THE PRINCIPLE OF HIGH (CURRENT) DISCHARGE TEST
檢測步驟與原理
Detection steps and principle
UPS現場使用電池活線實載放電裕度檢測，不同於電池生產線將電池離線時個別作短時間大電流放電檢測，UPS現場使用之新型短時間大電流放電檢測技術，是在電池在線浮充的狀態下直接實施檢測，如何可以排除充電機浮充電壓的影響，以下說明其原理。
圖左側鉛蓄電池等效電路模型，E為電池希硫酸電解液與正負極板反應產生的化學電壓(起電力)，C為電池正負極板推疊與電解液構成類似電解電容的等效電容，電阻r為電池電化學反應對電容(正負極板)充電時的內部極板導電阻抗，電阻R為自極板經匯流排到極柱再由端子輸出的電流導通阻抗。活線短時間放電檢測過程，可細分為6個步驟說明其原理。
STEP 1. 浮充電壓檢測
電池在線上浮充時，充電機總充電電壓被調高，每顆電池的浮充電壓就變高。反之，調低時電池的浮充電壓就變低。如圖左側等效電路，電池浮充電壓VB，是充電器分配到電池的電壓，電壓越高在電池等效電容C上累積電荷越多，從電容的角度來看，電容的累積電荷越高形成的表象電壓(電池浮充端電壓) VB就越高。
電池的浮充電壓VB，並不等於電池內部的化學電壓(起電力)E。換言之，電池端電壓VB的高低受充電器電壓影響，無法由電池端電壓VB高低有效推估電池的內部化學反應電壓(起電力)E，僅能作為電池組中每顆電池充電均衡性、及極端嚴重電池短路之參考。
充電機總電壓調高 → 電池浮充電壓VB變高
充電機總電壓調低 → 電池浮充電壓VB變低
電池浮充電壓VB = 充電器分配到電池的充電電壓
電池浮充電壓VB = 電池內等效電容C上累積電荷形成的表象電壓
電池浮充電壓VB ≠ 電池內部的化學電壓(起電力)E
放電前浮充階段
STEP 2. 電容累積電荷放電
如圖左側等效電路說明圖，當測試儀器與浮充中的電池端子搭接構成迴路，對受測電池開始作定電流放電測試時，電容急速釋出電荷，造成如圖右側電池端子電壓急遽下降，此階段為電容電荷放電階段。
電容電荷放電階段
STEP 3. 電池化學反應供應電流電壓
當上述電容放電至電容電壓低於電池化學電壓時，如圖左側等效電路說明圖，開始由電池的電化學反應，提供測試儀器電流，此時如圖右側出現電壓平台，電池實際反應供應測試電流並將電壓維持住，此時平台電壓為電池定電流實載放電時之電池端電壓，VB1為放電中止前平台最後電壓。此階段放電平台之出現，代表測試數據之有效性。若放電時間過短或放電電流過小，無法有效將電容電荷排出，放電測試結束時電池仍在電容C放電階段，將僅出現step2之電容放電曲線，如圖右側之電池電化學反應供電電壓平台將不會出現，此種電容放電不完全狀態無法有效評估電池實際放電能力。換言之，測試時放電量(放電電流與時間乘積)需足以將電容電荷有效排出，讓電池內部反應物真正起化學反應供電，才能有效實際測試停電時真正電池電化學反應的供電能力。
電池化學反應供應電流電壓階段
STEP 4. 放電截止電容充電
當上述放電平台出現後，如圖左側等效電路說明圖，測試設備瞬間停止放電，電池瞬間由有載轉為無載，此時電池內部化學反應電壓E高於電容電壓，內部化學反應瞬間對電容充電，電池端電壓自VB1急遽上升，當電容電壓被充電至與化學電壓E相同時，即出現轉折點VB2電壓，此時VB2為電池無載電壓，理論上VB2與電池內部化學電壓E的電壓值一樣。
放電截止電容充電階段
STEP 5. 浮充恢復
電池內部化學反應對電容充電完成後，如圖左側等效電路說明圖，由於充電器對電池浮充時，微小的浮充電流又緩緩地對電容充電累積電荷，所以電池端電壓自VB2緩慢上升，經過一段時間後，又會回復到浮充電壓VB。
浮充恢復階段
STEP 6. 內阻分析
與所有電阻計相同，利用歐姆定律，由測試電流與電壓的關係計算出電阻一樣，如式(1)將無載電壓VB2減去有載電壓後除以測試電流Id得到電池總內阻值。
(VB2- VB1)/Id = (r+R)…………………(1)