摘要：分析VRLA蓄電池運(yùn)行中影響其性能的諸多因素，并就蓄電池人工檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)加以比較，提出蓄電池維護(hù)中以?xún)?nèi)阻在線監(jiān)測(cè)為主的解決方案。

前言：隨著我國(guó)通訊、電力、UpS等行業(yè)的迅猛發(fā)展，免維護(hù)蓄電池的用量也在快速增加，其性能狀況的優(yōu)劣對(duì)于保證后備直流電源的正常運(yùn)行尤為重要，但同時(shí)各種問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)：

?使用壽命比預(yù)計(jì)的要短；?個(gè)別電池失效導(dǎo)致整組電池失效；?突發(fā)性的電池故障很難保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)；?電池放電測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)很高；?由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，很難進(jìn)行手工檢測(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)分析需要運(yùn)維人員具有很高的專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)；?無(wú)人職守站（所）的日常檢查費(fèi)用很高；?缺乏科學(xué)、有效的監(jiān)測(cè)管理手段，對(duì)蓄電池的合理使用不能及時(shí)作出準(zhǔn)確的判斷；?具有“電池管理功能”的電源設(shè)備，沒(méi)有真正起到電池管理者的作用。

有關(guān)資料表明，蓄電池使用3--4年后，大部分很難通過(guò)容量檢測(cè)，只有少數(shù)能超過(guò)6年。而實(shí)際使用中，只有很少用戶(hù)定期檢查蓄電池并對(duì)蓄電池作定期容量測(cè)試，很多情況是在停電后才發(fā)現(xiàn)蓄電池放電容量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至有的電池組的容量達(dá)不到額定容量的50%還在繼續(xù)“工作”。

這就說(shuō)明，蓄電池用戶(hù)迫切需要能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)蓄電池性能狀況，蓄電池在線監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)蓄電池的管理有重要的意義。

一、影響蓄電池性能的因素1.影響蓄電池質(zhì)量的技術(shù)問(wèn)題1）電池構(gòu)成VRLA電池由正極板、負(fù)極板、AGM隔膜、正負(fù)匯流條、電解液、安全閥、蓋和殼組成。其中正極板柵厚度、合金成份、AGM隔膜厚度均勻性、匯流條合金、電解液量、安全閥開(kāi)閉壓力、殼蓋材料、電池生產(chǎn)工藝等對(duì)電池壽命和容量均勻性具有重要影響。

2）板柵合金VRLA電池負(fù)板柵合金一般為pb-Ca系列合金，正板柵合金有pb－Ca系列、pb-Sb（低）系列和純pb等，其中pb-Ca、pb-Sb（低）合金正板柵電池浮充壽命相近，但循環(huán)壽命相差較大，對(duì)于經(jīng)常停電地區(qū)選用低銻合金電池可靠性好。

3）板柵厚度極板的正板柵厚度決定電池的設(shè)計(jì)壽命。

4）安全閥安全閥是電池的一個(gè)關(guān)鍵部件，具有濾酸、防爆和單向開(kāi)放功能，YD／T7991996規(guī)定安全開(kāi)閉壓力范圍為1－49kpa，但是，對(duì)于長(zhǎng)壽命電池，必須考慮單向密封，防止空氣進(jìn)人電池內(nèi)部，同時(shí)防止內(nèi)部水蒸氣在較高溫度下跑掉。

5）AGM隔膜隔膜孔隙率和厚度均勻性，直接影響隔膜吸酸飽和度和裝配壓縮比，從而影響電池壽命和容量均勻性。

6）殼蓋材料VRLA電池殼蓋材料有pp、ABS和pVC，pp材料相對(duì)較好。

7）酸量和化成工藝分為電池化成和槽化成兩種，電池化成可以定量注酸并記錄每個(gè)電池單體化成全過(guò)程數(shù)據(jù)，能準(zhǔn)確判斷每個(gè)出廠電池綜合生產(chǎn)質(zhì)量狀況，但化成時(shí)間較長(zhǎng)。槽化成是對(duì)極板化成，化成時(shí)間短，極板化成較充分，但對(duì)電池組裝質(zhì)量不能通過(guò)化成過(guò)程數(shù)據(jù)記錄判斷。

