專利名稱:一種電池剩蓄電容量的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是指一種電池特性的測試方法,詳而言之乃是指一種電池剩余蓄電容量的測試方法。
按,電腦或通信機(jī)房為維持在市電中斷或整流設(shè)備故障時(shí),能提供直流電流繼續(xù)維持各項(xiàng)設(shè)備的正常動(dòng)作,必須使用各種蓄電池組,平時(shí)該蓄電池組并接于整流設(shè)備浮充(Floating charge),保持在充滿狀態(tài)以備不時(shí)之需。
蓄電池組被安裝妥當(dāng),完成初充電(Initial charge)及放電試驗(yàn)并再充電以后,即被加入直流供電系統(tǒng)使用,然而蓄電池經(jīng)過一段時(shí)間以后,常易因活性(有效)物質(zhì)的脫落,或極板硬化等因素而變壞,使蓄電容量逐漸減低,且其內(nèi)阻亦逐漸增加。通常此種不良狀況電池在整組蓄電池中可能僅一兩個(gè),但由于整組電池是各個(gè)單電池串聯(lián)組成,因此其中一個(gè)電池的剩余蓄電容量不足或內(nèi)阻過大,將造成電池在放電時(shí),該不良電池可能造成逆充電,而成為該電池組的負(fù)載,近而嚴(yán)重的影響該組電池的供電能力。因此我們必須用各種方法來了解電池組的剩余蓄電能力和其特性,以保證當(dāng)市電中斷時(shí),不致于因電池組不良使通信設(shè)備或不斷電系統(tǒng)癱瘓。
關(guān)于傳統(tǒng)蓄電池組剩余蓄電容量試驗(yàn)方法。
傳統(tǒng)蓄電池組剩余蓄電容量試驗(yàn)是將電池組與其所供電的設(shè)備(如通信設(shè)備或電腦設(shè)備等不斷電系統(tǒng))分離,并接上假負(fù)載(如電阻等)來作放電試驗(yàn),由于放電試驗(yàn)的電流與時(shí)間決定于電池的容量(AH安培小時(shí)),因?yàn)橐话惴烹娫囼?yàn)是以10小時(shí)或8小時(shí)放電,故如3200AH的電池,以8小時(shí)率放電,則電流為400A,所以每作一組電池的容量試驗(yàn),需要花數(shù)小時(shí)的放電,和十幾小時(shí)的充電,才能估算出其容量,且在整個(gè)試驗(yàn)中心須有人隨時(shí)在旁照料,記錄每一電池的電壓,電解液的比重,溫度等,十分耗費(fèi)人力與時(shí)間,且浪費(fèi)能源,特別是以目前區(qū)域通信設(shè)備為例,其蓄電池組包含有二十四個(gè)以上電池,要隨時(shí)判知各個(gè)電池特性、好壞,十分不容易,不僅電池組的維護(hù)成本高,且不能保證當(dāng)市電中斷時(shí)具有預(yù)期的供電能力。
緣是,本發(fā)明人針對上述缺失,乃苦心研發(fā)“一種電池組特性的測試方法”并獲第60688號(hào)發(fā)明專利在案,該案的主要技術(shù)是利用充、放電期間,各電池的電壓及電流會(huì)自動(dòng)經(jīng)由多回路電壓測試器送至電腦記錄,等充、放電測試完成后,電腦將依電池組的各電池的端電壓,計(jì)算出各別電池在放電時(shí)與充電時(shí)內(nèi)阻的特性,由內(nèi)阻特性繪成曲線,并依序繪成電池組特性曲線比較圖,借由該特性曲線比較圖的間距以判知電池組的個(gè)別電池特性。
然而上述發(fā)明案仍有不足之處,其在于特性曲線比較圖,是將各電池特性曲線并繪于同一比較圖上,由于曲線數(shù)量過多,若尺寸比例(SIZE SCALE)不適當(dāng)放大,易生混雜而影響判讀,且其是利用視線去判讀電壓一內(nèi)阻曲線的變化,而得知較差電池,但對任何電池而言,并無法得知其個(gè)別剩余蓄電容量;同時(shí),其充、放電測試時(shí)間仍長約略50-60分鐘,在時(shí)間上仍覺過長。
