摘  要：本文首先介紹了蓄電池的維護(hù)現(xiàn)狀及其局限性基礎(chǔ)，通過大量的蓄電池測試、分析、驗證，得出了蓄電池的容量與蓄電池的電導(dǎo)之間的相關(guān)度關(guān)系，二者相關(guān)度關(guān)系的確立，使可以通過蓄電池的電導(dǎo)（電阻）測量結(jié)果，預(yù)測蓄電池的容量、指導(dǎo)蓄電池的維護(hù)管理，提高維護(hù)效率。

關(guān)鍵詞：蓄電池 通信電源 相關(guān)度

0 引  言

蓄電池是通信電源（UPS、整流電源）穩(wěn)定可靠運行的zui后一道保障，其安全穩(wěn)定運行是關(guān)乎現(xiàn)網(wǎng)通信設(shè)備安全穩(wěn)定運行的重要因素，通過科學(xué)的方法、針對性的進(jìn)行維護(hù)，提高蓄電池的精細(xì)化維護(hù)程度，具有重要而現(xiàn)實的意義。本文主要研究蓄電池容量與電導(dǎo)的相關(guān)度關(guān)系及其應(yīng)用模式，通過對現(xiàn)網(wǎng)不同廠家數(shù)百組蓄電池的測試、分析、驗證，初步得出了蓄電池電導(dǎo)測試值與放電試驗所得到的蓄電池容量之間的相關(guān)度關(guān)系概率表述的結(jié)論，能夠幫助維護(hù)人員快速發(fā)現(xiàn)故障電池，全面、及時掌控蓄電池組的實際運行狀況，從而改善傳統(tǒng)的蓄電池維護(hù)測試模式，有效提高維護(hù)管理效率。

1 蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀及局限性

根據(jù)《中國移動通信電源、空調(diào)與監(jiān)控維護(hù)管理規(guī)定》（2008版）關(guān)于蓄電池更換的規(guī)定：全浮充供電方式的2 V閥控式密封蓄電池，使用8年以上或容量低于80%額定容量的以及全浮充供電方式的6 V、12 V閥控式密封蓄電池，使用6年以上或容量低于80%額定容量的需要進(jìn)行更換；實際上如何準(zhǔn)確掌握蓄電池容量狀況、排查容量落后的單體電池等問題一直以來都是爭議不斷，很難有統(tǒng)一的公式性、定理性的表述，現(xiàn)有的蓄電池維護(hù)管理主要是通過核對性放電來進(jìn)行的。

通過核對性放電來初步掌握蓄電池的容量狀況和性能及排查落后單體，這種方式具有一定的局限性，以下針對新建的工程驗收新蓄電池及在網(wǎng)運行的蓄電池分別進(jìn)行介紹。

（1）工程驗收新蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀及局限性

主要通過測試組內(nèi)蓄電池極柱上的單體離線電壓的一致性和浮充電壓一致性，驗證組內(nèi)單體蓄電池性能的一致性；對電池組進(jìn)行全容量放電試驗，驗證蓄電池組的荷電容量是否達(dá)標(biāo)。

局限性：組內(nèi)單體端電壓的一致性不能有效地反映蓄電池的生產(chǎn)與裝配工藝質(zhì)量和實際荷電性能；全容量放電耗時耗力，雖能確定蓄電池當(dāng)前的荷電容量，但并不能從產(chǎn)品工藝質(zhì)量等根本上評估蓄電池組長期的運行性能。

（2）現(xiàn)網(wǎng)蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀及局限性

現(xiàn)網(wǎng)蓄電池浮充電壓、浮充電流的常規(guī)巡檢（每月1次）；樞紐機(jī)房蓄電池組核對性放電試驗，放出容量的30％～40％（每年1次）；基站電池全容量放電試驗（每2年1次）。（2008版的《中國移動通信電源、空調(diào)與監(jiān)控維護(hù)管理規(guī)定》已經(jīng)明確了需要每月測量各單體電池電導(dǎo)/內(nèi)阻，但各省市實際尚未普遍的推行。）

