容量計算方法(時間調整法 vs 速率調整法)
Battery Capacity Determination Methods (Time-Adjusted vs Rate-Adjustment)
適用設備:蓄電池及直流系統 / 排氣式(vented / 充氣式)鉛酸蓄電池容量試驗之容量計算方法
容量計算方法為 IEEE 450-2020 §7.4 之容量試驗結果換算(排氣式鉛酸):依放電時長選法——< 1 h 用速率調整法(C = X_a × K_c / X_r × 100,K_c 查 Table 2,含壽命終止降額率與完整公佈率兩變體)、≥ 1 h 可用時間調整法(C = t_a / (t_s × K_T) × 100,K_T 查 Table 1,溫度修正施於容量)。兩法皆換算至 25 °C 之 % 容量;一旦選定後續沿用同法。
安全資訊 — 中風險
本條目為容量試驗(驗收 / 性能 / 修正性能 / 現役)放電結果之**容量計算(%)方法**,本身為分析 / 計算步驟;危害主要來自其前置之放電試驗(大電流直流放電、排氣式鉛酸釋放之氫氣、稀硫酸電解液、弱單元極性反轉),須於放電執行階段(§7.5 / §7.6)採通風、防酸、防電擊與隔離措施。計算階段須確保溫度 / 時間 / 放電率紀錄正確以免容量誤判。
- 安全眼鏡
- 面罩
- 耐酸手套
- 防酸圍裙
- 安全鞋
- 放電試驗已依 §7.2 初始條件執行並完整記錄(試驗前各單元浮充電壓 / 串列浮充電流 / 端電壓 / ≥ 10 % 單元電解液溫度)
- 放電已維持至端電壓降至「設計最低平均單元電壓 × 單元數」並記錄實際放電時間 t_a 與放電率 X_a
- 已取得製造商公佈額定(額定時間 t_s 或對應放電率 X_r)
- 試驗逾 24 h 且溫度變化 > 3 °C 時已取放電全程平均溫度以選 K 因子
- 一旦選定計算方法,後續試驗沿用同一方法(§7.4.1)
- 缺試驗起始前電池溫度(無從選 K_T / K_c 修正因子)
- 缺製造商公佈額定(無 t_s / X_r 基準)
- 放電未達設計最低端電壓即中止(t_a 無效)
- 試驗時長 < 1 h 卻誤用時間調整法(§7.4.1 規定 < 1 h 須用速率調整法)
本條目為 IEEE 450-2020 §7.4 之**容量計算方法**——將放電試驗原始結果(達設計最低端電壓之實際時間 / 放電率 + 起始溫度)換算為 25 °C 下之 **% 容量**。**選法依放電時長(§7.4.1):放電 < 1 h 必用速率調整法(§7.4.3);≥ 1 h 可用時間調整法(§7.4.2);速率調整法適用所有時長。一旦選定,後續試驗沿用同一方法。** 時間調整法 Eq (1):C = (t_a / (t_s × K_T)) × 100,溫度修正施於容量計算(非放電率),K_T 查 Table 1。速率調整法 Eq (2):C = (X_a × K_c / X_r) × 100,K_c 查 Table 2;兩變體——降至壽命終止額定(§7.4.3.1,降額因子取自選型老化因子且不低於 80 %、不低於連續負載電流)或完整公佈率(§7.4.3.2,驗收建議用之、未含老化因子時必用)。兩表皆以標稱 1.215 比重、建議於 18~32 °C 試驗。⚠ 放電階段之氫氣 / 硫酸 / 電擊 / 弱單元危害見 §7.5 / §7.6。
試驗接線圖
檢測四階段
維護試驗 (Maintenance)
適用性能 / 現役 / 修正性能容量試驗結果之容量(%)計算;依放電時長選時間調整法或速率調整法,換算至 25 °C 基準供狀態判定與趨勢。
