CN103884985B - 蓄电池性能的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄电池性能的检测方法，所述方法包括：采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据；根据所述长时工作数据得到所述蓄电池的工作曲线；根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态，和蓄电池的性能信息。本发明蓄电池性能的检测方法根据采集到的蓄电池的历史数据和当前数据，根据所述数据就可以得到蓄电池的性能状态，进行相对应的处理。达到蓄电池的精细化维护，延长蓄电池的使用寿命，节省成本。

Description

蓄电池性能的检测方法

技术领域

本发明涉及一种蓄电池性能的检测方法，尤其是一种利用长时检测数据进行蓄电池性能的检测方法。

背景技术

蓄电池在很多场合都需要使用，而且蓄电池是典型的哑设备，加上数量巨大，而现有技术并没有没有完整的蓄电池性能检测手段。所以不能进行适应性处理，从而导致蓄电池的寿命短。

所以现有的方法无法正确判断蓄电池的性能，不当的开关电源参数设置和不合理的充放电导致蓄电池容量降低，性能变差，缩短了蓄电池使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种蓄电池性能的检测方法，利用长时间采集到的数据，得到蓄电池的性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种蓄电池性能的检测方法，所述方法包括：

采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据；

根据所述长时工作数据得到所述蓄电池的工作曲线；

根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态，和蓄电池的性能信息。

所述采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据具体为，每隔固定时间间隔采集蓄电池在长时间工作下的长时工作数据。

所述工作数据具体为蓄电池的电压、电流和温度；所述工作曲线维度包括蓄电池所在地区信息、记录时间信息和停电时间信息。

所述根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态具体包括：

当所述蓄电池为放电状态时，电压-时间的工作曲线为开始放电蓄电池的电压值瞬间降低，然后小幅度回升，接着缓慢下降；电流-时间的工作曲线瞬间降为负值；

当所述蓄电池为来电状态时，电压-时间的工作曲线为蓄电池电压瞬间升高，然后缓慢上升开始充电，充满后进入浮充状态；电流-时间的工作曲线为电流瞬间由负值变为正值，保持平稳一段时间后下降或直接逐渐下降；

当所述蓄电池为恒流充电状态时，电流-时间的工作曲线为电流基本恒定，电压逐渐升高；

当所述蓄电池为恒压充电状态时，电压-时间的工作曲线为电压恒定不变，电流逐渐减小；

当所述蓄电池为一次下电状态时，电压-时间的工作曲线为电压小幅回升；电流-时间的工作曲线为电流为负值，绝对值变小；

当所述蓄电池为大功率油机发电状态时，电压-时间的工作曲线为电压升高；电流-时间的工作曲线为电流为正值；

当所述蓄电池为小功率油机发电状态时，电压-时间的工作曲线为电压较低；电流-时间的工作曲线为电流为负值。

所述根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的性能信息具体包括：根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的T48、T90、C48以及冗余时长信息。

所述方法还包括：根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息。

所述工作曲线为电压稳定时的电压-时间曲线；所述根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息具体包括：

当所述电压-时间曲线缓慢降低时，输出蓄电池无故障信息；

当所述电压-时间曲线为抛物线时，输出蓄电池中有落后单体蓄电池信息，以及更换所述落后单体蓄电池信息；

当所述电压-时间曲线中具有拐点时，输出蓄电池中有部分单体蓄电池已经放电完毕信息，以及更换放电完毕蓄电池信息。

所述工作曲线为电流稳定时的两组蓄电池并联供放电电流-时间曲线；所述根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息具体包括：

当所述电流-时间曲线前段具有电流分叉时，输出一组蓄电池内阻大的信息，以及松紧所述大内阻蓄电池的螺丝的信息；

当所述电流-时间曲线后段具有电流分叉时，输出两组蓄电池性能不均衡，有一组蓄电池实际容量较小的信息。

本发明蓄电池性能的检测方法根据采集到的蓄电池的历史数据和当前数据，根据所述数据就可以得到蓄电池的性能状态，进行相对应的处理。达到蓄电池的精细化维护，延长蓄电池的使用寿命，节省成本。

