CN103928721B - 蓄电池综合维护仪及浮充状态下甄别蓄电池物理损坏方法 - Google Patents
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Abstract
蓄电池综合维护仪及浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法，维护仪包括依次相连接的中央控制及计算单元、数据采集/输出模式选择单元、除硫/充电模式选择单元、脉冲/充电发生单元和输出单元；中央控制及计算单元和数据采集/输出模式选择单元分别与数据采集单元相连接。通过数据采集单元采集蓄电池的数据，与检测保护-均衡充电转换门限比较，判断电池是否出现劣化，与均衡充电-脉冲除硫转换门限比较，判断电池是否恢复，再进行相应的处理；然后与蓄电池性能分类各档电压值比较，判断电池性能。该甄别方法通过捕捉电池动态变化数据，及时发现劣化电池，使物理损坏电池“浮出水面”，减少维护工作强度，提高效率，使查找物理损坏电池成为可能。
Description
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种集蓄电池主要参数采集和网络化传输、在线恢复劣化蓄电池性能的铅酸蓄电池综合智能管理设备，特别涉及一种蓄电池综合维护仪；本发明还涉及一种浮充状态下用该综合维护仪甄别蓄电池物理损坏的方法。
背景技术
在通信、电力、银行、铁路等各系统得到广泛使用的固体阀控密封铅酸蓄电池具有重量轻、占地少、污染小、少维护等突出优点。蓄电池在投入使用后会由于各种原因导致电池劣化，电池供电能力下降，主要是以下几种原因：1）电池投入使用后，虽然有整流器给电池组充电，但由于电池组是由多节单体电池串联组成，常规的整流器只是对整组电池进行充电，势必会导致各节单体电池充电不均匀而产生劣化。2）电池作为备电系统，为保证设备的安全运行，频繁放电、过放电等情况时有发生，这是导致电池出现硫化现象的主要原因。3）蓄电池所处工作环境恶劣、整流器充电参数设置不当等因素也会导致电池劣化。4）电池因达到设计寿命、自身品质问题、严重劣化等因素而产生的物理损坏。总而言之，导致电池劣化的因素很多，除因物理损坏电池是真正无法使用、需要更换外，其它情况导致的电池劣化是通过一定技术手段恢复的。但由于目前的电池维护方法无法在劣化电池中准确锁定物理损坏电池，往往是只要电池性能下降导致无法满足使用需求，就整组更换，造成极大的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种蓄电池综合维护仪，能够在浮充过程中提升蓄电池性能，恢复非物理损坏导致的蓄电池劣化现象。
本发明的另一个目的是提供一种利用上述综合维护仪在浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种蓄电池综合维护仪，包括依次相连接的中央控制及计算单元、数据采集/输出模式选择单元、除硫/充电模式选择单元、脉冲/充电发生单元和输出单元；中央控制及计算单元和数据采集/输出模式选择单元分别与数据采集单元相连接。
本发明所采用的另一个技术方案是：一种利用上述蓄电池综合维护仪在蓄电池浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法：
步骤1：首先通过蓄电池连接排将多个蓄电池串联组成蓄电池单元，将蓄电池综合维护仪的电源接口接入交流市电220V，蓄电池综合维护仪的设备输出/采集接口通过多根输出电缆线与各蓄电池的正负极相连接，蓄电池综合维护仪的电流采样接口接至霍尔电流传感器，用于电流信号的采样；蓄电池综合维护仪的网络通讯接口通过网线连接至交换机/路由器的RJ45接口；
将PC机与蓄电池综合维护仪连接，通过PC机向蓄电池综合维护仪下发各项预设参数，该预设参数包括检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限和蓄电池性能分类各档电压值，设置完成后，重新启动蓄电池综合维护仪，调整蓄电池综合维护仪的输出脉冲和充电电压；
