现在蓄电池安全检测技能正面对这样的窘境：容量放电试验对电池有损，耗时吃力且含有令人不安的运转危险，不行多用;内阻测验的判别精确率欠佳而难以彻底信任。能否寻找到一种能把容量放电法的高精确率和内阻法的便利安全会集于一身的新办法?这便是介于二者之间、又兼具二者之长的“半荷内阻法”。本文侧重评论半荷内阻法的理论根据和有用要害。
1 电池组放电的电压曲线族
单体电池的放电曲线作为电池最重要的功能方针早已为人熟知，放电曲线直观展示了其电池在必定负载电流下其端电压的改变规则，在疏忽细节后可表述为：
1)停止电压前的平稳缓慢下降;
2)停止电压后的快速跌落;
3)停止电压为上述二线段之间的拐点，可以用二折线法大略体现一条电压曲线;
4)电压拐点前的放电时刻和负载电流的乘积被界说为电池的实践容量。
电池终究都以串联办法成组运用，把串联电池组各电池的放电曲线制作在同一坐标中，就能构成一族曲线，简称“电压曲线族”。图1是用二折线法制作的电压曲线族。
蓄电池组在运转中电压曲线族不断改变，其改变规则为：投运初期各电池一致性较好，曲线族散布相对会集，长时刻运转中单体差异逐步加大，曲线族散布也逐步向左移动。图1中电压拐点的水平散布表征了电池功能的好坏，电压拐点靠左的电池应予重视或保护，依照标准，在保护后电压拐点仍落后于80%标称拐点的电池应予替换。
需求阐明的是：以上电压曲线族的概念只合适理论剖析，在保护实践上价值不大，因为原本只需精确监测抵达电压拐点的时刻就足以处理一切问题，没有逐点测绘整族曲线的必要。
2 蓄电池组放电的内阻曲线族
等效内阻是电池南北极柱上可直接丈量的实在物理量，为评论便利疏忽不同内阻丈量仪的不同，那么以制作电压曲线族的相同办法，也可制作出蓄电池组放电下的内阻曲线族。
放电状态下的内阻改变规则不象电压改变规则那样为人了解，但经许多研讨后公认有以下特色：
1)50%荷电率以上改变很小;
2)50%荷电率以下快速上升;
3)放电停止前，内阻值或许上升为初始内阻值的2～4倍;
4)50%荷电率为内阻曲线的拐点，简称内阻拐点，可以用二折线法大略体现一条内阻曲线。
这儿所述的“荷电率”，界说为单体实存电量与本电池实在容量之比，属单体变量;别的，界说实放电量与标称容量之比为“标称放电深度”，属全组变量。需留意因二者的界说不同，其数值改变方向相反。这样在放电进程中，全蓄电池组履行了一个一致的标称放电深度，其数值越放越大，而履行中各单体电池的荷电率却各不相同，其数值越放越小。
为了明晰地表达内阻曲线族的改变规则，特别挑选了一个有代表意义的蓄电池组模型：模型组由3节标称容量1000A·h的蓄电池组成，以实践容量1000、800、600A·h别离代表电池组内好、中、坏3种典型类型，其浮充内阻别离为0.20mΩ、0.20mΩ、0.27mΩ。请留意1000A·h与800A·h的内阻都等于0.20mΩ，这一数值既必定获有实测数据的支撑，也在故意提示满电下的内阻散布的确存在与“内阻大容量小”相关性规则不符的破例。再假定放电停止内阻为初始内阻的3倍，图2是按以上参数用二折线法制作的内阻曲线族。
图2中每条曲线都以100%实在荷电率和初始内阻值为起点，以0%实在荷电率和初始内阻的3倍值为结尾，而以50%实在荷电率和初始内阻的略大值为拐点。实测经历标明，用二折线法制作的内阻改变曲线与实在数据之间的差错，不会影响本文的剖析成果。
内阻曲线族的有用意义比电压曲线族大许多，有用意义大的要害在于具有实时可比性：因为在电压曲线族中，有比较意义的是各电池抵达停止电压的时刻，在图1中体现为拐点之间的水平距离。而在内阻曲线族中，有比较意义的是不同放电深度下的不同内阻值，在图2中体现为某水平值下曲线之间的笔直距离。在丈量办法上，前者有必要接连不间断地采样计时，而后者只需在指定时刻一次采样，特别是后者在不同时刻下的各组采样值具有十分有用的比对价值，即实时可比性。
如果说内阻曲线族还不够直观，可以学习图象处理的思路，引进内阻散布“反差”的概念，反差是一种可核算的单一实时变量。反差概念的引进，将赋予内阻曲线族比电压曲线族更为活跃的学术意义和有用价值。