局限性：浮充電壓不能確切反映蓄電池的實際剩余容量和電池運行性能；在線核對性放電試驗并不能確切掌握電池的全過程放電性能；容量測試只能反映整組電池的部分性能zui差單體的容量；一年一次的全容量放電的測試密度仍然不能做到及時發(fā)現(xiàn)電池性能的劣化狀況；進(jìn)一步加大放電試驗密度將使蓄電池維護(hù)所牽扯的人力、物力投入過大，缺乏可操作性；對于現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)量龐大的蓄電池，缺乏系統(tǒng)性的運行性能統(tǒng)計、趨勢分析、預(yù)警和質(zhì)量管理的支撐平臺，維護(hù)管理手段落后。維護(hù)工作缺乏主動性、預(yù)防性。

2 測試及研究方法

為了通過對新入網(wǎng)新蓄電池組單體電池的電導(dǎo)一致性測，以檢驗蓄電池組各單體的生產(chǎn)工藝與荷電容量的一致性；以及通過對現(xiàn)網(wǎng)蓄電池單體電導(dǎo)的測試，快速篩選、以查找故障蓄電池；以及通過在電導(dǎo)與容量范圍的咬合度收斂性得到廣泛驗證后，以zui終取消容量測試，我們采樣大量的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析。

2.1 工程驗收的新電池測試

對工程驗收的新入網(wǎng)華達(dá)500Ah蓄電池、南都500Ah蓄電池、雙登500Ah蓄電池進(jìn)行電導(dǎo)測試，共采樣電池數(shù)1405個；測試方法：測試每個蓄電池的電導(dǎo)值，并統(tǒng)計每個品牌序列的平均電導(dǎo)值、zui高電導(dǎo)值及zui低電導(dǎo)值；測試結(jié)果具體見圖1~圖3，統(tǒng)計結(jié)果見表1~表3。

圖1 華達(dá)電池電導(dǎo)值測試結(jié)果

表1 華達(dá)電池電導(dǎo)測試統(tǒng)計

圖2 南都電池電導(dǎo)值測試結(jié)果

表2 南都電池電導(dǎo)測試統(tǒng)計

圖3 雙登電池電導(dǎo)值測試結(jié)果

表3 雙登電池電導(dǎo)測試統(tǒng)計

通過測試數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：

同一批次的蓄電池，蓄電池廠家一般能將蓄電池電導(dǎo)一致性范圍控制在±10%以內(nèi)。

使用電導(dǎo)測試手段驗收電池，要求蓄電池廠家所供應(yīng)的蓄電池的電導(dǎo)值控制在一定的范圍內(nèi)，能夠確保構(gòu)成電池組的每個單體電池在工藝、質(zhì)量、性能上的一致性，從而zui大程度保障電池組的整體荷電能力與運行壽命。

2.2 現(xiàn)網(wǎng)蓄電池測試

對現(xiàn)網(wǎng)運行的蓄電池進(jìn)行測試，選取華達(dá)500Ah蓄電池共480只。測試方法：1、測試并記錄電池組浮充電壓、浮充電流、紋波電壓、電池溫度、環(huán)境溫度等等指標(biāo)，確定這些指標(biāo)處于正常范圍，蓄電池組處于正常浮充狀態(tài)；2、測試蓄電池的電導(dǎo)值；3、對蓄電池組采用3小時率（12）的電流進(jìn)行離線全容量放電試驗，放電終止電壓為1.8V。當(dāng)有1個或更多單體抵達(dá)終止電壓，或容量放出80％時，即停止放電。在此過程中，每5-10分鐘測試并記錄各個電池的單體電壓；4、為了獲得更多電池單體的準(zhǔn)確容量，同時又不對正常運行中的系統(tǒng)帶來影響，對于放電停止時已經(jīng)比較接近終止電壓的蓄電池單體，繼續(xù)以離線方式使用單體活化儀按3小時率（12）放電至終止電壓。測試結(jié)果見圖4。

圖4 華達(dá)500Ah蓄電池電導(dǎo)值與容量相關(guān)度關(guān)系圖

通過測試數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：

當(dāng)蓄電池電導(dǎo)值高于參考值（廠家提供）的90％時，并且組內(nèi)電導(dǎo)值差異在15％之內(nèi)，判定該蓄電池組的容量高于80％是非常安全的；

同一組蓄電池中，電導(dǎo)測試值偏離整組電池中其他單體或參考值40～50％以上的單體電池，在排除連接存在問題前提下，該電池95％以上可能存在嚴(yán)重故障；