8）涂板工藝涂板工藝要保證極板厚度和每片極板活性物質(zhì)的均勻性。

9）密封技術(shù)VRLA電池密封技術(shù)包括極柱密封、殼蓋材料透水性、殼蓋密封和安全閥密封。

10）氧復(fù)合效率AGM電池具有良好的氧復(fù)合效率，貧液狀態(tài)下按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試氧復(fù)合效率一般大于98％，因此具有良好的免維護(hù)性能。

2．影響蓄電池壽命的環(huán)境因素1）環(huán)境溫度蓄電池正常運(yùn)行的溫度是20～40℃，最佳運(yùn)行溫度是25℃。當(dāng)溫度每升高5℃，蓄電池的使用壽命降低10%，且容易發(fā)生熱失控。

2）環(huán)境濕度蓄電池的運(yùn)行濕度應(yīng)該在5～95%（不結(jié)露）之間，環(huán)境濕度過(guò)高，會(huì)在蓄電池表面結(jié)露，容易出現(xiàn)短路；環(huán)境濕度過(guò)低，容易產(chǎn)生靜電。

3）灰塵灰塵過(guò)多，容易使蓄電池短路，安全閥堵塞失效。

3．蓄電池失效模式1）電池失水閥控式鉛酸蓄電池不逸出氣體是有條件的，即：電池在存放期間內(nèi)應(yīng)無(wú)氣體逸出；充電電壓在2.35V／單體（25℃）以下應(yīng)無(wú)氣體逸出；放電期間內(nèi)應(yīng)無(wú)氣體逸出。但當(dāng)充電電壓超過(guò)2.35V／單體時(shí)就有可能使氣體逸出,此時(shí)電池體內(nèi)短時(shí)間產(chǎn)生了大量氣體來(lái)不及被負(fù)極吸收，壓力超過(guò)某個(gè)值時(shí)，便開(kāi)始通過(guò)單向排氣閥排氣，排出的氣體雖然經(jīng)過(guò)濾酸墊濾掉了酸霧，但畢竟使電池?fù)p失了氣體（也就是失水），所以閥控式密封鉛酸蓄電池充電不能過(guò)充電。

2）負(fù)極板硫酸化當(dāng)閥控式密封鉛酸蓄電池的荷電不足時(shí)，在電池的正負(fù)極柵板上就有pbSO4這一現(xiàn)象稱(chēng)為活性物質(zhì)的硫酸化，硫酸化使電池的活性物質(zhì)減少，降低電池的有效容量，也影響電池的氣體吸收能力，久之就會(huì)使電池失效。

3）正極板腐蝕由于電池失水，造成電解液比重增高，過(guò)強(qiáng)的電解液酸性加劇正極板腐蝕。

4）熱失控?zé)崾Э厥侵感铍姵卦诤銐撼潆姇r(shí)，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強(qiáng)作用，并逐步損壞蓄電池。從目前蓄電池使用的狀況調(diào)查來(lái)看，熱失控是蓄電池失效的主要原因之一。熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包、漏氣，電池容量下降，嚴(yán)重的還會(huì)引起極板形變，最后失效。浮充電壓是蓄電池長(zhǎng)期使用的充電電壓，是影響電池壽命至關(guān)重要的因素。一般情況下，浮充電壓定為2.23~2.25V/單體（25℃）比較合適。

4.蓄電池在后備電源運(yùn)行中存在問(wèn)題1）蓄電池壽命無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求在實(shí)際中，蓄電池在三年時(shí)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重劣化，使用超過(guò)5年的蓄電池很少。原因是在使用中對(duì)蓄電池沒(méi)有有效、合理地進(jìn)行管理以及維護(hù)，造成蓄電池在早期出現(xiàn)劣化，并且沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)落后電池，致使劣化積累、加劇，導(dǎo)致蓄電池過(guò)早報(bào)廢。

