【正文】 電池的容量，定義了蓄電池的額定容量。額定容量是蓄電池制造的時候，規(guī)定蓄電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的電量，其單位為Ah。使用條件不同，蓄電池能夠放出的容量也不同。（3）內(nèi)阻蓄電池的內(nèi)阻是指電流流過蓄電池內(nèi)部時所受的阻力，鉛酸蓄電池的內(nèi)阻很小，需要用專門的儀器才可以測得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。一般所指的蓄電池內(nèi)阻是充電態(tài)內(nèi)阻，即蓄電池充滿電時的內(nèi)阻。與之對應(yīng)的是放電態(tài)內(nèi)阻，并且不太穩(wěn)定。蓄電池的內(nèi)阻越大，蓄電池自身消耗掉的能量越多，其使用效率越低。內(nèi)阻很大的蓄電池在充電時發(fā)熱很厲害，使蓄電池的溫度急劇上升，對蓄電池和充電器的影響都很大。隨著蓄電池使用次數(shù)的增多，由于電解液的消耗及蓄電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低，蓄電池的內(nèi)阻會有不同程度的增大，質(zhì)量越差的蓄電池增大的越快。蓄電池內(nèi)部阻抗會因放電量增加而增大，尤其是在放電終止時阻抗最大，主要因?yàn)榉烹姷倪M(jìn)行使得極板內(nèi)產(chǎn)生不良導(dǎo)體硫酸鉛以及電解液比重下降，故放電后務(wù)必馬上充電。若任其持續(xù)放電，則硫酸鉛形成安定的白色結(jié)晶（即硫化現(xiàn)象）后，即使充電，極板的活性物質(zhì)亦無法恢復(fù)原狀，從而將縮短蓄電池的使用壽命。（4）循環(huán)壽命循環(huán)壽命是指蓄電池可經(jīng)歷的重復(fù)充放電次數(shù)。蓄電池的壽命和容量成反比關(guān)系，循環(huán)壽命還與充放電條件密切相關(guān)，一般充電電流越大（充電速度越快），循環(huán)壽命越短。（5）蓄電池的額定電壓國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的蓄電池電壓值為額定電壓，用V表示。（6）電解液電解液是由高純度硫酸和純水組成的無色透明的稀硫酸，它和陰、陽極板起化學(xué)作用，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，同時在蓄電池內(nèi)部起導(dǎo)電作用。 蓄電池性能的判斷因素（1）使用環(huán)境溫度對蓄電池的影響。 目前電廠、供電局使用的絕大多數(shù)為閥控密封鉛酸蓄電池，其最佳工作溫度為25℃，由于其采用密封結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部熱量很難散失。升高10℃，蓄電池的壽命將減少1∕2。所以在蓄電池安裝時也要注意，每節(jié)電池間要保持至少厘米的間距，這樣有利于通風(fēng)。（2）過充電對蓄電池的影響 閥控式密封鉛蓄電池一直都是處于浮充狀態(tài)下工作的，浮充電壓選擇是否妥當(dāng)對電池壽命影響極大。浮充電壓選得偏高或電池溫度升高時，若沒有及時將浮充電壓調(diào)下來，就會造成過充加速電池的失水，導(dǎo)致電池的容量下降。 在電池均充時，均充電壓過高或環(huán)境溫度過高會引起蓄電池內(nèi)部液體溫度升高，由于閥控式蓄電池采用密封結(jié)構(gòu)，熱量不易排除，進(jìn)而也會導(dǎo)致“熱失控”現(xiàn)象的發(fā)生，降低電池的容量。（3）過放電對蓄電池的影響 蓄電池的放電也是有嚴(yán)格規(guī)定的，蓄電池對負(fù)載放電時不能低于規(guī)定的終止電壓，若低于此值則會對蓄電池產(chǎn)生過放，從而導(dǎo)致蓄電池活性物質(zhì)降低而影響其性能及使用壽命，而且很難恢復(fù)。（4）充電設(shè)備的輸出質(zhì)量對蓄電池的影響 目前大量使用的閥控式密封鉛酸蓄電池不同于鉛酸蓄電池或鎘鎳蓄電池，其內(nèi)阻更小，對充電設(shè)備的輸出性能指標(biāo)要求更高。