**方法選擇(§7.4.1)** 1. 依放電時長選法:放電 < 1 h **必用速率調整法**(§7.4.3);≥ 1 h **可用時間調整法**(§7.4.2);速率調整法適用所有時長。 2. 一旦選定計算方法,後續試驗沿用同一方法(趨勢可比)。 3. 驗收 / 性能試驗放電率為恆流或恆功率,等於製造商對選定試驗時長之額定。 **時間調整法(§7.4.2,Eq 1,建議用於驗收 / 修正性能 / 性能 ≥ 1 h)** 4. 試驗前不需任何修正;溫度修正施於**容量計算**(非放電率)。 5. C = (t_a / (t_s × K_T)) × 100;C = 25 °C 下之 % 容量、t_a = 達指定端電壓之實際時間、t_s = 額定時間、K_T = 試驗起始前單元溫度之修正因子(Table 1)。 6. Table 1 K_T 錨值:5 °C→0,684、15→0,873、20→0,942、25→1,000(基準)、30→1,045、35→1,090、45→1,177(以標稱 1,215 比重、1~8 h 平均;逾 24 h 且溫變 > 3 °C 取放電全程平均溫度)。 **速率調整法(§7.4.3,Eq 2,建議用於 ≤ 1 h,如 UPS)** 7. 變體一(§7.4.3.1,壽命終止降額率,**較佳**):將公佈額定按選型老化因子降額模擬壽命終止;降額因子**不低於 80 %**、放電率**不低於連續負載電流**;起始平均單元溫 15~35 °C 內不調率,超範圍則除以 Table 1 因子。 8. 變體二(§7.4.3.2,完整公佈率):以完整公佈放電率試驗、不為壽命終止調整;**驗收建議用之**,選型未含老化因子或未知時**必用**;起始溫度調整同 §7.4.3.1。 9. C = (X_a × K_c / X_r) × 100;X_a = 實際試驗放電率、X_r = 達指定端電壓之實際時間對應之公佈額定(查製造商資料)、K_c = 溫度修正因子(Table 2);率可為安培或瓦特。 10. Table 2 K_c 錨值:5 °C→1,289、15→1,119、20→1,056、25→1,000(基準)、30→0,956、35→0,930、45→0,874(以標稱 1,215 比重、公佈率至 8 h 平均;不論是否落於 18~32 °C 皆須調率)。 **判讀** 11. 兩法皆換算至 25 °C 基準;修正性能放電率決定見 Annex I、兩法差異與計算範例見 Annex K。 12. ⚠ 放電執行階段(§7.5 / §7.6)防範氫氣爆炸、硫酸灼傷、電擊與弱單元危害。
- 選法依放電時長:< 1 h 速率調整法、≥ 1 h 時間調整法
- 速率調整法適用所有時長;一旦選定後續沿用同法
- 時間調整法 Eq (1) C = t_a / (t_s × K_T) × 100,溫度修正施於容量(非放電率)
- 速率調整法 Eq (2) C = X_a × K_c / X_r × 100
- 速率調整法兩變體:壽命終止降額率(§7.4.3.1,≥ 80 %)/ 完整公佈率(§7.4.3.2,驗收建議)
- K_T(Table 1)與 K_c(Table 2)以標稱 1.215 比重、25 °C 為基準
- 兩法皆換算至 25 °C 之 % 容量
執行頻率:每次容量試驗(驗收 / 性能 / 修正性能 / 現役)放電結束後執行(§7.5 j / §7.6)
來源:IEEE Std 450 (2020), Clause 7.4.1
竣工試驗 (Commissioning)
不適用驗收容量試驗(§6.2 / TEST-BT-AT-001)之容量計算同樣套用本 §7.4 方法——驗收建議用完整公佈率(§7.4.3.2),放電 ≥ 1 h 時以時間調整法(§7.4.2)換算;計算方法已完整載於 maintenance_test phase,不另重複。
試驗設備
- 溫度量測(紅外 / 探針) — 記錄試驗起始前單元溫度以選 K_T / K_c 修正因子;逾 24 h 每 8 h 記錄取平均
- 計時器 / 數據記錄器 — 記錄達指定端電壓之實際放電時間 t_a(時間調整法)
- 直流負載組(恆流 / 恆功率) — 維持實際放電率 X_a(速率調整法),可為安培或瓦特
- 製造商公佈額定資料 — 查額定時間 t_s / 對應放電率 X_r 與老化(選型)因子
相關名詞
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