重要作用，而實(shí)際情況是，在浮充狀態(tài)，監(jiān)測設(shè)備只能發(fā)現(xiàn)極個別性能很差、浮充電壓超常的電池。對于浮充電壓的小幅值差異監(jiān)控系統(tǒng)并沒有區(qū)別和處理的依據(jù)，也就是對于電池性能變壞、電池容量已經(jīng)大幅下降，這時如果電池浮充電壓變化不明顯，監(jiān)控系統(tǒng)不會發(fā)出警報(bào)，而只是當(dāng)放電時發(fā)現(xiàn)某電池的放電電壓（或曲線）異常才有警告，但一般為時已晚。

在對每個單電池進(jìn)行電壓檢測的前提下，對電池組進(jìn)行放電是一種有效的測量方法。電池是一個非線性動力學(xué)系統(tǒng)，將電池放電至其下限電壓，或稱完全放電是測試電池性能的最可靠方法。在此基礎(chǔ)上，人們期望通過部分放電來預(yù)測完全放電的數(shù)據(jù)。

目前，有針對三種不同測量方法的部分放電方式。