充電設(shè)備與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行時，紋波系數(shù)較大將引起蓄電池長期處于脈動充電放電狀態(tài)，從而加速了蓄電池老化過程，影響蓄電池的使用壽命，同時，由于閥控式密封鉛酸蓄電池采用貧液或少液結(jié)構(gòu)，一次過充或過放，都有可能嚴(yán)重?fù)p壞蓄電池，新型蓄電池的出現(xiàn)對充電設(shè)備在調(diào)節(jié)精度、自動化程度、可靠性等方面提出了新的要求。因此，充電設(shè)備的性能好壞將直接影響蓄電池及整個直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 蓄電池的結(jié)構(gòu)特殊，除漏液、鼓包外，無法從外觀判斷其性能的好壞，所以衡量其性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是通過核對性放電來測試其實(shí)際容量。 本論文所做的主要工作本設(shè)計主要包括探測電路、差分放大電路、幅相檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主處理器模塊以及液晶顯示部分。經(jīng)探測電路取得蓄電池兩端電壓，經(jīng)過差分放大電路將微弱的電壓信號進(jìn)行放大，在幅相檢測電路中測得與參考電壓的比值和相位差，送入主處理器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)處理結(jié)果在液晶顯示中顯示蓄電池性能。2 測試方法研究根據(jù)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蓄電池的內(nèi)阻可以反映出一個蓄電池的好與壞。通過測量蓄電池內(nèi)阻來判斷蓄電池容量和性能經(jīng)濟(jì)可靠，操作方便，近年來已引起國內(nèi)外的普遍重視。單體電池的內(nèi)阻與其剩余容量以及性能狀況的關(guān)系不是線性的，但大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，如果單體電池的內(nèi)阻增加超過某個經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這個電池就不能放出應(yīng)有的容量了。蓄電池完全充電（充滿）和完全放電（放完）時，其內(nèi)阻相差24倍左右。隨著放電過程的進(jìn)行，內(nèi)阻逐步增大。另外，隨著電池老化，其內(nèi)阻也逐漸增大，剩余容量也隨之下降。由于蓄電池完全充電和完全放電時內(nèi)阻變化率比電池端電壓變化率（端電壓變化率為30%40%）要大的多，故用測量蓄電池內(nèi)阻R來預(yù)測其剩余容量，要比開路電壓法精確的多。在蓄電池的理論中，始終將蓄電池的內(nèi)阻作為蓄電池的重要參數(shù)加以論述，但在實(shí)際中在，如何利用內(nèi)阻參數(shù)的意義上，分歧較多。尤其在用蓄電池的內(nèi)阻監(jiān)測蓄電池性能失效方面，存在諸多爭論。其實(shí)采用不同測量標(biāo)準(zhǔn)、不同條件下的測量蓄電池內(nèi)阻，并討論其意義（即與性能、容量等的關(guān)聯(lián)性），由于標(biāo)準(zhǔn)不一，其結(jié)論自然不一。為了便于問題的分析，為此引入內(nèi)阻的相對性、絕對性的概念。 內(nèi)阻參數(shù)的相對性與絕對性內(nèi)阻存在相對性與絕對性的兩方面特性，應(yīng)充分認(rèn)識內(nèi)阻參數(shù)相對特性與絕對特性的意義，從而全面把握內(nèi)阻這一重要參數(shù)。關(guān)于內(nèi)阻參數(shù)的相對性方面是指，在眾多鉛酸蓄電池參數(shù)中，其內(nèi)阻值是一個比較特殊的概念，這主要是因?yàn)椋海?）首先作為蓄電池內(nèi)阻，其包含了歐姆阻抗和極化阻抗，蓄電池內(nèi)阻是指在某種條件下的數(shù)值，如是充電態(tài)還是放電態(tài)，充、放電的不同階段，內(nèi)阻是不同的，只有在明確其狀態(tài)和明確其測量標(biāo)準(zhǔn)，才能有其具體意義，這是其本質(zhì)的相對性。（2）作為測量手段和方法的不同，由于測量原理不同，其包含的意義也不盡相同。這是因?yàn)闇y量方法和手段，對于歐姆阻抗和極化阻抗而言，在采用不同測量方法和手段時，各部分在測量值中所占比例差異較大，所以只有在明確其測量標(biāo)準(zhǔn)后，討論才具有現(xiàn)實(shí)意義，這是蓄電池內(nèi)阻參數(shù)測量方面相對性。