對于電導(dǎo)值在參考值的60％～80％之間的蓄電池，90％以上其剩余容量在40％～80％之間。

2.3 蓄電池縱向測試

蓄電池隨著使用時間的增加而逐漸老化，當(dāng)蓄電池容量下降到初始容量的80％左右的時候，蓄電池進(jìn)入急劇衰退的狀態(tài)，同時蓄電池的電導(dǎo)值也比初始值明顯下降；因此，累積并縱向比對每個單體電池的電導(dǎo)，能夠有效判斷電池的性能變化趨勢及容量衰減程度。

采用對同一組蓄電池在前后兩次對比電導(dǎo)測試，兩次測試時間間隔將近5個月，下圖中蓄電池組容量為37％左右（zui差電池的容量），整組電池已進(jìn)入衰退狀態(tài)，在不到5個月的時間里，電池的電導(dǎo)發(fā)生比較明顯的變化，其中zui差的電池單體在5個月后的下降幅度又比其他單體幅度更大。

圖5：同組蓄電池縱向測試電導(dǎo)值示意圖

蓄電池電導(dǎo)隨測試時間推移發(fā)生的變化情況表明：縱向?qū)Ρ刃铍姵貑误w電導(dǎo)的變化對判定蓄電池的健康狀況非常有效。

運行2年之內(nèi)的電池，因制造工藝不良等原因造成早期容量損失，情況會復(fù)雜一些；許多造成早期容量損失的原因（如失水）也會引起電導(dǎo)測試值下降；但也有的不一定對電導(dǎo)測試值立刻造成影響。這樣的例外情況在現(xiàn)網(wǎng)運行的蓄電池驗證測試中發(fā)現(xiàn)的比例不足1％，而且會隨著蓄電池制造工藝的不斷成熟而越來越少。

不同品牌相同容量的蓄電池的電導(dǎo)參考值、以及咬合度模型存在很大差異，因此，不同電池的電導(dǎo)與容量的相關(guān)度關(guān)系，必須建立在大量現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的驗證、統(tǒng)計、分析的基礎(chǔ)上，盲目、簡單地直接復(fù)制和套用是不夠理性的。本文是通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并應(yīng)用概率表述方法來處理蓄電池容量與電導(dǎo)值之間的關(guān)系，將更加貼近實際。

3 結(jié)  論

通過大量的蓄電池的測試及驗證，可以精細(xì)化的對蓄電池進(jìn)行維護(hù)和對容量進(jìn)行預(yù)測：

針對新裝電池驗收：可以要求各電池廠家在每個電池單體粘貼該系列電池的參考電導(dǎo)，各分公司在蓄電池組安裝工程前，檢測蓄電池單體電導(dǎo)，同組電池電導(dǎo)的一致性應(yīng)在±10%以內(nèi)，確保新安裝電池組的各單體在生產(chǎn)工藝、質(zhì)量與荷電容量的一致性。

針對現(xiàn)網(wǎng)運行的蓄電池：定期測試電池電導(dǎo)，一旦發(fā)現(xiàn)測試值偏離整組電池中其他單體或參考值40～50％以上的單體電池，應(yīng)立即核實并采取措施；對于電導(dǎo)值在參考值的60％～80％之間的蓄電池，90％以上其剩余容量在40％～80％之間，及時組織放電容量測試，驗證實際容量。

建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，針對相同一組蓄電池間隔一定時間進(jìn)行電導(dǎo)測試，比較其電導(dǎo)值，若電導(dǎo)下降明顯，則其容量特性也隨之下降明顯，應(yīng)重點關(guān)注。

通過對蓄電池組的電導(dǎo)測試，可以直接判定每個蓄電池單體的運行狀況及容量范圍，快速發(fā)現(xiàn)故障單體電池，對于電導(dǎo)處于正常范圍的蓄電池可以繼續(xù)使用，避免盲目報廢。為節(jié)能減排綠色行動提供了較好的維護(hù)模式支撐

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國移動通信有限公司.中國移動通信電源、空調(diào)與監(jiān)控維護(hù)管理規(guī)定[S].北京：2008,10

[2] 廣東移動通信有限責(zé)任公司網(wǎng)管維護(hù)中心. 廣東移動蓄電池維護(hù)管理細(xì)則[S].廣東,廣州：2008,7