附图说明

图1为本发明蓄电池性能的检测方法的流程图；

图2为本发明蓄电池的检测方法的工作曲线图之一；

图3为本发明蓄电池的检测方法的工作曲线图之二。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明蓄电池性能的检测方法的流程图，如图所示，本发明具体包括如下步骤：

步骤101，采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据；

具体的，每隔固定时间间隔采集蓄电池在长时间工作下的长时工作数据。

例如，利用数据采集装置按合适的时间间隔(例如每8分钟采集一次)采集记录蓄电池的运行数据，同布的记录采集数据的相应时刻。采集的数据包括但不限于：电压、电流、温度。

步骤102，根据所述长时工作数据得到所述蓄电池的工作曲线；

工作数据的采集的重点在于长期跟踪记录各个维度的数据，纵向分析数据提高数据的可追溯性。可从不同维度记录停电数据，例如按地区记录，按月份记录，按停电时间记录，停电数据包括但不限于以上维度。

采集到的工作数据处理成为蓄电池的工作曲线，包括但不限于电压-时间的曲线图、电流-时间的曲线图、温度-时间的曲线图、停电时长-地区的曲线图，以及在同一个图中展示的混合参数曲线图。

图2为本发明蓄电池的检测方法的工作曲线图之一，某基站，停电后来电的一段情况，图中为电压-时间曲线。

横坐标为数据采集时间，每10分钟采集一次，纵坐标为总电压值。如图所示，当市电出现故障停止供电时，蓄电池电压从54伏快速下降到49伏，之后缓慢的线性下降，当电压下降到接近48伏时，市电来电，蓄电池停止放电，市电给蓄电池均充电，电压快速上升到接近56伏，均充结束后转入浮充。

图3为本发明蓄电池的检测方法的工作曲线图之二，某基站，停电后来电的一段情况，图中为电流-时间曲线。

横坐标为数据采集时间，每10分钟采集一次，纵坐标为一组电流值。如图所示，当市电出现故障停止供电时，蓄电池开放电，电流从0值快速变为-20A，在放电期间，基本保持不变，当市电来电时，蓄电池停止放电，市电给蓄电池供电，蓄电池电流为+30A，之后逐渐减小，直到浮充变为0。

步骤103，根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态，和蓄电池的性能信息。

对蓄电池进行长期的工作数据采集，通过工作曲线展示出各种所需维度的数据曲线。在电流-时间曲线图中，上把蓄电池充电时单流的方向定位正值，放电时电流的方向定位负值。

蓄电池所处的各个状态的特征可以为：

浮充状态时，蓄电池电压基本稳定，比如稳定为54伏左右；蓄电池电流基本为零值，由于一些实际存在的因素，在零值附件有较小的波动。

恒流充状态：电流以一正值恒定不变；电压呈逐渐变大的趋势。

恒压充状态：电压以一正值恒定不变；电流为正值，呈逐渐减小的趋势。

放电状态：电流为负值；电压呈减小的趋势；

从电压-时间曲线图中，可以看到电压按时间的各个阶段的值及变化趋势。从电流-时间曲线图中，可以看到电流按时间的各个阶段的值及变化趋势。综合对比分析电压电流曲线图，判断蓄电池的运行现状。

根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态具体包括：

当所述蓄电池为放电状态时，电压-时间的工作曲线为开始放电蓄电池的电压值瞬间降低，一般降低的差值为3-4伏左右，具体电池因性能不同会有所不同。然后小幅度回升，接着缓慢下降；电流-时间的工作曲线从正值或零值瞬间降为负值，在整个放电状态电流值都为负值；

当所述蓄电池为来电状态时，电压-时间的工作曲线为蓄电池电压瞬间升高，然后缓慢上升开始充电，充满后进入浮充状态；电流-时间的工作曲线为电流瞬间由负值变为正值，保持平稳一段时间后下降或直接逐渐下降；