幾十年來，在實(shí)踐中廣泛采用直流放電法，測量蓄電池內(nèi)阻，即使這樣，也同樣是一個相對數(shù)值。雖然大家沿用至今，但仍然不能將其絕對化。近十幾年來，隨著新技術(shù)的涌現(xiàn)，對于內(nèi)阻測量的新方法，也不斷涌出。如果仍然將直流法測量的內(nèi)阻絕對化，則無法接受新的測量手段帶來的對內(nèi)阻意義的理解。關(guān)于內(nèi)阻絕對性是指蓄電池在運(yùn)行或失效過程中，其內(nèi)阻的變化是絕對的，從以下幾個方面可以明確：（1）在實(shí)際應(yīng)用中，目前沒有一個蓄電池性能嚴(yán)重衰減或容量嚴(yán)重下降，但其內(nèi)阻沒有變化的實(shí)例。通過近十年對蓄電池內(nèi)阻的研究及國外相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究報告，都準(zhǔn)確地說明了這一點(diǎn)。（2）在蓄電池失效模式中（尤其是閥控鉛酸蓄電池），無論何種模式的失效，都必然在內(nèi)阻得以體現(xiàn)。正是由于內(nèi)阻的相對性及其變化的絕對性，為實(shí)際應(yīng)用帶來了清晰的理論：（1）只有在同一條件下，同一手段方法測量的內(nèi)阻才是討論蓄電池性能的參數(shù)的根本；在此標(biāo)準(zhǔn)下，討論蓄電池內(nèi)阻變化與蓄電池性能或容量存在其關(guān)聯(lián)性，才可能得出準(zhǔn)確可靠的結(jié)論。（2）在同一條件下，采用不同手段方法，測量蓄電池內(nèi)阻，內(nèi)阻的含義不盡相同，其數(shù)值不可能完全一致。但始終以一種手段方法，測量蓄電池不同條件下的內(nèi)阻變化，用以考察蓄電池性能狀況是可行的。（3）在不同條件下，采用不同手段方法，測量蓄電池內(nèi)阻，以期建立蓄電池內(nèi)阻與蓄電池性能或容量衰減的某種關(guān)聯(lián)，是不能成立的。但可以在相同條件下、相同手段方法下，測量內(nèi)阻變化值與蓄電池性能狀況或容量衰減建立某種關(guān)聯(lián)，這樣才能清楚地加以分析。 蓄電池內(nèi)阻與容量的關(guān)系在剩余容量高于高于50%的區(qū)間內(nèi)，電池內(nèi)阻幾乎沒有變化，而且?guī)缀醪皇芊烹婋娏鞯挠绊?；?dāng)剩余容量小于50%時，電池內(nèi)阻卻明顯增大，而且放電電流越小，電池內(nèi)阻增加越快。測內(nèi)阻法的優(yōu)點(diǎn)在于對在線使用的蓄電池來說，此法對系統(tǒng)影響最小，并可在電池整個使用周期內(nèi)精確測量。電池內(nèi)阻可以采用很多方法來測，比如：動態(tài)電阻法、交流或直流法。 蓄電池等效電路蓄電池里面是依靠化學(xué)反應(yīng)來提供電能的，阻抗分析是電化學(xué)研究中的常用方法，一般情況下，電池在充電或放電時，其內(nèi)阻R有一下3部分組成，如公式（1）所示 （1）式中的RΩ為歐姆內(nèi)阻；Rc為濃差內(nèi)阻；Re為活化內(nèi)阻。在很多研究方法中，使用圖1來等效蓄電池。圖1蓄電池阻抗等效電路中Lp、Ln。為正負(fù)極電感；Rtp和Rtn,是電極離子遷移電阻；Cdlp，、Cdln。是極板雙電層電容；Zwp，Zwn為Warburg阻抗，由離子在電解液和多孔電極中擴(kuò)散速度決定；Rhf是前面提到的歐姆電阻。蓄電池的阻抗包括歐姆電阻和正負(fù)極阻抗，電池阻抗是一個復(fù)阻抗，在其他條件不變的情況下與測試頻率有關(guān)。通常情況的內(nèi)阻是指某一固定頻率下的內(nèi)阻值，一般的內(nèi)阻測試有兩種：測蓄電池的內(nèi)阻測量，如鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池，使用的頻率一般為1KHz；用于測鉛酸電池的頻率一般為1060Hz。 設(shè)計方案論證蓄電池內(nèi)阻的精確測量是有一定的難度的，有幾個原因。第一，蓄電池內(nèi)阻小到毫歐數(shù)量級。第二，精度要求高，重復(fù)性，穩(wěn)定性要好，內(nèi)阻的變化在一個長時間里是很小的，達(dá)不到精度，重復(fù)性和穩(wěn)定性的要求，測量是沒有意義的。第三，在線測量，干擾十分嚴(yán)重，特別是在同心系統(tǒng)中使用中、還