步骤2：中央控制及计算单元发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元将该数据采集信号传递给数据采集单元，数据采集单元根据接收到的数据采集信号对多个蓄电池进行数据采集，并将采集到的数据发送至中央控制及计算单元，中央控制及计算单元将接收的采集到的数据与预先设置的检测保护-均衡充电转换门限值进行比较，对电池是否出现劣化进行初步判断：如果采集到的数据未超过预先设置的保护-均衡充电转换门限值，继续循环进行检测保护，并生成与“电池性能较好，可继续使用”对应的蓄电池性能分类标志；同时，中央控制及计算单元将接收到的各项采集数据汇总形成包含蓄电池各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据，发送至数据发送单元，由数据发送单元通过网络发送至与蓄电池综合维护仪配套使用的服务器，该服务器根据收到数据中的蓄电池性能分类标志将该电池归类为“电池性能较好，可继续使用”；
如果采集到的数据超过预先设置的检测保护-均衡充电转换门限值，则进入均衡充电阶段，即中央控制及计算单元发出均衡充电信号，数据采集/输出模式选择单元将该均衡充电信号传递给除硫/充电模式选择单元，除硫/充电模式选择单元根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元产生并向输出单元输送均衡充电电压，输出单元对蓄电池进行均衡充电；均衡充电结束后均衡充电的时间长短由中央控制及计算单元2根据各节单体电池电压值与检测保护-均衡充电转换门限值的偏离程度决定，中央控制及计算单元再次发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元将再次发出的数据采集信号发送给数据采集单元，数据采集单元根据接收到的数据采集信号对多个蓄电池进行数据采集，并将采集到的数据发送至中央控制及计算单元，中央控制及计算单元将接收到的数据与均衡充电-脉冲除硫转换门限值进行比较：如果采集到的数据未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，则进入检测保护阶段，并生成与“电池性能较好，可继续使用”对应的蓄电池性能分类标志；同时，中央控制及计算单元将再次收到的各项采集数据汇总形成包含蓄电池各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据，发送至数据发送单元，由数据发送单元通过网络发送至与蓄电池综合维护仪配套使用的服务器，该服务器根据收到数据中的蓄电池性能分类标志将该电池归类为“电池性能较好，可继续使用”；如果采集到的数据超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，则开始脉冲除硫阶段，即中央控制及计算单元发出脉冲除硫信号，数据采集/输出模式选择单元将该脉冲除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元，除硫/充电模式选择单元根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元产生并向输出单元输送除硫脉冲，由输出单元对蓄电池进行脉冲除硫；
步骤3：脉冲除硫结束（脉冲除硫的时间长短由中央控制及计算单元2根据各节单体电池电压值与均衡充电-脉冲除硫转换门限值的偏离程度决定）后，中央控制及计算单元再发出数据采集信号，数据采集单元采集多个蓄电池的电池电压，并将采集到的电池电压发给中央控制及计算单元，中央控制及计算单元将采集到的电池电压与预先设置的蓄电池性能分类各档电压值进行比较，判断蓄电池劣化恢复程度，对电池进行分类，完成蓄电池的甄别。
