CN103744029B

CN103744029B - 一种基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法

Info

Publication number: CN103744029B
Application number: CN201310737506.6A
Authority: CN
Inventors: 丁士林
Original assignee: Gosuncn Technology Group Co Ltd
Current assignee: Gosuncn Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: CN103744029A

Abstract

本发明属于通信基站或机房电源系统领域，特别涉及一种基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法。该方法包含如下步骤：对单体电池进行电流值为I的恒流放电；测量放电前后单体电池的端电压U1和U2；根据电流值I和端电压U1、U2计算出单体电池的内阻R；计算单体电池的内阻与单体电池标准内阻值的比值；根据比值计算单体电池的剩余容量C。本发明的有益效果是：采用大电流恒流放电，与离线放电法相比，测试时间短，不存在电源瘫痪的危险；与在线式安时法相比，测试时间短，本方案对一组24节的电池组进行测试，只需1分钟左右的时间，而在线安时法则需要1小时以上的时间。

Description

一种基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法

技术领域

本发明属于通信基站或机房电源系统领域，特别涉及一种基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法。

背景技术

阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池由于具有体积小、防爆、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小、价格低等优点，所以深受各个行业的青睐，被广泛应用于邮电、电力、交通、航空航天、应急照明、军事通信等诸多领域。VRLA蓄电池已经成为系统的关键部件之一，它的安全可靠运行直接关系到整套设备的可靠运行。但是在使用过程中，由于剩余容量无法准确预测，轻的造成事故，重的酿成惨剧。因此，必须建立一个有效的蓄电池管理系统，准确可靠地预测单体电池剩余容量则成为电池管理系统中最基本和最首要的任务。

目前主要的容量测试方案有在线测试和离线测试两大类。

离线测试通过假负载进行恒流放电，直至其中有一单体的端电压到达规定的终止电压时停止放电，其放电时间与放电电流的乘积即为该电池组的实际容量。该测试法无疑是最为标准的、有效的电池容量性能测试方法，测得电池的容量数值准确，客观地反映蓄电池的容量。但是离线容量测试的时间太长，需要断开电池，存在电源瘫痪的危险。

在线测试主要有安时法，在供电系统中，通过调低开关电源的输出浮充电压值，由蓄电池组放电供给通信设备，放电前后要测量电池的端电压、温度、放电时间和室温，直至其中有一单体的端电压到达规定的终止电压时停止放电，其放电时间与放电电流的乘积即为该电池组的实际容量。在线安时法虽然可以不需要蓄电池离线即可测试电池容量，但是测试时间也比较长，不够准确。

因此亟需一种既可在线测试又可提高效率的单体电池剩余容量的估算方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种无需将蓄电池从浮充线路中断开就可以快速准确地在线估算蓄电池容量的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于内阻测量的单体电池剩余容量的估算方法，包含如下步骤：

1）对单体电池进行电流值为I的恒流放电；

2）测量放电前后单体电池的端电压U1和U2；

3）根据步骤1）的电流和步骤2）的端电压计算出单体电池的内阻R；

4）计算单体电池的内阻与单体电池标准内阻值的比值R_比；

5）根据步骤4）的比值计算单体电池的剩余容量C。

进一步地，所述步骤1中恒流放电的电流值I为10A-30A，放电时间t为2-3s，此放电方式可保证单体电池处于浮充状态，避免了由于断电造成系统瘫痪的风险，同时还节约测试时间，提高工作效率，放电恒流值限定为10A-30A，可以避免电流过大造成电池损害及电流过小造成放电时间过长的问题。

进一步地，所述步骤2）中放电前和放电后单体电池的端电压分别为为U1和U2，将测试到的U1和U2进行记录以备计算电池内阻。

进一步地，所述步骤3）单体电池内阻R的计算公式为R=(U1-U2)/I。

进一步地，所述步骤4中比值R_比的计算公式为R_比=单体电池的内阻/单体电池的标准内阻。

进一步地，所述步骤5）中单体电池剩余容量的计算公式分别为：

当R_比<1.2时， C=额定容量*100%；

当1.2≤R_比<2.0时，C=额定容量*(100－(R_比－1.2)/0.8*20.0)/100；

当2.0≤R_比<5.0时，C=额定容量*(80－(R_比－2.0)/3.0*50.0)/100；

当5.0≤R_比<10.0时，C=额定容量*(30－(R_比－5.0)/10*30.0)/100；

当10.0≤R_比时， C=0。

对单体电池的剩余容量根据比值R_比的大小分别采用不同的方程式进行计算。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