2）對(duì)蓄電池的運(yùn)行情況、性能狀況不明蓄電池組中如果有落后的蓄電池，可以通過(guò)一定深度的放電、充電循環(huán)，在一定程度上減少落后的差別。但由于沒(méi)有良好的管理手段，對(duì)于蓄電池內(nèi)部性能參數(shù)，如蓄電池的內(nèi)阻、當(dāng)前的剩余容量，無(wú)法十分清楚地了解，所以相應(yīng)的措施就無(wú)法實(shí)施。

3）對(duì)于單體電池而言，充電機(jī)制可靠性需要完善由于目前國(guó)內(nèi)直流系統(tǒng)的充電機(jī)制不是非常的完善，在實(shí)際中存在電壓漂移的情況，蓄電池長(zhǎng)期處于浮沖狀態(tài)，如果浮沖電壓偏離正常的范圍，就會(huì)造成蓄電池的過(guò)充或欠充，長(zhǎng)期的過(guò)充或欠充對(duì)于蓄電池的性能影響非常大。

4）單體電池之間不均衡目前蓄電池組由數(shù)量很多的單體電池組成，實(shí)際運(yùn)行中存在單體電池之間充電電壓、內(nèi)阻等差異較大的情況，特別是在浮充下，這種不均衡現(xiàn)象顯得非常嚴(yán)重。個(gè)別落后電池充電不完全，如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，這種落后就會(huì)加劇。如此反復(fù)，這種不均衡就加重，致使落后電池失效，從而引起整組蓄電池的容量過(guò)早喪失。

5）無(wú)人值守站點(diǎn)的維護(hù)工作缺乏良好的管理監(jiān)測(cè)手段對(duì)于許多無(wú)人值守的站點(diǎn)，由于沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)測(cè)的手段，對(duì)于蓄電池的維護(hù)更加薄弱，特別是對(duì)于蓄電池的運(yùn)行情況以及性能狀況，不能清楚的了解。大量的維護(hù)與管理工作由人工進(jìn)行，同時(shí)數(shù)據(jù)的整理與分析需要維護(hù)人員有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

6）蓄電池終止壽命無(wú)法提前判斷以及蓄電池的更換缺乏科學(xué)的依據(jù)我們對(duì)于蓄電池的壽命終止，希望能夠提前作出判斷，為蓄電池的更換贏得時(shí)間。但目前對(duì)于蓄電池壽命的終止，沒(méi)有一個(gè)可靠的手段，僅僅根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。所以在實(shí)際中，往往是蓄電池放電的容量低于最低要求后，才在放電中發(fā)現(xiàn)蓄電池的壽命終止。

二、蓄電池人工檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)比較1．人工檢測(cè)目前大部分都采用人工檢查的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池的維護(hù)。該方法除了放電測(cè)試外，人工測(cè)量主要是測(cè)量電池組電壓、單電池電壓、溫度和單電池內(nèi)阻。電池組電壓測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)充電機(jī)的參數(shù)設(shè)置是否正確。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(lái)決定。單電池電壓監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)單電池浮充電壓不正確，單電池是否被過(guò)充電、過(guò)放電等情況。溫度測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)電池的工作環(huán)境是否通風(fēng)不良、溫度過(guò)高。電池內(nèi)阻能夠反映電池的容量下降和電池老化。不同廠家的內(nèi)阻測(cè)試儀的準(zhǔn)確度和抗干擾能力差別很大；由于采用的工作頻率不同，其讀數(shù)值也會(huì)有差別；尤其是測(cè)量夾具很難與電池端子直接接觸，測(cè)量值往往包括連接電阻。