本发明甄别蓄电池物理损坏的方法通过蓄电池综合维护仪的检测保护（判断电池是否出现劣化）+均衡充电（对浮充状态下各单体充电不均匀现象进行均衡调节）+脉冲除硫（对各种外界因素造成的电池硫化进行去硫化处理）的三阶段在线养护技术，一方面，通过均衡充电和脉冲除硫阶段，可使电池出现微小的动态变化，通过捕捉电池动态变化的数据，即可掌握电池均匀性的变化趋势，从而对蓄电池的性能进行准确甄别分类，及时发现劣化隐患；另一方面，可将电池组充电不均匀、电池硫化等情况予以恢复，使真正物理损坏电池“浮出水面”。与传统方法相比，具有电池性能分类精准、及时发现物理损坏电池的优点：
1）通过捕捉电池动态变化数据，可明确电池性能，及时发现劣化电池，避免故障隐患。
2）避免了传统查找落后电池所使用的电池放电测试方法，极大的减少了维护工作强度，提高了维护工作效率。
3）电池性能下降的因素很多，物理损坏的情况只是其中一种，该发明方法可有效恢复浮充状态下因电池充电不均匀、硫化等情况导致的电池性能下降情况，从而使物理损坏电池“浮出水面”，即通过该方法，使查找物理损坏电池成为可能。
附图说明
图1是本发明综合维护仪的结构示意图；
图2是本发明综合维护仪中供电单元的电路原理图；
图3是本发明综合维护仪中中央控制及计算单元的电路原理图；
图4是本发明综合维护仪中数据发送单元的电路原理图；
图5是本发明综合维护仪中数据采集/输出模式选择单元和除硫/充电模式选择单元的电路原理图；
图6是本发明综合维护仪中数据采集单元电路原理图；
图7是本发明综合维护仪中脉冲/充电发生单元的电路原理图；
图8～图12是本发明综合维护仪中输出单元的电路原理图；
图13是本发明综合维护仪的使用状态图；
图14是本发明甄别方法的流程图。
图15是采用本发明方法处理蓄电池后判断蓄电池是否恢复的示意图。
图1和图13中：1.供电单元，2.中央控制及计算单元，3.数据发送单元，4.数据采集/输出模式选择单元，5.除硫/充电模式选择单元，6.数据采集单元，7.脉冲/充电发生单元，8.输出单元，9.蓄电池单元，10.综合维护仪，11.交换机/路由器，12.蓄电池，13.电源接口，14.设备输出/采集接口，15.电流采样接口，16.设备级联接口，17.RS-232接口，18.网络通讯接口，19.输出调节接口，20.接地孔，21.输出电缆线，22.蓄电池连接排，23.网线，24.RJ45接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明综合维护仪，包括依次相连接的中央控制及计算单元2、数据采集/输出模式选择单元4、除硫/充电模式选择单元5、脉冲/充电发生单元7和输出单元8；中央控制及计算单元2分别与数据发送单元3和数据采集单元6相连接；数据采集/输出模式选择单元4与数据采集单元6相连接，该综合维护仪还包括供电单元1，供电单元1分别与中央控制及计算单元2、数据发送单元3、数据采集/输出模式选择单元4、除硫/充电模式选择单元5、脉冲/充电发生单元7、采集单元6和输出单元8相连接。
使用时，将采集单元6和输出单元8与蓄电池单元9相连接。
供电单元1，用于给本综合维护仪中的其它各单元提供电能；
中央控制及计算单元2，用于控制数据采集/输出模式选择单元4选择数据采集状态或者输出模式状态；当数据采集/输出模式选择单元4选择数据采集状态时，数据采集单元6采集蓄电池单元9的各项运行参数，并将采集到的参数传输给中央控制及计算单元2；中央控制及计算单元2对接收到的运行参数进行汇总后形成一帧完整的包含蓄电池各项运行参数以及设备编号、采集日期和时间的数据后，将得到的该数据传输给数据发送单元3；与此同时，中央控制及计算单元2对接收到的蓄电池各项运行参数进行分析后，产生触发除硫/充电模式信号或数据采集模式信号，并将产生的信号传输给采集/输出模式选择单元4；
采集/输出模式选择单元4，用于接收中央控制及计算单元2输送的数据采集信号，将该控制信号传输给数据采集单元6；用于接收中央控制及计算单元2输送的触发除硫/充电模式信号，接收到该信号后，发出控制除硫/充电模式选择单元5输出模式状态的信号；
