چرا مقاومت داخلی، مهم‌ترین شاخص کیفیت در باتری‌های UPS است؟
تحلیل علمی–صنعتی بر اساس استانداردهای جهانی

مقدمه

مقاومت داخلی (Internal Resistance – IR) دقیق‌ترین شاخص برای ارزیابی کیفیت، عمر و پایداری باتری‌های UPS است. منابع معتبر صنایع برق و الکتروشیمی—از جمله Pavlov، IEEE 1188 و VARTA Technical Handbook—به‌طور مشترک تأکید می‌کنند که IR، نه ظرفیت اسمی، تعیین‌کننده عملکرد واقعی باتری در لحظهٔ قطع برق است.

در این مقاله، با یک رویکرد علمی–صنعتی، تمام جنبه‌های مرتبط با IR را بررسی می‌کنیم و نشان می‌دهیم چرا این شاخص باید معیار اصلی انتخاب و کنترل کیفیت باتری باشد.

مقاومت داخلی چیست و چگونه عمل می‌کند؟

مقاومت داخلی مجموع مقاومت‌هایی است که جریان الکتریکی هنگام عبور از:

• شبکه صفحات
• ماده فعال
• الکترولیت
• جداکننده AGM
• اتصالات داخلی سلول

طبق کتاب Lead-Acid Batteries: Science and Technology نوشته Pavlov، هرچه این مقاومت کمتر باشد، جریان‌دهی لحظه‌ای بهتر، افت ولتاژ پایین‌تر و عمر شناوری بیشتر خواهد بود.

چرا IR از ولتاژ بسیار مهم‌تر است؟

ولتاژ بدون بار معیار مناسبی نیست

یک باتری معیوب می‌تواند 12.6 ولت نشان دهد، اما زیر بار دچار افت ولتاژ شدید شود. Bode در کتاب Lead-Acid Batteries تأکید می‌کند که ولتاژ، «شاخص قابل‌اعتماد کیفیت» نیست.

IR رفتار واقعی باتری زیر بار را آشکار می‌کند

مقاومت داخلی بالا باعث:

• افت ولتاژ فوری
• گرمایش داخلی
• کاهش توان خروجی UPS
• کم شدن ظرفیت قابل‌استفاده

به همین دلیل کنترل IR در دیتاسنترها، بانک‌ها و تجهیزات حساس یک الزام فنی است.

عوامل علمی مؤثر بر مقاومت داخلی

کیفیت صفحات و تخلخل ماده فعال

Pavlov (Chapter 7): صفحات با تخلخل بالا و تبدیل کامل ماده فعال → IR کم
صفحات با اکسید نامرغوب یا تراکم نامتوازن → IR بالا

کیفیت جداکننده AGM

طبق VARTA Handbook: جذب الکترولیت، تراکم الیاف و مقاومت مکانیکی AGM تعیین‌کننده مقاومت یونی هستند.

فرآیند Formation

Kiessling در Electrochemical Processes in LAB: Formation نامنظم بزرگ‌ترین عامل افزایش دائمی IR از روز اول تولید است.

دمای محیط

بر اساس IEEE 1188: کاهش دما → افزایش مقاومت داخلی
دمای مرجع: 25°C

میزان رطوبت الکترولیت و خشکی AGM

AGM خشک‌شده → مقاومت داخلی تا ۲ برابر افزایش می‌یابد.

جدول مقادیر استاندارد مقاومت داخلی باتری‌های UPS

ظرفیت (Ah)	محدوده استاندارد IR (mΩ)	سطح کیفیت
7–9	18–25	خوب
18	10–14	بسیار خوب
28	7–10	عالی
42	6–9	استاندارد
65	4–7	عالی
100	2.5–5	بسیار عالی
120–150	2–3.5	سطح دیتاسنتر

این داده‌ها بر اساس میانگین مقادیر Yuasa، Enersys، CSB و IEEE Std 1188 تهیه شده است.

چگونه IR، کیفیت ساخت را آشکار می‌کند؟

اختلاف زیاد بین باتری‌های یک رشته

اگر اختلاف IR بیشتر از ۱۵٪ باشد، معمولاً نشان‌دهنده:

• کیفیت متفاوت صفحات
• اختلاف در رطوبت AGM
• تفاوت در Formation
• یا مشکل ساختاری سلول

رشد سریع مقاومت داخلی

افزایش سالانه بالاتر از ۳۰٪ نشان‌دهنده پایان عمر نزدیک است.

افت لحظه‌ای UPS

UPS حتی با ظرفیت باتری کامل، به دلیل IR بالا دچار خاموشی می‌شود. این موضوع در دیتاسنترها بحرانی است.

استاندارد اندازه‌گیری مقاومت داخلی

منابع: IEEE 1188 – Annex B

• دمای محیط: 25°C
• باتری کاملاً شارژ
• اندازه‌گیری جداگانه هر باتری
• پایدارسازی ولتاژ پیش از تست

این روش خطا را حداقل و داده‌ها را معتبر می‌کند.

جمع‌بندی

مقاومت داخلی دقیق‌ترین شاخص برای تشخیص کیفیت واقعی باتری UPS است. ولتاژ و ظرفیت اسمی ممکن است گمراه‌کننده باشند، اما IR رفتار واقعی باتری در لحظه قطع برق را مشخص می‌کند.

برای انتخاب باتری مناسب، توجه به IR نه‌تنها ضروری، بلکه یک ضرورت فنی و اقتصادی است.