人工測(cè)量存在眾多不足：a、人工測(cè)量的準(zhǔn)確度會(huì)受到諸多因素的影響；b、由于人工測(cè)試大都為定期進(jìn)行，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)落后、失效蓄電池；c、放電測(cè)試對(duì)蓄電池會(huì)造成無(wú)法恢復(fù)的傷害隱患；d、大量的人工測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安全性差，周期長(zhǎng)。

2．蓄電池的在線監(jiān)測(cè)蓄電池在線監(jiān)測(cè)管理是針對(duì)測(cè)量電池的運(yùn)行條件和檢測(cè)電池本身的狀況而設(shè)計(jì)的，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：①整組電壓監(jiān)測(cè)、②單電池電壓監(jiān)測(cè)、③單電池內(nèi)阻巡檢

1）整組電壓監(jiān)測(cè)整組電池監(jiān)測(cè)功能一般設(shè)計(jì)在整流電源內(nèi)，測(cè)量電池組的電壓，電流和溫度，進(jìn)行充電和放電管理，尤其是根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)整電池的浮充電壓，在電池放電時(shí)電池組電壓低至某下限時(shí)報(bào)警，現(xiàn)在的UpS仍然采用該方法。

但是整組監(jiān)測(cè)存在較大的不足,如在蓄電池組放電時(shí),放電的截止電壓是N×1.8V/只(N為蓄電池?cái)?shù)量),但是由于蓄電池組中蓄電池的一致性無(wú)法嚴(yán)格保證，因此在放電中當(dāng)個(gè)別電池已經(jīng)達(dá)到放電截止電壓，但電池組并沒(méi)有達(dá)到N×1.8V/只，這樣就會(huì)出現(xiàn)個(gè)別電池過(guò)放電。

2）單電池電壓監(jiān)測(cè)全電子式的監(jiān)測(cè)，對(duì)蓄電池的運(yùn)行情況可以作到較為全面的監(jiān)測(cè)與管理，如單電池電壓、電池組電壓、充放電電流、蓄電池的環(huán)境溫度等。通過(guò)蓄電池運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，可以保證蓄電池在正常條件下的運(yùn)行與工作。但當(dāng)蓄電池運(yùn)行條件無(wú)法保障的前提下，蓄電池運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)是無(wú)法反映其性能參數(shù)的。

3）單電池內(nèi)阻監(jiān)測(cè)電池總內(nèi)阻是電荷轉(zhuǎn)移電阻與各部件歐姆電阻的總和，實(shí)驗(yàn)表明：歐姆阻抗是電池早期失效的最大隱患。

以下是最通常的影響內(nèi)阻變化的因素：腐蝕隨柵板和匯流排的腐蝕，金屬導(dǎo)電回路變化，使內(nèi)阻增大。柵板腐蝕和長(zhǎng)年使用會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)從柵板上脫落，使內(nèi)阻增大。硫化隨一部分活性物質(zhì)硫化，涂膏的電阻亦增加。電池干涸由于VRLA電池?zé)o法加水，失水可能使電池報(bào)廢。制造制造缺限，如鑄鉛和涂膏，都能導(dǎo)致高的金屬電阻和容量問(wèn)題。充電狀態(tài)從浮充狀態(tài)到20%容量的放電，幾乎不影響內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)表明20%的放電對(duì)內(nèi)阻的影響小于3%。溫度39℃以?xún)?nèi)的高溫對(duì)電池內(nèi)阻影響甚微，低溫有些影響，但需到18℃以下。

實(shí)驗(yàn)表明，內(nèi)阻比基準(zhǔn)值高出50%的電池，不能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的容量測(cè)試，VRLA電池是一個(gè)接一個(gè)地失效。使用3~4年的電池組，各個(gè)內(nèi)阻值分布高于基線值的0~100%也是常事。高放電速率下的使用時(shí)間似乎對(duì)這些因素更為敏感，一般電池內(nèi)阻增加20~25%時(shí)就到了壽命期限。在低放電速率下，電池內(nèi)阻一般增加20~35%后壽命才結(jié)束。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)表明，個(gè)別電池的內(nèi)阻偏離平均值的25%時(shí)，就應(yīng)該做一次放電容量測(cè)試了。將溫度傳感器置于電池表面可以發(fā)現(xiàn)電池過(guò)熱，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池運(yùn)行過(guò)程的異常。

