如何测量火箭电池，世邦电池的容量

容量是电池的主要健康指标，但动态估计它很复杂。传统的充电/放电/充电循环仍然是测量电池容量最可靠的方法。虽然便携式电池可以相对快速地循环，但大型铅酸电池的完整循环对于容量测量来说并不实用。

SAE（汽车工程师协会）通过储备容量 (RC) 指定启动电池的容量。RC 反映了在 25A 的稳定放电下以分钟为单位的运行时间。DIN（Deutsches Institut für Normung）和 IEC（国际电化学委员会）以 Ah 为启动电池的典型放电 0.2C 率（5 小时）标记电池。一个 60Ah 的电池会以 12A 放电。不存在准确的 RC 到 Ah 的转换，但最常见的公式是 RC 除以 2 加 16。一个简单的方法是将 RC 除以 1.9。

放电方式

人们会认为通过放电测量容量是最准确的方法，但情况并非总是如此，尤其是铅酸电池。即使在温度受控环境中使用高精度设备并遵循既定的充电和放电标准，相同测试之间也会出现差异。除了意识到电池是具有类似人类特性的电化学装置外，人们还没有完全理解这一点。我们的智商水平也会因时间和其他条件而异。锂基和镍基化学物质提供比铅酸更一致的放电结果。

Cadex 实验室检查了 91 种具有不同性能水平的启动电池，结果绘制在图 1中。水平x轴表示电池从弱到强，垂直y轴表示容量。测试遵循 SAE J537 标准，充满电后静置 24 小时，然后以 25A 电流稳压放电至 10.50V（1.75V/电池）。菱形结果代表测试 1。在相同条件下重复测试，方块中显示的容量表征测试 2。测试 1 和 2仅在几天内完成，平均容量相差 +/-15%。其他实验室观察到类似的差异。

在评估电池测试结果时，会问这样一个问题：“读数是根据什么标准进行比较的？” 如果使用误差很大的经典充放电循环，那么现代测试技术就没有基准，科学家可能会问：“哪种方法更准确，放电/充电方法还是其他不断发展的技术？” 这是一个有效的问题，因为非侵入式技术正在出现，只需几秒钟即可测试电池。

非侵入性方法

Spectro ™（由 Cadex 提供）使用多模型电化学阻抗谱 (EIS)，通过扫描过程在几秒钟内检查电池健康状况。这种非侵入式技术将 EIS 与复杂的建模相结合，借助矩阵（也称为查找表）来估算容量、CCA 和 SoC。下面是它的工作原理：

多个频率的正弦信号以几毫伏的电压注入电池。数字滤波后，提取的信号形成奈奎斯特图，各种电化学模型叠加在该图上。Spectro™ 选择最匹配的型号；不合适的复制品被拒绝。然后，数据融合将关键参数的值关联起来，以得出容量和 CCA 估计值。图 2以简化的方式说明了专利过程。

正弦信号产生奈奎斯特图；数据融合将关键参数的值关联起来，以估计容量和 CCA。

奈奎斯特图是由哈里·奈奎斯特 (Harry Nyquist, 1889–1976) 在贝尔实验室时发明的。它显示线性系统的频率响应，使用频率作为参数在单个图上显示振幅和相位角。奈奎斯特图的水平 x 轴显示实际欧姆阻抗，而垂直 y 轴表示虚部阻抗

容量与 CCA

启动电池有两个不同的值，CCA 和容量。这两个读数是不同的；一个无法预测另一个，两者之间的相关性几乎不存在，除非可能在电池寿命即将结束时

大多数快速测试仪会查看内阻并进行 CCA 近似。读取电池电阻相对简单，但这本身并不能预测容量，也不能判断何时更换电池，因为寿命终止特性主要与容量有关。大多数启动电池以非常小的容量启动发动机；当容量下降到 30% 以下时，可能会突然发生故障。

一些电池测试仪，包括 Spectro™，在欧姆读数升高时显示“电阻高”，这种故障通常与热损坏有关。工作的起动电池反映了一个单位数的 mOhm 值，在右侧的 Randles 模型中由 R1 表示（参见BU-902：如何测量内阻）电池产生高电阻变为两位数的读数，这些可以是由这些情况引起：

1. 电解质水平低
2. 电解质分层
3. 电极硫酸盐化
4. 集电板和接线柱的不良或劣化焊接连接
5. 集电板开裂腐蚀
6. 电池夹或电池内部的电池连接不良

R1代表电解液电阻，受上述1、2项影响。第 3 至 6 项相关 R1 表征由低电解质和/或酸分层产生的电解质电阻，如上述条件的第1 项和第 2 项所示。第 3 至 6 项涉及电池极柱到电极以及电极到电解液的硫酸盐化、腐蚀和接触电阻。

R2/C并联电路代表电荷转移电阻和速度。它表示克服电极-电解质界面处的势垒所需的能量，该势垒激活电解质内的离子，从而导致电子从电极移动到端子。劣质电池的阻隔电阻高于高容量的优质电池。R2/C 分支掌握着容量估算的秘密，并且与 R1 中捕获的更多机械条件不同。

正如 Spectro™ 所做的那样，Randles 模型中分离单个组件的能力可以改进电池评估，从而减少电池更换，尤其是在保修期内。“Resistance High” 将电量低的电池与真正有缺陷的电池区分开来。测试可以通过部分充电来完成。

“读数有多准确？” 汽车修理工问。这取决于电池。只有出现明显的症状才能有把握地诊断出故障。新电池或已存放的电池可能会成为容量估算的异常值。使用从服务中拔出的“工作”电池可获得最佳效果。准确性还取决于矩阵的质量（请参阅BU-905：测试铅酸电池，矩阵）。

尽管电池上清楚地标出了容量和 CCA 读数，但这些值并不总是正确的。发现一些启动器电池的 CCA 高于或低于所示值；只有制造商知道。由于成本高，电池售出后很少进行CCA测试。此外，深循环电池在新电池时显示低容量读数，这可能导致保修退货。随着电池的使用格式化，这些值会增加

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本文由韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2023-02-09 22:31:56 整理发布。
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