除硫/充电模式选择单元5，用于接收采集/输出模式选择单元4发出的控制除硫/充电模式选择单元5输出模式状态的信号，根据接收到的信号在输出模式状态下输出除硫脉冲控制信号或者均衡充电电压控制信号，并将除硫脉冲控制信号或者均衡充电电压控制信号输送给脉冲/充电发生单元7；
脉冲/充电发生单元7，用于接收除硫/充电模式选择单元5发送的除硫脉冲控制信号或者均衡充电电压控制信号，产生并向输出单元8输送相应的蓄电池除硫脉冲或蓄电池均衡充电电压；
输出单元8，用于输出除硫脉冲或均衡充电电压；
数据发送单元3，用于接收中央控制及计算单元2传送的数据，并将接收到的数据通过网络进行数据传递。
如图2所示，本发明综合维护仪中供电单元1的电路，包括第一芯片U1、第二芯片U2和第三芯片U3，第一芯片U1为AC220V-DC±12V电源转换芯片（PA+12），第二芯片U2为DC48-12V电源转换芯片（P+12），第三芯片U3为DC12-5V电源转换芯片（P）。第一芯片U1的引脚2和第二芯片U2的引脚1分别接第一电源接入端AC6，第一芯片U1的引脚3和第二芯片U2的引脚2分别接第二电源接入端AC5，电压为外部供电电源从图13中的电源接口13引入后，接到电源接入端AC5和电源接入端AC6，分两种情况：
1、如果外部电源为交流220V，则AC5直接接入第一芯片U1的第3脚，AC6直接接入第一芯片U1的第2脚，在第一芯片U1的第4脚得到DC-12V，第一芯片U1的第8脚得到DC+12V；第一芯片U1的第8脚接第三芯片U3的第1脚作为输入，第三芯片U3的第3脚输出得到DC+5V，给本综合维护仪中的各个单元供应稳定的工作电源。
2、如果外部电源为DC48V，则AC5直接接入第二芯片U2的第2脚，AC6直接接入第二芯片U2的第1脚，在第二芯片U2的第5脚得到DC-12V，第二芯片U2的第3脚得到DC+12V，第二芯片U2的第3脚接第三芯片U3的第1脚作为输入，第三芯片U3的第3脚输出得到DC+5V，给本综合维护仪中各个单元供应稳定的工作电源。
本发明综合维护仪中中央控制及计算单元2的电路，如图3所示，包括第四芯片U4，第四芯片U4采用STC90C58AD单片机（ICCPU）；第四芯片U4的第38脚接+5V电压，第四芯片U4的第16脚接系统地，构成第四芯片U4的供电；第四芯片U4的第14脚和第15脚连接由第一电容Cc1、第二电容Cc2及晶振JTc构成的外部时钟电路；电阻RST接第四芯片U4的第4脚，构成单片机复位电路；第四芯片U4的第2脚和第3脚作为串口分别连接图4中第五芯片U5的第9脚和第10脚，第五芯片U5为串口芯片ICRS；第四芯片U4的第1脚、第17脚～第37脚以及第39～第44脚作为I/O口，分别接至图8～图11中输出单元8中具有相同网络标号的位置，通过驱动电路，以控制各继电器的通断；第四芯片U4的第8脚接图6中第八芯片U8的第19脚，作为模数转换芯片ICAD的时钟；第四芯片U4的第9脚接图6中模数转换芯片ICAD的第18脚，作为模数转换芯片ICAD的片选信号；第四芯片U4的第10脚和第11脚分别接模数转换芯片ICAD的第17脚和第15脚，作为模数转换芯片ICAD的数据输入/输出端。
本发明综合维护仪中数据发送单元3的电路，如图4所示，包括第五芯片U5、第六芯片U6和第七芯片U7；第五芯片U5为MAX232串口数据通讯芯片（ICRS），第六芯片U6为RS-232转TCP/IP协转模块（TDXZ），第七芯片U7为无线协转模块（CDMA）。分两种情况说明：
1）若数据传输采用有线方式，第四芯片U4的第2脚和第3脚分别接第六芯片U6的第8脚和第7脚，通过第六芯片U6的第22脚、第23脚、第25脚和第26脚接图13中的网络通讯接口18，将数据通过该接口以有线方式进行传输。
第六芯片U6的第31脚接电阻Rmob，该电阻Rmob连接发光二极管MOB1；第六芯片U6的第29脚接电阻Rlan，该电阻Rlan连接发光二极管LAN1；第六芯片U6的第28脚接电阻Rtsl、该电阻Rtsl连接发光二极管TSL2，组成协转工作状态指示电路。
