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，電腦或通信機房為維持在市電中斷或整流設(shè)備故障時，能提供直流電流繼續(xù)維持各項設(shè)備的正常動作，必須使用各種蓄電池組，平時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)以備不時之需。
蓄電池組被安裝妥當(dāng)，完成初充電(Initial charge)及放電試驗并再充電以后，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，但由于整組電池是各個單電池串聯(lián)組成，因此其中一個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，該不良電池可能造成逆充電，而成為該電池組的負載，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，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方法。
傳統(tǒng)蓄電池組剩余蓄電容量試驗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，并接上假負載(如電阻等)來作放電試驗，由于放電試驗的電流與時間決定于電池的容量(AH安培小時)，因為一般放電試驗是以10小時或8小時放電，故如3200AH的電池，以8小時率放電，則電流為400A，所以每作一組電池的容量試驗，需要花數(shù)小時的放電，和十幾小時的充電，才能估算出其容量，且在整個試驗中心須有人隨時在旁照料，記錄每一電池的電壓，電解液的比重，溫度等，十分耗費人力與時間，且浪費能源，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以上電池，要隨時判知各個電池特性、好壞，十分不容易，不僅電池組的維護成本高，且不能保證當(dāng)市電中斷時具有預(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自動經(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，計算出各別電池在放電時與充電時內(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，并無法得知其個別剩余蓄電容量；同時，其充、放電測試時間仍長約略50-60分鐘，在時間上仍覺過長。
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，其測試時間短，具有快速效益，可大量減少時間及成本的耗費。
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間，同時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，可由以下實施例配合


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，電池特性的基本理論與實驗數(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約略成反比在實驗過程顯示，電池放電時剩余蓄電容量C愈大，內(nèi)阻R愈??；反之，內(nèi)阻R愈大時，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，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)過此實驗與理論基礎(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的互動座標(biāo)，如圖1所示，可知其線段雖為波動且呈雙段，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的互動關(guān)系雖為波動且呈多段，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))均可以實驗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；且測試時間極短，與傳統(tǒng)試驗方法于長時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)實際執(zhí)行結(jié)果，為檢驗其準(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間相比較后，其準(zhǔn)確度可高達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(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)明的測試時間極短，且有快速效益，可大量減少時間及電力、人力的成本耗費。
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)價值，且附合專利的新穎性、創(chuàng)造性及實用性，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間，同時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間,同時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