采用大电流恒流放电，与离线放电法相比，测试时间短，不存在电源瘫痪的危险；与在线式安时法相比，测试时间短，本方案对一组24节的电池组进行测试，只需1分钟左右的时间。在线安时法需要1小时以上的时间。

附图说明

图1是本发明的具体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。考虑到一般的通信基站所用的备用电源都是铅酸蓄电池，因此本实施例中提到的蓄电池均指铅酸蓄电池。单体电池是该铅酸蓄电池的基本单元，本实施例正是通过估算单体电池的剩余容量以计算该铅酸蓄电池的剩余容量。

一种基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法，如图1所示，包含如下步骤：

1）对单体电池进行电流值为I的恒流放电；

2）测量放电前后单体电池的端电压U1和U2；

4）计算单体电池的内阻与单体电池标准内阻值的比值R_比；

5）根据步骤4）的比值计算单体电池的剩余容量C。

上述步骤1）中限定恒流放电的恒流值I为10A-30A，放电时间t为2-3s；

浮充状态下，测试放电前和放电后单体电池的端电压，分别计为U1和U2；

将I、U1和U2代入方程式R=(U1-U2)/I，从而计算出单体电池的内阻；

再计算单体电池内阻与标准内阻值的比值，公式为R_比=单体电池的内阻/单体电池的标准内阻；

根据比值R_比大小不同分别计算单体电池的剩余容量C，计算公式为：

当R_比<1.2时， C=额定容量*100%；

当1.2≤R_比<2.0时，C=额定容量*(100－(R_比－1.2)/0.8*20.0)/100；

当2.0≤R_比<5.0时，C=额定容量*(80－(R_比－2.0)/3.0*50.0)/100；

当5.0≤R_比<10.0时，C=额定容量*(30－(R_比－5.0)/10*30.0)/100；

当10.0≤R_比时， C=0。

剩余容量C越大，说明该单体电池性能越好，当C=0时，代表该单体电池失效。

由于实践中常常用蓄电池组作为备用电源，因此本实施例进一步通过计算单体电池的剩余容量以估算蓄电池组的剩余容量。本发明的有益效果是：采用大电流恒流放电，与离线放电法相比，测试时间短，不存在电源瘫痪的危险；与在线式安时法相比，测试时间短，本方案对一组24节的电池组进行测试，只需1分钟左右的时间，而在线安时法则需要1小时以上的时间。

Claims

1.一种基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法，其特征在于，包含如下步骤：

1）对单体电池进行电流值为I的恒流放电；

2）测量放电前后单体电池的端电压U1和U2；

4）计算单体电池的内阻与单体电池标准内阻值的比值 R_比；

5）根据步骤4）的比值计算单体电池的剩余容量C；

所述步骤1）中电流值I为10A-30A，放电时间t为2-3s；

所述步骤5）中单体电池剩余容量的计算公式分别为：

当R_比<1.2时，C=额定容量*100%；

当1.2≤R_比<2.0时，C=额定容量*(100－(R_比－1.2)/0.8*20.0)/100；

当2.0≤R_比<5.0时，C=额定容量*(80－(R_比－2.0)/3.0*50.0)/100；

当5.0≤R_比<10.0时，C=额定容量*(30－(R_比－5.0)/10*30.0)/100；

当10.0≤R_比时，C=0。

2.根据权利要求1所述的基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法，其特征在于，所述步骤3）中单体电池内阻R的计算公式为R=(U1-U2)/I。

3.根据权利要求1所述的基于内阻测量单体电池剩余容量的估算方法，其特征在于，所述步骤4）中比值R_比的计算公式为R_比=单体电池的内阻/单体电池的标准内阻。