2）若数据传输采用无线方式，第四芯片U4的第2脚和第3脚分别接第五芯片U5的第9脚和第10脚，第五芯片U5对电平进行转换后，通过第五芯片U5的第7脚和第8脚分别接第七芯片U7的第3脚和第2脚，通过无线传输的方式对数据进行传输。
数据发送单元3中的电容Er1、电容Er2、电容Er3和电容Er4组成第五芯片U5的自举电路；电阻R2f、三极管T2a、电阻R2g、发光二极管TX2组成串口状态指示电路。
本发明综合维护仪中数据采集/输出模式选择单元4和除硫/充电模式选择单元5的电路，如图5所示，包括继电器Jcc、继电器J12p和场效应管M1。第四芯片U4的第43脚通过图8中依次相连接的电阻Rjc21、三极管Tjc21、达林顿管ICjc1组成驱动电路。达林顿管ICjc1的第14脚接入继电器Jcc的第10脚，以控制继电器Jcc的通断，从而使本综合维护仪工作在数据采集模式或者输出模式下。
第四芯片U4的第44脚通过图8中依次相连接的电阻Rjc22、三极管Tjc22、达林顿管ICjc1组成驱动电路；达林顿管ICjc1的第15脚接入继电器J12P的第10脚，以控制继电器J12P的通断，从而使本综合维护仪工作在除硫输出模式或者充电输出模式下。
继电器J12P的第2脚连接可调电阻RW上端，继电器J12P的第4脚连接可调电阻RM上端，可调电阻RW下端和可调电阻RM下端均连接至二芯白色端子CDQ的第2脚，继电器J12P的第3脚连接至二芯白色端子CDQ的第1脚；二芯白色端子CDQ连接至图7中的白色端子CDQ2。可调电阻RW的可调节旋钮和可调电阻RM的可调节旋钮接至图13中的输出调节接口19，用于控制图7中第九芯片U9（充电模块Module1）的除硫脉冲峰值或充电电压输出值。
数据采集单元6的电路，如图6所示，包括电流采样接口HR、继电器JQH和第八芯片U8，第八芯片U8为12位串行A/D转换器MAX186。控制继电器电路由该继电器JQH以及图8中所示的电阻Rjc23、三极管Tjc23和达林顿管ICjc1组成，当继电器JQH接到第四芯片U4的第1脚的切离命令时进行切换。分两种情况说明：
1）当蓄电池12为2V蓄电池时，第四芯片U4的第1脚通过图8中依次连接的电阻Rjc23、三极管Tjc23、达林顿管ICjc1组成驱动电路；达林顿管ICjc1的第16脚控制继电器JQH处于常开节点，蓄电池的电压采集不通过电阻Rv1和电阻Rv2组成的分压电路，直接通过图5采集/输出模式选择单元4中的继电器Jcc的第2脚，经过由电阻Rv5、电阻Rv6、电阻Rv7、电容Cv1、电容Cv2、电容Cv3、电解电容Ev1、电解电容Ev2、电解电容Ev3和电解电容Ev4组成的滤波电路，接至第八芯片U8的第1脚，完成对蓄电池电压信号的模数转换。
2）当蓄电池为12V蓄电池时，第四芯片U4的第1脚通过图8中依次连接的电阻Rjc23、三极管Tjc23、达林顿管ICjc1组成驱动电路；达林顿管ICjc1的第16脚控制继电器JQH处于常闭节点，蓄电池的电压采集通过电阻Rv1和电阻Rv2组成的分压电路，再通过图5采集/输出模式选择单元4中的继电器Jcc的第2脚，经过由电阻Rv5、电阻Rv6、电阻Rv7，电容Cv1、电容Cv2、电容Cv3、电解电容Ev1、电解电容Ev2、电解电容Ev3和电解电容Ev4组成的滤波电路，接至第八芯片U8的第1脚，完成对蓄电池电压信号的模数转换。
电阻Ra3、电阻Ra4、电位器Wa5和电容Ca2为12V蓄电池的采样基准电路；电阻Ra1、电阻Ra2、电位器Wa4和电容Ca1为2V蓄电池的采样基准电路，由第四芯片U4控制继电器JQH的通断，依蓄电池的电压等级控制接入第八芯片U8的第12脚。
电流采样接口HR（即图13中的电流采样接口15）可连接两路霍尔电流传感器，由霍尔电流传感器对电流进行采样并转换为电压信号，通过电流采样接口HR的第3脚连接由电阻Ri1、电阻Ril1、电容Ci11与电容Cil2组成的滤波和分压电路，接至第八芯片U8的第2脚；通过电流采样接口HR的第2脚连接由电阻Ri2、电阻Ri12、电容Ci21与电容Ci22组成的滤波和分压电路，接至第八芯片U8的第3脚，完成对电流数据的模数转换。
