專利名稱：一種電池剩余特性的測試方法
本分明是指一種電池剩余特性的測試方法，為針對第97116916.0號的再發(fā)明而具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
按，電腦或通信機(jī)房為維持在市電中斷或整流設(shè)備故障時(shí)，能提供直流電流繼續(xù)維持各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)作，必須使用各種蓄電池組，平時(shí)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(shí)之需。
蓄電池組被安裝妥當(dāng)，完成初充電(Intial charge)及放電試驗(yàn)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(shí)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(gè)，但由于整組電池是各個(gè)單電池串聯(lián)組成，因此其中一個(gè)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(shí)，該不良電池可能造成逆充電，而成為該電池組的負(fù)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(shí)，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(yàn)方法傳統(tǒng)蓄電池組剩余蓄電容量試驗(yàn)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(fù)載(如電阻等)來作放電試驗(yàn)，由于放電試驗(yàn)的電流與時(shí)間決定于電池的容量(AH安培小時(shí))，因?yàn)橐话惴烹娫囼?yàn)是以10小時(shí)或8小時(shí)放電，故如3200AH的電池，以8小時(shí)率放電，則電流為400A，所以每作一組電池的容量試驗(yàn)，需要花數(shù)小時(shí)的放電，和十幾小時(shí)的充電，才能估算出其容量，且在整個(gè)試驗(yàn)中心須有人隨時(shí)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(fèi)人力與時(shí)間，且浪費(fèi)能源，特別是以目前區(qū)域通信設(shè)備為例，其蓄電池組包含有廿四個(gè)以上電池，要隨時(shí)判知各個(gè)電池特性、好壞，十分不容易，不僅電池組的維護(hù)成本高，且不能保證當(dāng)市電中斷時(shí)具有預(yù)期的供電能力。
有鑒于此，本案曾開發(fā)出一種電池剩余蓄電容量的測試方法，并申請第97116916.0號在案，其快速檢測而減少大量檢測時(shí)間，人力成本的檢測方式，其設(shè)計(jì)著眼點(diǎn)在于利用電池施以放電一小段時(shí)間，同時(shí)測取電池端電壓值及放電電流值，并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)，則取得放電率，再將該放電率乘以放電電流，即可得剩余蓄電容量者；而具達(dá)到高經(jīng)濟(jì)附加價(jià)值及實(shí)用價(jià)值。
然，上述的測試方法是以剩余蓄電容量為最后的顯示值，其對于非相關(guān)領(lǐng)域的工作人員，其顯示的數(shù)值意義并不明確，而無法提供作業(yè)人員立即的判斷。
本發(fā)明意在解決上述缺失，即，其主要目的，乃在于提供一種電池剩余特性的測試方法，其顯示的數(shù)值意義相當(dāng)明確，可提供作業(yè)人員立即的判斷。
緣以達(dá)成前揭目的，本發(fā)明所提供的一種電池剩余特性的測試方法，是將電池施以放電一小段時(shí)間，同時(shí)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者；其特征在于該所得的剩余蓄電容量再除以正常供電需求的放電電流，即為剩余放電時(shí)間。
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(diǎn)，可由以下實(shí)施例配合圖式說明而得充分了解，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，本發(fā)明一種電池剩余特性的測試方法，需建立在放電時(shí)，電池特性的基本理論與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程顯示，電池放電時(shí)剩余蓄電容量(C)愈大，內(nèi)阻(R)愈?。环粗?，內(nèi)阻(R)愈大時(shí)，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(dòng)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(shí)，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，主要是大膽假設(shè)端電壓(V)下降值與放電率(K)的關(guān)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(shí)驗(yàn)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(dòng)座標(biāo)，如圖1所示，可知其線段雖為波動(dòng)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(shí)上，經(jīng)本發(fā)明在不同的特定放電電流I2、I3、I4…下，記載端電壓(V)與放電率(K)的互動(dòng)關(guān)系雖為波動(dòng)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，該電池阻端電壓(V)與放電率(K)在不同的小區(qū)段下，其關(guān)系如下電池端電壓(V)=F(比例常數(shù))/K(放電率)因此，在不同的放電條件，該F(比例常數(shù))均可以實(shí)驗(yàn)方式求出或以電池端電壓(V)與1/K(放電率)的關(guān)系以插入法或表列對比而出；有鑒于此，本發(fā)明一種電池剩余特性的測試方法的步驟如下(A)將電池施以放電一小段時(shí)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)；(E)再將該所得的剩余蓄電容量(C)再除以正常供電需求的放電電流(I1)，(此正常需求的供電電流(I1)不一定等于測試的放電電流(I)相同)，即為剩余放電時(shí)間。
該上述的方法，所得的剩余放電時(shí)間是為一單純數(shù)字，換言之，本方法是將電池的剩余特性予以數(shù)據(jù)化；且測試時(shí)間極短，與傳統(tǒng)試驗(yàn)方法于長時(shí)間僅能檢測出較差電池，且較原案更具有數(shù)值意義，而提供作業(yè)人員立即的判斷，截然不同，再經(jīng)實(shí)際執(zhí)行結(jié)果，為檢驗(yàn)其準(zhǔn)確度，測得數(shù)據(jù)的剩余時(shí)間值后，再以傳統(tǒng)電池正常供電放電時(shí)間相比較后，其準(zhǔn)確度可高達(dá)80％-90％左右，如再以溫度或其它因素作修正，準(zhǔn)確率將可為提升。
綜上所陳，本發(fā)明一種電池剩余特性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，且較原案有更高的附加價(jià)值而具有實(shí)用價(jià)值者，懇請貴局秉于鼓勵(lì)國人研究創(chuàng)新的立場，早日賜準(zhǔn)專利，實(shí)感德便。
權(quán)利要求
1．一種電池剩余特性的測試方法，是將電池施以放電一小段時(shí)間，同時(shí)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)段用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；其特征在于該所得的剩余蓄電容量再除以正常供電需求的放電電流，即為剩余放電時(shí)間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池剩余特性的測試方法，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．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池剩余特性的測試方法，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．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池剩余特性的測試方法，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(shí)間,同時(shí)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者;其特征在于:該所得的剩余蓄電容量再除以正常供電需求的放電電流,即為剩余放電時(shí)間。
文檔編號G01R31/36GK1284655SQ9911138
公開日2001年2月21日 申請日期1999年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月11日
發(fā)明者蔡偉建 申請人:蔡偉建