介绍。由于电流测试模块与主处理单元的直流数据采集与处理类似，在此不再赘述。

3 蓄电池剩余容量的在线检测

　　蓄电池的剩余容量是用户最为关心的一个问题，它与整个供电系统的可靠性密
切相关，蓄电池剩余电量越高，则系统可靠性越高，否则反之。因此如何能够在既不
消耗蓄电池能量又不影响用电设备的正常工作的情况下，实时的在线监测蓄电池的
剩余电量，将有重要的实际意义。
　　蓄电池是个复杂的电化学系统，它在不同负载条件下运行时，蓄电池实际可供
释放的电量也不同。随着蓄电池使用时间的增加，其实际可释放的电量也将下降。过
去，常依据蓄电池的端电压来判断蓄电池的好坏和其剩余电量的多少，但该方法有
很大的局限性。随着电池老化，其端电压变化不明显。因此，利用端电压的变化来推
算其剩余电量有一定困难，误差较大。

3.1 几种常用的剩余电量预测方法

　　目前预测蓄电池剩余电量的方案最有代表性的有如下几种

 ：

　　（

1）密度法：蓄电池剩余电量和其内部电解液密度密切相关，电解液密度由硫

酸铅、氧化铅和铅三者决定。通过测量电解液的密度值，即可间接推算其剩余电量。但
在电池使用后期，随着正负极板的腐蚀、断筋，上述三种物质的比例跟电池制造时的
配制比例发生较大差异，从而导致用密度值推算剩余电量不再准确。同时由于目前的
通信电源系统中大多采用的是阀控式铅酸蓄电池，这一方法难以应用。
　　（

2）开路电压法：上面已提到，蓄电池的荷电程度跟蓄电池电解液密度密切相

关，而

 N.RST 方程描述了电解液与电池电动势的关系。因此，通过测量蓄电池的开

路电压，就可以推算出蓄电池的剩余电量。其缺点在于随着电池老化、剩余电量下降
时，开路电压变化不明显，因此也就无法准确预测剩余电量。另外开路电压是电池无
载时的稳态电压，因此只能在电池静置时方可测量，不适合实时在线测量。
　　（

3）定时放电法：通过对蓄电池施加一负载，计算单位时间内的电池端电压变

化率，根据变化率的大小推算剩余电量，变化量小意味着剩余电量大，否则反之。为
了实现在线测量，缩短测量时间，需要对蓄电池大电流放电，而大电流放电对蓄电
池将会产生严重损伤，严重影响电池的使用寿命。
　　（

4）内阻法：研究表明，电池的内阻与荷电程度之间有较高的相关性，美国

GNB 公司曾对容量由 200~1000 安.时，电池组电压由 18~360V 的近五百个 VRLA 电
池进行了测试，实验结果表明，内阻与电池容量的相关性非常好，相关系数可以达
到

88%。因此，通过测量电池内阻可较准确地预测其剩余电量。蓄电池完全充电（充

满）和完全放电（放完）时，其内阻相差

2~4 倍左右。随着电池充电过程的进行，内

阻逐步减小；随着放电过程的进行，内阻逐步增大。另外，随着电池老化，其内阻也
逐渐增大，其剩余电量也随之下降。蓄电池内阻与剩余电量的关系曲线如图

2 所示。

　

图

2 蓄电池内阻与剩余电量的