电阻Rfd1、电阻Rfd2、电阻Rfd3、电阻Rfd4、三极管Tfd1和三极管Tfd2组成泄能电路，通过第四芯片U4的第6脚控制第八芯片U8的第1脚进行放电。当采样结束时，将第八芯片U8第1脚的残余能量释放，避免造成误采样。
脉冲/充电发生单元7的电路，如图7所示，包括第九芯片U9、第十芯片U10、第十一芯片U11和场效应管M1；第九芯片U9为充电模块Module1，第十芯片U10为光电耦合器ICxm1（型号为521-2），用于电隔离；第十一芯片U11为STC89C2051单片机（CPUab）。第十一芯片U11的第4脚和第5脚连接由晶振JT1、电容Cca和电容Ccb组成的外部时钟电路，作为单片机CPUab的时钟信号；电阻Rcab接至第十一芯片U11的第1脚，组成单片机复位电路；第十一芯片U11的第2脚和第3脚接至四位端子XCK1，用于对单片机CPUab进行写程。
充电模块Module1输入端为外部供电电源从图13中的电源接口13引入后，接到AC5、AC6电源输入端。当继电器J12P处于常闭节点时，充电模块Module1输出均衡充电电压；当继电器J12P处于常开节点时，由第十一芯片U11的第12脚和第13脚接至由电阻Rk11、电阻Rk12、电阻Rx11、电阻Rx12、电阻Rmx1、电容CJS1、电容CJS2、三极管TK11、三极管TK12和第十芯片U10组成的控制电路，通过对场效应管M1的通断控制，控制充电模块Module1产生除硫脉冲。
输出单元8，如图8～图12所示包括三极管Tjc1～Tjc23、三极管Tjc00～Tjc04、达林顿管ICjc1～ICjc4、继电器Ja1～Ja4、继电器Jb1～Jb4、继电器Jc1～Jc4、继电器Jd1～Jd4，继电器Je1～Je4，继电器Jf1～Jf4以及5位输出/采样接口BEa～BEe。
5位输出/采样接口BEa～BEe共同组成综合维护仪的输出/采集接口14，通过输出电缆线21接至各蓄电池12；第四芯片U4的各I/O口，即第四芯片U4的第1脚、第17脚～第37脚、第39脚～第44脚通过三极管Tjc1～Tjc23、Tjc00～Tjc04，达林顿管ICjc1～ICjc4组成的驱动电路，分时依次控制继电器Ja1～Ja4、继电器Jb1～Jb4、继电器Jc1～Jc4、继电器Jd1～Jd4、继电器Je1～Je4和继电器Jf1～Jf4的吸合或断开，实现设备向各蓄电池输出端口的分时循环输出或数据采样。
达林顿管ICj1～ICj4主要作用是提高驱动能力，型号为ULN2003。
本发明还提供了一种利用上述综合维护仪在蓄电池浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法，其流程如图14所示，具体步骤为：
步骤1：首先通过蓄电池连接排22将多个蓄电池12串联组成蓄电池单元9，将综合维护仪10的电源接口13接入交流市电220V，将综合维护仪10的设备输出/采集接口14通过多根输出电缆线21与各蓄电池12的正负极相连接，将综合维护仪10的电流采样接口15接至霍尔电流传感器，用于电流信号的采样，如图13所示；如果所连接蓄电池12数量超过24节，则将综合维护仪10的级联接口16连接另外一台综合维护仪10；如果所连接蓄电池12数量未超过24节，则综合维护仪10的级联接口16不接另一台综合维护仪10；综合维护仪10的网络通讯接口18通过网线23连接至交换机/路由器11的RJ45接口24；综合维护仪10的接地孔20通过接地线连接至机房大地；
上述各连线完成后，将PC机COM接口通过RS-232线与综合维护仪10的RS-232接口17连接，通过PC机向蓄电池综合维护仪下发各项预设参数，包括检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限、蓄电池性能分类各档电压值（包括电池性能较好档、电池性能一般档、物理损坏档），设置完成后，重新启动蓄电池综合维护仪，通过铅酸蓄电池组在线三阶段综合维护仪10的输出调节接口19，对输出脉冲和充电电压进行微调，调整合适（依据电池厂家给出的充电电压标准值进行调整）后，蓄电池组综合维护仪10开始工作；
