蓄電池的電導測試技術及相關比較
對于后備電源的蓄電池檢測，除了傳統的放電方式之外，一種比較快速、安全、可靠的測試方法為歐姆測試法，該方法包含電導測試法、電阻測試法和阻抗測試法，在IEEE 1188-1996的文件《后備用的閥控密閉鉛酸蓄電池（VRLA)的維護、測試和更換的推薦辦法》中，分別定義了三種測試方法，目前的市場上的歐姆測試儀表也基本采用的是這三種方法。
以下我們分別對這三種測試方法從理論和實踐上進行一定的比較：
一、 IEEE 1188-1996的定義
1. 電導測試法：是將已知頻率和振幅的交流電壓加到電池的兩端，然后測量所產生的電流。交流電導值就是與交流電壓同相的交流電流分量與交流電壓的比值。
2. 阻抗測試法：是向電池施加已知頻率和振幅的交流電流，然后測量所產生的電壓降。通過歐姆定律計算出相應的阻抗。
3. 電阻測試法：向電池進行短時間的直流放電，然后獲得電壓和電流的變化情況，根據歐姆定律，將電壓變化值除以電流變化值，可計算出直流電阻值。
比較：
從IEEE定義的原理，我們能夠看到，電導和阻抗是采用的交流測試信號，而電阻測試法采用的是直流電信號，我們在接下來的分析中將進一步將三種測試方法的主要產品情況進行比較。
二、 三種測試方法的代表產品特點：
1. 電導測試法：
代表產品為美國Midtronics公司的電導系列產品，由于該公司的大量技術申請了專利保護，市場上實際真正采用電導技術原理來制造的歐姆儀表基本只有該公司一家。
測試頻率：低于100Hz
測試信號大�。�1A, 或5A （根據不同的產品）
2. 阻抗測試法：
比較有代表性的產品為日本HIOKI，其他的國產品牌也多采用該方法，由于行業內對電池內阻的概念比較熟悉，所以這類儀表通常稱測的是內阻，但實際是采用的阻抗測試法，其測試的值與按照IEEE規定測試的蓄電池的內阻值雖然都是歐姆作單位，但數值并不相同。
測試頻率：1K Hz，或數百Hz
測試信號大�。�1A 或 數A，總體測試信號不大
3. 電阻測試法：
比較有代表性的產品是原美國Alber，目前國內也有類似產品，與阻抗測試法相同，這類儀表通常也稱測的是內阻，但實際是采用的電阻測試法，其測試的值與按照IEEE規定測試的蓄電池的內阻值并不相同。
測試頻率：直流放電
測試信號大�。�30A ~ 70A，總體測試信號較大
三、 三種產品在使用當中的優劣比較
1. 抗干擾性
由于蓄電池在測試當中仍處于浮充狀態，難免存在干擾信號，特別在UPS系統中的電池，其紋波干擾信號非常明顯；另一方面，蓄電池的電導或內阻是非常小的值，如果不小心處理，任何種類的干擾都將使測試的電導或內阻值發生重大偏離，以致失去幫助我們了解蓄電池實際健康狀況的作用。
1）電導測試法的抗干擾性：
電導采用10-50Hz之間的最佳的測試頻率，克服了外部噪音的問題；具體原理參見下面的等效電路：
美國NorthStar蓄電池公司的Dr. Fleming經過仔細研究，在其文章《使用電導技術測試NSB系列閥控式鉛酸蓄電池》詳細地分析論述為什么Midtronics電導技術能夠可靠判定蓄電池的健康狀況，下文是部分摘錄：
要最大程度地獲取上述等效電路中各個參數的信息，所施加的交流電信號的頻率非常關鍵。如果電信號頻率過高，就無法獲得有關RP或W的信息；相應的，如果電信號的頻率過低，CP的值就會為0。要在電路中獲取最多信息，即最大程度地反映NSB電池的物理化學屬性，電信號的理想頻率應在10-50Hz之間。
Midtronics電導測試儀是在上述的理想頻率范圍內對電池進行測試的，該設備首先施加一個交流電信號，測量其瞬時的反饋信號，然后計算該電池的交流電導值。交流電導值，或更準確地說叫導納，以歐姆倒數（Ω-1）或西門子為單位，當電池老化、放電或出現故障的時候，這個值會降低。
2）阻抗測試法的抗干擾性：
由于阻抗測試法基本采用了較高的測試頻率，數百Hz甚至上千Hz，遠遠超出了理想的測試頻率，測試電信號頻率過高，就無法獲得有關RP或W的信息；所以難以測出能真實反應蓄電池健康狀況的數值。
實際上，只要測試信號頻率f > 100 Hz，測試結果中就有可能包含了由于線纜引起的影響造成的錯誤測量，特別是在大容量蓄電池的測試中尤其如此。數學上來講，精度不高和可讀性不強。Inductive noise causes false alarm.
3）電阻測試法的抗干擾性：
相應的，如果電信號的頻率過低，CP的值就會為0。電阻測試法采用的是直流放電法，其電信號頻率為0，無法測定出電池中那些表現象電容的部分。
結論：所以在實際測試中，采用阻抗法的內阻測試儀測試結果重復性不高，特別是當測試UPS等干擾較大的蓄電池時，測試同一只電池不能獲得穩定、重復的測試結果，最終的測試結果失去價值，無法判定蓄電池健康狀況。
2. 對蓄電池系統的影響
由于歐姆測試是在線測試，蓄電池系統處于浮充狀態，所有設備正常工作，用戶希望測試本身對蓄電池不產生影響。
1）電導測試法對蓄電池系統的影響
電導測試信號大小僅為1A或5A，并且持續時間僅5-8秒，對蓄電池系統的電壓等幾乎不造成影響。
2）阻抗測試法對蓄電池系統的影響
市場上采用阻抗測試法的產品也基本采用較小的測試信號，對系統影響不大。
3）電阻測試法對蓄電池系統的影響
 市場上采用電阻測試法的儀表通常信號在30A以上，根據蓄電池的容量大小其測試信號可高達70A，對蓄電池造成明顯干擾。具體參見以下分析，下圖是一組實際的測試數據：
上圖中表示的是一次測試對電池電壓產生的影響，
圖中的藍線表示的是實驗電池在Midtronics一款1A測試信號產品的測試中電壓發生的變化，我們可以看到：
- 電池的電壓幾乎沒有變化
- 說明電導測試對蓄電池的影響微乎其微
圖中的紅線表示的是實驗電池的電壓在25A測試信號作用下發生的變化，我們看到：
- 在測試過程的6秒期間，電池電壓持續變化
- 在測試過程中，蓄電池似乎是處于一種與穩定狀態截然相反的一個變化狀態中
- 我們不禁要質疑：如何能夠在如此短的時間里面施行的一個穩定的直流測試呢？
結論: 由于測試信號大，采用電阻測試原理制造的產品往往存在以下的幾點局限性：
a. 要求在測試不同電池之間要有一定間歇，
b. 不能同時測試電池的電壓和內阻；
c. 在測試UPS蓄電池組時，往往因對蓄電池電壓影響過大而觸發系統原本安裝的監控系統，造成電壓異常告警；
d. 蓄電池在測試過程中可能會被極化，從而造成測試中和測試后的結果都發生來變化。
3. 總體比較
三種測試方法中，采用阻抗原理的產品抗干擾性差，測試結果重復性不好，測試數據不可靠；采用電阻測試原理的產品測試信號大，就電池系統以及電池本身電壓造成較大影響。采用電導測試發的產品能夠較好地同時兼顧測試的抗干擾性以及減少對電池系統的影響，取得最佳效果。
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