蓄电池内阻分析与测试

       蓄电池的内阻由欧姆极化(导体电阻)、电化学极 化及浓差极化电阻三部分组成。在充放电过程中电阻 是变化的，充电过程内阻由大变小，反之内阻增加。温 度对蓄电池内阻也颇有影响，低温状态如0℃以下， 温度每下降10℃，内阻约增大15%。其中因硫酸溶 液粘度变大，而使电阻增加是重要的原因之一。在 较高温度时，如10℃以上，硫酸离子的扩散速率提 高了浓度，极化作用将明显减小，极化电阻下降，但 导体电阻却随温度增加而上升，不过上升的速率较 小。蓄电池的内阻与放电电流的大小有关。瞬间的大 电流放电，由于极板空隙内的硫酸溶液迅速稀释，而 极板孔外90%以上溶液中硫酸分子来不及扩散到 极板空隙中去，极板孔中溶液电阻增加，端电压明显下 降。但停止放电后，随着浓度高的硫酸分子向极板空 隙中扩散，极板孔中溶液电阻下降，端电压回升。

       对于蓄电池内阻的测定有以下方法。

       a.对充足电的蓄电池，先测取其开路电压 U₀，然后以电流I_kt=1.0-1.5 C₁₀AC₁₀。为蓄电池10h 放电率额定容量，下同)放电，测取放电瞬间电压 U_t，则蓄电池内阻R_b,= (U₀– U_b) /I_kt用示波器测定 0-1s冲击放电电流入I_kt及放电瞬间电压U_t)。

       b. IEC896.2-1995标准提出了一种方法，对充 足电的蓄电池，先以I₂=2~4C₁₀A的电流放电20s后，测取电压U₁，放电时间不超过25s，立即断开放电回路。静置2-5 min不再充电，然后再以人I₂=2~4C₁₀A 的电流放电5s，测取电压U₂。计算蓄电池内阻R_b=(U₁-U₂)/(I₂-I₁)。

       c.以上两种方法对于电力系统中所使用的蓄电 池并不是很适用，尤其是对变电站直流系统中所使 用的蓄电池组则不能达到在线监测的目的。利用在 蓄电池组的两端迭加一个交流信号频率为20Hz, 30Hz或50Hz，本文以50Hz为例)，可在线测量电 阻。通过测量单个蓄电池的交流电压U_b，和由电流 互感器取得的交流电流I_b)，在忽略蓄电池组电容影响后，求得R_b=U_b/I_b。

       由图1可知，蓄电池交流电压U_b和电流I_b，可通过接入测量装置获得。由于该装置运行时蓄电池组接到整个直流系统中，交流信号必然流经负载部分,直流供电质量的指数下降，可以调整交流信号发生器的输出电压到一很小的幅值如0.1 V)，且尽量减少干扰以达到可以忽略不计的程度。此外，由于蓄电池本身的电容存在，在用上述公式取内阻时，也必然产生误差。