4）內(nèi)阻測(cè)試方法電池監(jiān)測(cè)設(shè)備廠商近幾年陸續(xù)推出了對(duì)單電池進(jìn)行內(nèi)阻監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品，由此帶來(lái)電池監(jiān)測(cè)技術(shù)的質(zhì)變，即由被動(dòng)監(jiān)測(cè)電壓到主動(dòng)測(cè)試電池內(nèi)部狀態(tài)。內(nèi)阻巡檢一方面可以監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓、電流、溫度等運(yùn)行參數(shù)，另一方面可以通過(guò)內(nèi)阻的監(jiān)測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池的健康程度。

在線內(nèi)阻測(cè)試技術(shù)難度大，各廠家的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)各有特點(diǎn)，其內(nèi)阻準(zhǔn)確度和抗干擾能力差別也很大。內(nèi)阻實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的方法歸為兩類(lèi)：直流放電法、交流法。?

直流放電法直流法是以在瞬間大電流放電（70A）測(cè)量電池電壓降，由此得到蓄電池的內(nèi)阻，并通過(guò)蓄電池內(nèi)阻變化的情況分析蓄電池落后情況或失效趨勢(shì)，同時(shí)并輔以電壓、電流等運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，是目前比較領(lǐng)先的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

直流法存在的不足之處：a)采用大電流的放電，對(duì)蓄電池性能會(huì)帶來(lái)一定的損害；如果測(cè)量頻度較大，則這種損害又會(huì)累積；b)直流法只能測(cè)量蓄電池內(nèi)阻中的歐姆阻抗，對(duì)極化阻抗則無(wú)法測(cè)量。判斷蓄電池的失效、落后是不充分的；c)同蓄電池的連線需10平方毫米以上，連線方式要求較高。放電器及連線的可靠性要求要高。?

交流法近幾年隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，使有效地消除其他電磁信號(hào)干擾成為可能，突破性解決交流法在實(shí)際應(yīng)用中的難題，從而使該方法在實(shí)際工作得以應(yīng)用。交流法就是向蓄電池注入一定頻率的交流信號(hào)，由于蓄電池內(nèi)部存在阻抗，然后測(cè)量其反饋的電流信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理，比較注入信號(hào)與反饋信號(hào)的差異，從而測(cè)得蓄電池內(nèi)阻。

交流法特點(diǎn)：a）由于無(wú)需放電，避免了大電流放電對(duì)蓄電池性能的損害。b）由于無(wú)需使蓄電池脫機(jī)或靜態(tài)，避免了系統(tǒng)安全性的隱患，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè)量。c）交流法同時(shí)測(cè)量蓄電池的歐姆阻抗和極化阻抗，使對(duì)蓄電池健康度的分析更加真實(shí)、可靠。d）由于沒(méi)有負(fù)載，其成本大大減少。

三、蓄電池在線監(jiān)測(cè)解決方案LEM公司針對(duì)以上因素，研發(fā)出一種行之有效的蓄電池在線監(jiān)測(cè)解決方案，以智能化與網(wǎng)絡(luò)化的形式，通過(guò)對(duì)蓄電池內(nèi)阻、電壓、溫度及充放電電流的監(jiān)測(cè)，真實(shí)有效地反映蓄電池的健康狀況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)落后蓄電池，提早預(yù)防蓄電池故障的發(fā)生，為蓄電池的安全運(yùn)行與維護(hù)提供科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)，解除用戶(hù)的后顧之憂。

1．核心元件Sentinel傳感器模塊Sentinel是蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的核心元件，可以同時(shí)測(cè)量所連接的單體電池的三個(gè)與電池性能相關(guān)的重要參數(shù)：電壓、溫度及阻抗，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)總線方式，與控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及命令的傳輸。?