3 电池组放电下内阻散布的反差曲线
在图象处理中，反差大意味着图象“显着”，反差小意味着图象“混沌”。相同，就电池检测的意图而言，反差大意味着内阻散布“显着”，这必定意味着判别精确率的进步。
可以把内阻反差Fcr界说为：
Fcr=(Rmax-Rmin)/Rmin(1)
式中：Rmax为内阻散布中的最大值;
Rmin为内阻散布中的最小值。
那么根据图2大略核算从0%标称放电深度到60%标称放电深度的各点反差数值列于表1，图3为根据表1数据绘出的Fcr单一曲线，其间表1数据和图3曲线都停止于60%标称放电深度，原因是模型组中的600A·h单体已达过放点，其实在荷电率现已等于0%。
表1 Fcr逐点核算表
图3所示的单一Fcr曲线比内阻曲线族愈加直观的反映了放电深度与内阻反差之间的对应规则：当放电深度逾越最小实在容量单体的50%(本例已放300A·h)今后，Fcr开端敏捷增大，并通常在标称放电深度的50%(已放500A·h)处到达最大值。
别的从图3可以看出，若以满足判别运用的Fcr值(例如Fcr=1.0)为边界条件，放电深度的满足规模大大放松，这意味着彻底不需求精确操控放电深度;换句话说，在到达必定反差之后，放电深度的巨细只影响反差，而不下降精确率。
终究从图3还可以看出，增强反差后的Fcr所包含的一切放电深度仍离过放区很远，这是半荷法比容量放电法安全的科学根据。
4 半荷内阻法及判别精确率
单从放电内阻曲线族动身，至少可以规划出2种新的测验办法。
4.1 第一种可称为“内阻计时法”
该办法的思路和容量放电法相似，只不过由对电压拐点(即停止电压)的监测计时，改为对内阻拐点的监测计时，因为电压拐点对内阻拐点存在2倍的依存联系，把内阻拐点的计时值简略乘以2，就可便利地计算出实在容量。
该办法的长处是：比容量放电法安全，比浮充内阻法精确。
该办法的缺点是：
1)内阻监测点不易掌握，而监测点禁绝依然会构成差错过大乃至误判;
2)依然需求对内阻拐点进行接连监测和计时，也便是说，需求研发专门的内阻监测计时仪器。
以上2个缺点都需求在获取许多实测数据后方可完善，本文不再深化评论。
4.2 第二种是“半荷内阻法”
该办法的思路是：在电池组大略地履行半荷放电后，对各单体电池作一般巡采，再依内阻巨细作出判别。
从测验流程来看，半荷内阻法只是添加了半荷放电，其他操作办法和要求与浮充内阻法彻底相同。以下剖析是哪些因素进步了半荷内阻法的判别精确率：
1)加大了内阻反差增强后的反差使检测愈加简略，也使判读愈加可信。可形象地把半荷放电了解为胶片照相技能中的“显影”进程，显着，充沛显影的相片图象最明晰。
2)对内阻有用排序反差小还不算丧命缺点，恰当进步外表分辩才干就可以战胜;但浮充内阻客观存在的部分无序性，是构成紊乱和误判的本源，这种缺点无法靠简略进步外表的分辩才干来补偿。半荷放电使内阻值正确排序，有用纠正浮充内阻的初期无序性，是进步判别精确率的要害因素。
3)与实在容量严密挂钩蓄电池保护专业最最关怀的是蓄电池的实在容量，越能反映实在容量的办法越牢靠。浮充内阻与实在容量的联系可归纳为：“高度相关但确有破例”，其判别精确率欠佳很简略了解。而内阻拐点客观存在于实在容量的50%点，现已最大极限地与实在容量挂钩。应该说，正确排序及与实在容量的直接挂钩这二点成为半荷内阻法最诱人之处。
4)减小非化学内阻的影响电池等效内阻是一切电化学内阻和非化学内阻的等效总和，非化学内阻也带着有重要信息(如内汇流条融焊缺点、或腐蚀裂缝等)，却和实在容量无关，由此对正确提取容量信息构成很大困难，这也是浮充内阻构成初期无序性的首要本源。在现有外表尚不能别离不同内阻的客观前提下，半荷放电可显着改进电化学内阻对非化学内阻的比例联系，这点对进步判别精确率有重要贡献。
半荷内阻法在实质上只是是把测验作业点由浮充溢荷点改变到半荷点，这个在挑选作业点上的一小步改进，带来以上4点很实惠的方针改进，终究取得判别精确率上的一大腾跃。