来电后，当所述蓄电池为恒流充电状态时，电流-时间的工作曲线为电流基本恒定，电压逐渐升高；

当所述蓄电池为恒压充电状态时，电压-时间的工作曲线为电压恒定不变，电流逐渐减小；

当蓄电池放电到一定值后，为了延长蓄电池的放电时长，关闭一些设备，即为一次下电。当所述蓄电池为一次下电状态时，蓄电池仍是放电状态，电压-时间的工作曲线为电压小幅回升；电流-时间的工作曲线为电流为负值，与之前相比绝对值较低很多，以小电流放电；

当所述蓄电池为大功率油机发电状态时，可能会同时给蓄电池充电，电压-时间的工作曲线为电压升高；电流-时间的工作曲线为电流为正值；

当所述蓄电池为小功率油机发电状态时，可能会不能满足供电要求，蓄电池需一起供电，电压-时间的工作曲线为电压较低；电流-时间的工作曲线为电流为负值。

油机发电的情况较复杂，需在长期非数据比较时具体情况具体分析。

在蓄电池的正常运行时，可能会遇到频繁放电的现象，可能会导致数据变化不稳定；也可能会存在有噪声点；在分析蓄电池数据时，应整体纵向长期跟踪，才增加数据的正确性。

在对蓄电池数据进行分析时，涉及到的状态包括但不限于以上状态以及可能的情况。

具体的，根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的T48、T90、C48以及冗余时长信息。

将采集到的数据进行整理分析，通过算法找到一些可以标识运行状态和电池性能的参数。例如，包括但不限于T48、T90、C48以及冗余时长等等。

蓄电池组T48放电时长：蓄电池组所在供电单元，当发生停电故障时，由蓄电池组开始放电的时刻与蓄电池组系统输出总电压下降到48V的时刻的差值，称该值为蓄电池组T48放电时长，单位为小时。

蓄电池组T90放电时长：蓄电池组所在地(区县级)，当发生停电故障时，90％以下的停电时长小于某一值，称该值为蓄电池组T90放电时长，单位为小时。

此指标为统计学意义，因此对应的理论是概率论里的中心极限定理。在计算上，通过计算某一地区停电时长的分布的均值和标准差，然后查标准正态分布表可以查出相应的T90值。通过长期分析从动环提取的停电状况，我们发现停电是有规律可预测的，且非常符合正态分布曲线，如果能长期跟踪，并结合往年的历史数据，可对每个区域的电网状况进行预判，并提前分类分片预防。该T90数据是在去除小概率事件和自然停电事件后，对该网络中所有供电单元的最小可放电时长的一个从数据上的明确要求，对重点站、常规站、难点站增加不同的补充时间即可对所有供电单元的蓄电池后备时长提出清晰的要求。能达到这个时长，从理论上即可认为只有10％的停电状况可能需要去发电。

蓄电池组C48的定义：蓄电池组的输出总电压下降到48V时的放出容量，此指标为具体值。

实践中以C48的变化作为评判蓄电池下降趋势的依据(在维护中，相对容易做到在到达48V之前的蓄电池放电曲线是基本线性或可预测的)，跟踪单站一段时间的最大停电时段内的T48和C48变化趋势，可以实现对全网整体后备电源情况的横向比较和判断。

供电单元蓄电池组冗余时长的定义：蓄电池组T48放电时长与供电单元T90放电时长的差值，即为蓄电池组冗余时长，单位为小时。

再如图1所示，本发明还包括：

步骤104，根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息。

对各种维度曲线的分析和比较，结合参数值和理论研究，可判定蓄电池的性能。

蓄电池的性能主要是由容量的变化来衡量。根据前期提供的数据，我们可以找到测量蓄电池容量的方法。按标准的十小时率放电，针对于2伏的单体电池，放电到1.8伏所放出的能量即为现有容量。可通过记录的电压时间曲线图，观察曲线的走势，通过大致的估算出放电到1.8伏时所对应的时间T.。按容量＝电流*时间。即可计算出现有容量。一般情况下，现有容量＜标称容量的80％即可认为性能很差。对于性能差的电池也可进一步分析电池的故障，找到降低电池性能的因素。