有鑒于此,本發(fā)明的主要目的,乃在于提供一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其針對各個(gè)電池的剩余蓄電容量作一數(shù)據(jù)化判讀,可明確提供判讀者。
本發(fā)明的再一目的乃在于提供一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其測試時(shí)間短,具有快速效益,可大量減少時(shí)間及成本的耗費(fèi)。
本發(fā)明一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其特征在于,是將電池施以放電一小段時(shí)間,同時(shí)測取電池端電壓值及放電電流值,并利用電池端電壓與放電率于該區(qū)段間具有一反比的比例常數(shù),則求得放電率,再將該放電率乘以放電電流,即可得剩余蓄電容量;其中該區(qū)段的反比比例常數(shù)除以端電壓值,即可求得放電率;其中端電壓值是利用反比的關(guān)系,以插入法對比出放電率;其中端電壓值是利用反比的關(guān)系,以圖表法對比出放電率。
有關(guān)本發(fā)明的較具體方法、功效及特點(diǎn),可由以下實(shí)施例配合
而得充分了解,其中圖1是為放電電流I1下,其端電壓與放電率的關(guān)系圖。
首先,本案一種電池剩余蓄電容量的測試方法,需建立在放電時(shí),電池特性的基本理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)值的判別推斷,茲將予以說明如下(一)電池內(nèi)阻R與電池端電壓V下降值約略成正比由于電池在放電過程中,電池內(nèi)阻與端電壓相互間的理論關(guān)系如下放電電流I×電池內(nèi)阻R=電池的化學(xué)電勢E-端電壓V因電池在浮充狀態(tài)下,電池的化學(xué)電勢E可視為一常數(shù),且放電電流I為特定值,所以電池內(nèi)阻約略與端電壓V下降值成正比;亦即內(nèi)阻R愈大,端電壓V下降值愈大。
(二)電池內(nèi)阻R與剩余蓄電容量C約略成反比在實(shí)驗(yàn)過程顯示,電池放電時(shí)剩余蓄電容量C愈大,內(nèi)阻R愈小;反之,內(nèi)阻R愈大時(shí),剩余蓄電容量C愈小。
(三)電池端電壓V下降值與剩余蓄電容量C約略成反比由上述(一)、(二)的推理判斷,電池內(nèi)阻R與端電壓V下降宜及剩余蓄電容量C的互動(dòng)關(guān)系,可知電池端電壓V下降值與剩余蓄電容量C成反比,亦即剩余蓄電容量C愈大,則端電壓V下降值愈小。
(四)電流與放電率K約略成反比由于剩余蓄電容量C=放電電流I×放電率K因此放電電流一定時(shí),放電率K與剩余蓄電容量C成正比,亦即由(三)推斷該放電率K與端電壓V下降值成反比。
上述(一)、(二)、(三)、(四)的推斷過程,主要系大膽假設(shè)端電壓V下降值與放電率K的在系,此乃由于在電池放電過程中,其在可測得的某特定放電電流I下,其端電壓V可測得,但剩余蓄電容量C并無法得知,因此經(jīng)過此實(shí)驗(yàn)與理論基礎(chǔ)下而推斷電池的端電壓V下降值與放電率K約略成反比,再經(jīng)本發(fā)明人于放電測試過程中,于特定電流I1下,記載端電壓V與放電率K的互動(dòng)座標(biāo),如圖1所示,可知其線段雖為波動(dòng)且呈雙段,但在小區(qū)段的線段區(qū)隔下,其反比關(guān)系仍可成立,并可求出其反比比例常數(shù)F;事實(shí)上,經(jīng)本發(fā)明在不同的特定放電電流12、13、14……下,記載端電壓V與放電率K的互動(dòng)關(guān)系雖為波動(dòng)且呈多段,但小區(qū)段的線段區(qū)隔下,該端電壓與放電率的反比關(guān)系均可成立,且不同區(qū)段下,不同的反比比例常數(shù)F均可求得亦即在不同的某特定放電電流I下,該電池組端電壓V與放電率K在不同的小區(qū)段下,其關(guān)系如下