从国内外许多实测数据看，不管选用哪种原理或哪家外表，浮充内阻法的单体精确率遍及停留在90%左右难以打破，加上单节误判须算全组误判的职业判则(木桶判则)，整组精确率一般也就在80%左右，考虑到后备蓄电池组的重要性，这样的精确率难以信任应属正常合理。
半荷内阻法恰倒长处地纠正了这约20%的误判，完成了长时刻苦苦寻找的、到达或逾越容量放电法精确率的方针。以上定论已有开始试验验证。
5 半荷内阻法有用要害问题讨论
半荷内阻法进入有用曾经，显着还有许多实践问题需求讨论处理。
5.1 适用约束条件
半荷内阻法很天然的要求以下约束条件：
1)正常而标准运转的蓄电池组，包含契合装置标准和保护标准;
2)保证放电起始点为充沛浮充以保证满电;
3)内阻外表具有够用的丈量精度和杰出的在线抗
搅扰才干;
4)有别的的辅佐监测手法(如电压)以防备单体过放。
这些约束条件彻底与正常的保护标准相一致，并无特别之处。着重约束条件无非是想提请留意：任何逾越以上条件的测验，都或许逾越半荷法的适用规模，发生与本文不符的不知道成果。
5.2 放电深度的挑选
可以寻求最大反差(精确率最可信)的方针，也可以寻求最小放电深度(测验时刻最短)的方针，要害是满足保护需求和不断总结完善。故意寻求放电深度为零,乃至顽固到以为只需放电就没有新价值的思想办法都极不科学。
在此，需求理性地考虑“与实在容量挂钩”的实在意义：在实在容量为不知道数的条件下，不放电等于不挂钩，也便是说有必要靠多少放出一些电量才干构建二者的函数联系，在核算公式中才干呈现实在容量的数学因子。
更不应该以半荷法离不开放电的理由而忽视与容量放电法的实质区别：容量放电法在理论上要求把至少一节蓄电池放电到过放临界点，现已有损蓄电池组安全;而半荷放电法在理论上总是远离过放危险区，还可保存部分电量以备不时之需。
5.3 放电深度的履行
放电电流可大可小，可运用专用负载，也可堵截沟通供电运用实在负载;电量核算可以人工计时，也可选用电压自动监测;总归，对放电计量没有精度要求，条件极为宽松。在验证试验中，曾以监测单体蓄电池电压小于2.00V来掌握放电深度，精确率已很抱负。特别需求指出一点：最佳计划应该是结合原有规程中的“定时保护性放电准则”，不添加作业量，也无须修订规程，只需顺便弥补一项测验，就可以收到事半功倍的作用。
5.4 外表的精度要求
反差的加大下降了对外表精度的要求，这便是说现有外表彻底够用;一台能在浮充内阻测验中体现较好的内阻测验仪(留意：只是判别精确率欠佳绝非外表自身之过)，应该足以担任半荷内阻法的测验使命，不管它原来是哪种原理或哪家品牌。
6 从蓄电池组的压阻曲线族看蓄电池检测技能的演化
蓄电池组放电的内阻曲线族为咱们弥补了曾经所不了解的一部分常识，新常识可以带来新技能的打破，今后的电池阐明书应该添加内阻曲线的数据和图表。如果把图1的电压曲线族和图2的内阻曲线族合二而一，组成新的“压阻曲线族”如图4所示，则会带来关于电池的更完好的常识。
风趣的是还可以从压阻曲线族上看到电池测验技能的演化轨道，由此也可加深对半荷内阻法实质的了解：
1)最陈旧的开路电压法，坐落电压曲线的左起点，有必要加附测酸合作;
2)因密封电池无法测酸而不得不器重的容量放电法，坐落电压曲线的右半部，有必要接连监测;
3)企图缩短测验时刻的快速容量测验法，坐落电压曲线的左半部，意在通过大电流大斜率，外延计算电压拐点，终因电压反差小、短少精确度而流产;
4)另辟蹊径的浮充内阻法，坐落内阻曲线的左起点，便利有用，却因初始内阻反差小、且无法战胜10%的误判而始
终难以彻底信任;
5)本文的半荷内阻法，恰当占有了内阻曲线族中部的广大区域，直观展示其数据反差大，精确率高，习惯规模宽，操作安全等长处。
7 结语
内阻数据是蓄电池十分名贵的一项信息资源。密封蓄电池可看作物理学上的黑匣子，黑匣子上的南北极柱只是能供给电压和内阻两个独立的电学物理参数，其间内阻比电压愈加反映蓄电池内部的实在情况，这样名贵的资源却至今迟迟未能得到合理的开发和使用。半荷内阻法对此作了斗胆测验，其中心是以自动放出部分电量为价值，交换内阻反差的“摆开和排序”，以取得满足的判别精确率，期望本文的论题能为蓄电池安全检测拓荒一条新的学术思路有所助益。