根据长期数据跟踪得到的曲线图，进行深度分析的规则：

所述工作曲线为电压稳定时的电压-时间曲线；所述根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息具体包括：

当所述电压-时间曲线缓慢降低时，输出蓄电池无故障信息；

当所述电压-时间曲线为抛物线时，输出蓄电池中有落后单体蓄电池信息，以及更换所述落后单体蓄电池信息；

当所述电压-时间曲线中具有拐点时，输出蓄电池中有部分单体蓄电池已经放电完毕信息，以及更换放电完毕蓄电池信息。

所述工作曲线为电流稳定时的两组蓄电池并联供放电电流-时间曲线；所述根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息具体包括：

当所述电流-时间曲线前段具有电流分叉时，输出一组蓄电池内阻大的信息，以及松紧所述大内阻蓄电池的螺丝的信息；

当所述电流-时间曲线后段具有电流分叉时，输出两组蓄电池性能不均衡，有一组蓄电池实际容量较小的信息。

针对曲线图分析性能和故障的规则，包括但不限于以上情况。

本发明蓄电池性能的检测方法根据采集到的蓄电池的历史数据和当前数据，根据所述数据就可以得到蓄电池的性能状态，进行相对应的处理。达到蓄电池的精细化维护，延长蓄电池的使用寿命，节省成本。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种蓄电池性能的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据；

根据所述长时工作数据得到所述蓄电池的工作曲线；

根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态，和蓄电池的性能信息；

所述长时工作数据具体为蓄电池的电压、电流和温度；工作曲线维度包括蓄电池所在地区信息、记录时间信息和停电时间信息；

所述根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的运行状态具体包括：

当所述蓄电池为放电状态时，电压-时间的工作曲线为开始放电蓄电池的电压值瞬间降低，然后小幅度回升，接着缓慢下降；电流-时间的工作曲线瞬间降为负值；

当所述蓄电池为来电状态时，电压-时间的工作曲线为蓄电池电压瞬间升高，然后缓慢上升开始充电，充满后进入浮充状态；电流-时间的工作曲线为电流瞬间由负值变为正值，保持平稳一段时间后下降或直接逐渐下降；

当所述蓄电池为恒流充电状态时，电流-时间的工作曲线为电流基本恒定，电压逐渐升高；

当所述蓄电池为恒压充电状态时，电压-时间的工作曲线为电压恒定不变，电流逐渐减小；

当所述蓄电池为一次下电状态时，电压-时间的工作曲线为电压小幅回升；电流-时间的工作曲线为电流为负值，绝对值变小；

当所述蓄电池为大功率油机发电状态时，电压-时间的工作曲线为电压升高；电流-时间的工作曲线为电流为正值；

当所述蓄电池为小功率油机发电状态时，电压-时间的工作曲线为电压较低；电流-时间的工作曲线为电流为负值。

2.根据权利要求1所述的蓄电池性能的检测方法，其特征在于，所述采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据具体为，每隔固定时间间隔采集蓄电池在长时间工作下的长时工作数据。

3.根据权利要求1所述的蓄电池性能的检测方法，其特征在于，所述根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的性能信息具体包括：根据所述工作曲线进行数据分析得到蓄电池的T48、T90、C48以及冗余时长信息。

4.根据权利要求3所述的蓄电池性能的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息。

5.根据权利要求4所述的蓄电池性能的检测方法，其特征在于，所述工作曲线为电压稳定时的电压-时间曲线；所述根据所述蓄电池的性能信息进行数据分析，得到蓄电池的故障信息和处理信息具体包括：

当所述电压-时间曲线缓慢降低时，输出蓄电池无故障信息；

当所述电压-时间曲线为抛物线时，输出蓄电池中有落后单体蓄电池信息，以及更换所述落后单体蓄电池信息；

当所述电压-时间曲线中具有拐点时，输出蓄电池中有部分单体蓄电池已经放电完毕信息，以及更换放电完毕蓄电池信息。