步骤2：首先处于检测保护阶段，即由中央控制及计算单元2发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元4将中央控制及计算单元2发出的数据采集信号传递给数据采集单元6，数据采集单元6根据接收到的数据采集信号对多个蓄电池12进行数据采集，并将采集到的数据发送至中央控制及计算单元2，中央控制及计算单元2将接收的采集到的数据与预先设置的检测保护-均衡充电转换门限值进行比较，对电池是否出现劣化进行初步判断：如果采集到的数据未超过预先设置的保护-均衡充电转换门限值，说明蓄电池12未出现劣化，则继续循环进行上述检测保护过程并生成与“电池性能较好，可继续使用”对应的蓄电池性能分类标志；同时，中央控制及计算单元2将接收到的各项采集数据汇总后形成一帧完整的包含蓄电池12各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据后，发送至数据发送单元3，由数据发送单元3通过网络发送至与蓄电池综合维护仪10配套使用的服务器，该服务器根据收到数据中的蓄电池性能分类标志（对于检测保护阶段直接发现的好电池（即未超过检测保护-均衡充电转换门限的电池，直接生成“电池性能较好，可继续使用”的标志；对于经均衡充电处理后未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值的电池，直接生成“电池性能较好，可继续使用”的标志；对于经脉冲除硫处理后的电池主要是依据蓄电池性能分类各档电压值生成不同的分类标志），将该电池归类为“电池性能较好，可继续使用”；
如果采集到的数据超过预先设置的保护-均衡充电转换门限值，说明蓄电池12出现劣化，则进入均衡充电阶段，即中央控制及计算单元2发出均衡充电信号，数据采集/输出模式选择单元4将该均衡充电信号传递给除硫/充电模式选择单元5，除硫/充电模式选择单元5根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元7产生并向输出单元8输送均衡充电电压，由输出单元8对蓄电池12进行均衡充电；均衡充电结束后，中央控制及计算单元2再次发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元4将该数据采集信号发送给数据采集单元6，数据采集单元6根据接收到的数据采集信号对多个蓄电池12进行数据采集，并将采集到的数据发送至中央控制及计算单元2，此时，中央控制及计算单元2将采集到的数据与均衡充电-脉冲除硫转换门限值进行比较，判断劣化电池是否恢复：如果采集到的数据未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，说明蓄电池12已经恢复，则进入检测保护阶段；同时，中央控制及计算单元2将收到的各项采集数据进行汇总后形成一帧完整的包含蓄电池各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据后，发送至数据发送单元3，由数据发送单元3通过网络发送至与综合维护仪10配套使用的服务器，该服务器根据收到数据中的蓄电池性能分类标志同样将该电池归类为“电池性能较好，可继续使用”；如果采集到的数据超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，说明蓄电池12仍未恢复，则开始脉冲除硫阶段，即中央控制及计算单元2发出脉冲除硫信号，数据采集/输出模式选择单元4将该脉冲除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元5，除硫/充电模式选择单元5根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元7产生并向输出单元8输送除硫脉冲，由输出单元8对蓄电池进行脉冲除硫；