溫度測(cè)量，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1188中規(guī)定，溫度是固定型蓄電池定期維護(hù)中必要檢測(cè)的參數(shù)之一。

溫度是影響蓄電池壽命的環(huán)境因素，蓄電池一般是按標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度25℃設(shè)計(jì)的，其理想的工作范圍是21-27℃，當(dāng)工作于較低的溫度時(shí)，蓄電池放電容量達(dá)不到額定容量，備用放電時(shí)間減少；當(dāng)工作于較高的溫度時(shí)，蓄電池壽命將會(huì)縮短。

Sentinel內(nèi)置有溫度測(cè)量元件，直接粘附于蓄電池體上，隨時(shí)監(jiān)測(cè)電池的溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池過(guò)熱現(xiàn)象。?電壓測(cè)量，是蓄電池的主要運(yùn)行參數(shù)，蓄電池電壓監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)蓄電池浮充電壓是否正確，蓄電池是否被過(guò)充電、過(guò)放電。

Sentinel并接在單體蓄電池的正負(fù)極，實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池不同狀態(tài)下的端電壓，測(cè)量范圍為0.90至16VDC。由于Sentinel由單體電池組直接供電，電流消耗非常低，無(wú)需外接工作電源。?

內(nèi)阻測(cè)量，是針對(duì)蓄電池失效模式進(jìn)行檢測(cè)的最有效參數(shù)。蓄電池內(nèi)阻的變化趨勢(shì)可以反映蓄電池的容量是否下降和電池是否老化。

在實(shí)際應(yīng)用中，充電機(jī)的正確工作不能等同于每個(gè)單電池的工作狀態(tài)正常，并且蓄電池的端電壓并不能真實(shí)地反映蓄電池的容量特性，對(duì)于容量嚴(yán)重下降的蓄電池，其浮充電壓的區(qū)別不足以用來(lái)判斷蓄電池是否因容量降低而失效。實(shí)際上只有通過(guò)定期對(duì)電池組放電，才能了解蓄電池的容量狀態(tài)，但此時(shí)發(fā)現(xiàn)的落后蓄電池早已進(jìn)入壽命后期，只能給用戶(hù)提供一個(gè)滯后的信息，而蓄電池組已經(jīng)起不到備份作用了。

大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，老化蓄電池的內(nèi)阻和放電能力之間存在著一定的關(guān)系，內(nèi)阻的劇升同電池容量的減少有關(guān)（圖2），尤其是在蓄電池壽命未到80%的時(shí)候更為明顯。用內(nèi)阻測(cè)試來(lái)考核蓄電池的狀況是一種相當(dāng)可靠的方法。

Sentinel采用四線法測(cè)量，對(duì)蓄電池進(jìn)行小脈沖電流放電（圖3），電流最大12A，保證蓄電池電壓的響應(yīng)來(lái)源于蓄電池本身的能量層，通過(guò)LEM特有的算法，得到可靠的內(nèi)阻測(cè)量，以檢測(cè)蓄電池的老化和潛在的失效問(wèn)題。測(cè)量范圍：0.05~250mΩ。

圖3：LEM電阻測(cè)試法通過(guò)與美國(guó)AACHEN大學(xué)試驗(yàn)室設(shè)備作比對(duì)測(cè)試，兩種測(cè)試設(shè)備得到了非常接近的測(cè)試數(shù)據(jù)（圖4），從測(cè)試數(shù)據(jù)看，LEMSentinel蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，可以真實(shí)地反映出蓄電池的健康狀況。

圖4：LEMSentinel與AACHEN實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)試數(shù)據(jù)

2．LEMSentinel蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖1LEMSentinel電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖由于無(wú)人值守站點(diǎn)的增多，蓄電池在線監(jiān)測(cè)的智能化，網(wǎng)絡(luò)化已成趨勢(shì)。LEMSentinel蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)蓄電池參數(shù)的在線測(cè)量，用RS232或網(wǎng)絡(luò)（Ip）實(shí)現(xiàn)pC與測(cè)量模塊的通信，由監(jiān)測(cè)軟件對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析，以圖型和狀態(tài)表的形式展現(xiàn)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)。LEMSentinel蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能：