因此,在不同的放電條件,該F(比例常數(shù))均可以實(shí)驗(yàn)方式求出或以電池端電壓V與
的關(guān)系以插入法或表列對比而出;有鑒于此,本發(fā)明一種電池剩余蓄電容量的測試方法的步驟如下(A)將電池施以放電一小段時(shí)間(約略5分鐘);(B)測取電池的端電壓V值及放電電流I值;(C)利用電池的端電壓V值與放電率K于該小區(qū)段放電過程約略成一預(yù)定的反比F關(guān)系,利用此反比關(guān)系F求得放電率K;(D)再將此放電率K乘以測得的放電電流I,即可得剩余蓄電容量C。
該上述的方法,所得的剩余蓄電容量是為一單純數(shù)字,換言之,本方法是將電池的蓄電容量予以數(shù)據(jù)化;且測試時(shí)間極短,與傳統(tǒng)試驗(yàn)方法于長時(shí)間僅能檢測出較差電池,且需憑肉眼判斷曲線的方式的不明確性,截然不同,再經(jīng)實(shí)際執(zhí)行結(jié)果,為檢驗(yàn)其準(zhǔn)確度,測得數(shù)據(jù)的剩余蓄電容量值后,再以傳統(tǒng)電池蓄電容量放電時(shí)間相比較后,其準(zhǔn)確度可高達(dá)75%-95%左右,如再以溫度或其它因素作修正,準(zhǔn)確率將可為提升。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明剩余蓄電容量均能明確的以數(shù)據(jù)化,雖準(zhǔn)確度未達(dá)百分之百,但仍能以小誤差的數(shù)據(jù)提供給檢測者作予電池劣化與否的判斷;而無傳統(tǒng)檢測者以肉眼判斷眾多曲線變化而易產(chǎn)生混淆。
(2)本發(fā)明的測試時(shí)間極短,且有快速效益,可大量減少時(shí)間及電力、人力的成本耗費(fèi)。
綜上所陳,本發(fā)明一種電池剩余蓄電容量的測試方法乃為一國內(nèi)外已知電池測試方法上的新發(fā)明,且具有產(chǎn)業(yè)價(jià)值,且附合專利的新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性,特提出專利申請。
權(quán)利要求
1.一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其特征在于,是將電池施以放電一小段時(shí)間,同時(shí)測取電池端電壓值及放電電流值,并利用電池端電壓與放電率于該區(qū)段間具有一反比的比例常數(shù),則求得放電率,再將該放電率乘以放電電流,即可得剩余蓄電容量。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其特征在于其中該區(qū)段的反比比例常數(shù)除以端電壓值,即可求得放電率。
3.按權(quán)利要求1所述的一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其特征在于其中端電壓值是利用反比的關(guān)系,以插入法對比出放電率。
4.按權(quán)利要求1所述的一種電池剩余蓄電容量的測試方法,其特征在于其中端電壓值是利用反比的關(guān)系,以圖表法對比出放電率。
全文摘要
本發(fā)明是指一種電池特性的測試方法,詳而言之乃是指一種電池剩余蓄電容量的測試方法,是將電池施以放電一小段時(shí)間,同時(shí)測取電池端電壓值及放電電流值,并利用電池端電壓與放電率于該區(qū)段間具有一反比的比例常數(shù),則求得放電率,再將該放電率乘以放電電流,即可得剩余蓄電容量。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1212373SQ9711691
公開日1999年3月31日 申請日期1997年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月19日
發(fā)明者蔡偉建 申請人:群菱工業(yè)股份有限公司