測(cè)量功能：連續(xù)監(jiān)測(cè)蓄電池的充、放電全過(guò)程中的電流、電壓、溫度運(yùn)行參數(shù)，定時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池的內(nèi)阻，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

通訊功能：通過(guò)串行總線實(shí)現(xiàn)Sentinel和控制器之間的通訊。每個(gè)控制器最多可接254個(gè)Sentinel,每個(gè)Sentinel擁有唯一的地址（ID），通訊方式靈活，控制器可以直接與pC連接，也可以通過(guò)以太網(wǎng)或局域網(wǎng)通訊，Webserver功能，可以讓用戶(hù)隨時(shí)隨地了解蓄電池的狀態(tài)。

分析功能：監(jiān)測(cè)軟件對(duì)采集的蓄電池參數(shù)記錄、分析，以不同的工作模式（正常、放電、充電），用圖形與狀態(tài)表的形式反應(yīng)不同的蓄電池健康狀況（圖5，圖6，圖7）。

報(bào)警功能：對(duì)蓄電池的電壓、溫度、過(guò)充、過(guò)放等不正常的狀態(tài)，在監(jiān)測(cè)軟件中有報(bào)警顯示的同時(shí)，控制器上會(huì)有相應(yīng)的報(bào)警節(jié)點(diǎn)輸出，方便用戶(hù)接入報(bào)警系統(tǒng)。

3．LEMSentinel蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)1)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池運(yùn)行中參數(shù)的實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，對(duì)于可能發(fā)生的問(wèn)題，作到提前判斷，及早預(yù)防，及時(shí)處理。2）測(cè)量數(shù)據(jù)重復(fù)性好，避免了人工測(cè)試數(shù)據(jù)的偶然性,實(shí)現(xiàn)蓄電池參數(shù)的連續(xù)測(cè)量，形成歷史數(shù)據(jù)記錄曲線，用戶(hù)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)的變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)和預(yù)防蓄電池的缺陷。3）一次性安分布式安裝，模塊與蓄電池一一對(duì)應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)布線簡(jiǎn)單且工程成本低，降低電池壽命周期內(nèi)的計(jì)劃性維護(hù)成本，減少人工與設(shè)備的大量重復(fù)投入，去除人工測(cè)量對(duì)人身以及電源系統(tǒng)安全帶來(lái)的不利因素，特別是減少蓄電池放電測(cè)試中中斷外電的情況。4）配套軟件自動(dòng)分析所監(jiān)測(cè)的蓄電池各項(xiàng)參數(shù)，減少蓄電池維護(hù)對(duì)人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的苛刻要求。5）獨(dú)立的模塊使得監(jiān)控非常靈活，相對(duì)于集中式監(jiān)控產(chǎn)品來(lái)說(shuō)在蓄電池?cái)?shù)量少的地方更凸顯優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)目前電力、通訊等領(lǐng)域信息化、設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)化的需求6）Sentinel采用了一個(gè)LEM定制的片上系統(tǒng)SoC；高度的集成確保了模塊更高的可靠性和抗干擾性能，模塊質(zhì)保期5年。7）模塊采用脈沖電流放電法測(cè)量?jī)?nèi)阻，放電電流小，不但安全且對(duì)蓄電池不易造成傷害，模塊可以檢測(cè)單個(gè)電池的溫度，這是目前市場(chǎng)上的其他同類(lèi)產(chǎn)品所罕見(jiàn)的。

圖5：柱狀圖顯示網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)電池的電壓、溫度、內(nèi)阻

圖6：連續(xù)記錄電池的電壓、溫度、內(nèi)阻、電流

圖7：Webserver功能4。LEMSentinel蓄電池在線監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例