步骤3：脉冲除硫结束后，中央控制及计算单元2再次发出数据采集信号，数据采集单元6采集多个蓄电池12的电池电压，并将采集到的电池电压数据发给中央控制及计算单元2，中央控制及计算单元2将采集到的电池电压数据与预先设置的蓄电池性能分类各档电压值进行比较，判断蓄电池12劣化恢复程度，对电池进行分类，即：
中央控制及计算单元2将采集的电池电压与蓄电池性能分类各档电压值进行比较，判断电池性能是完全恢复、部分恢复还是物理损坏，如图15所示，以标准浮充电压值为基准，沿远离标准浮充电压值的方向依次设定完全恢复档和部分恢复档；当采集的电池电压位于标准浮充电压值与完全恢复档之间，认为蓄电池完全恢复；当采集的电池电压位于完全恢复档与部分恢复档之间，认为蓄电池部分恢复；当采集的电池电压处于部分恢复档以外时，认为蓄电池已物料损坏，需要更换。蓄电池损坏又分为整组电池损坏和个别单体电池损坏两种情况，整组电池损坏由蓄电池单元中落入物理损坏档的单体电池的数量决定，3个以内认为个别损坏；超过3个认为整组损坏。并生成不同的蓄电池性能分类标志，然后将收到的各项采集数据汇总形成一帧完整的包含蓄电池各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据，并将形成的该数据发送至数据发送单元3，由数据发送单元3通过网络发送至与综合维护仪10配套使用的服务器中，该服务器根据收到数据中不同的蓄电池性能分类标志，将该电池归类为：“电池性能较好，可继续使用”、“电池性能一般，继续观察使用”、“电池整组性能差，建议报废”或者“有个别严重劣化电池，更换后可继续使用”，完成蓄电池的甄别。
传统的蓄电池监测方法主要是通过简单的采集蓄电池实时运行参数进行分析判断，这虽然可以让维护人员实时掌握蓄电池的运行状态，但蓄电池是否真正发生劣化是无法通过普通的电池参数监测实现的。原因在于：在网蓄电池普遍处于浮充状态，而浮充状态下的电池是静态运行的。对于静态运行的蓄电池要想知晓其电池是否劣化，是不切实际的，只有让蓄电池处于动态变化的条件下，即充电或放电状态时，才能够通过蓄电池各项参数的变化，以此为依据，通过数据分析比对进而得到蓄电池性能好坏的结论。这是其一。
其二，蓄电池组在浮充状态下的性能下降，是由很多因素造成的：电池组充电不均匀、电池使用过程中产生硫化、物理损坏等。要想在众多的蓄电池组找到真正无法恢复的电池（充电不均匀、电池硫化均可通过一定手段进行恢复），通过普通的在线监测是无法实现的。
而本发明浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法通过对浮充状态下的蓄电池加装综合维护仪，利用综合维护仪采用的脉冲除硫+均衡充电+检测保护的三阶段组合养护技术，一方面将电池组充电不均匀、电池硫化等情况予以恢复，有效缩小电池劣化范围；另一方面，可使电池出现微小的动态变化，通过捕捉电池动态变化的数据，在一段时间后，即可掌握电池均匀性的变化趋势，从而对蓄电池的性能进行准确判断，及时发现劣化隐患。
Claims (3)
1.一种在蓄电池浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法，其特征在于，具体步骤为：
步骤1：取蓄电池综合维护仪，该蓄电池综合维护仪包括依次相连接的中央控制及计算单元（2）、数据采集/输出模式选择单元（4）、除硫/充电模式选择单元（5）、脉冲/充电发生单元（7）和输出单元（8）；中央控制及计算单元（2）和数据采集/输出模式选择单元（4）分别与数据采集单元（6）相连接；中央控制及计算单元（2）与数据发送单元（3）相连接；
首先通过蓄电池连接排将多个蓄电池串联组成蓄电池单元，将蓄电池综合维护仪的电源接口接入交流市电220V，蓄电池综合维护仪的设备输出/采集接口通过多根输出电缆线与各蓄电池的正负极相连接，蓄电池综合维护仪的电流采样接口接至霍尔电流传感器，用于电流信号的采样；蓄电池综合维护仪的网络通讯接口通过网线连接至交换机/路由器的RJ45接口；
将PC机与蓄电池综合维护仪连接，通过PC机向蓄电池综合维护仪下发各项预设参数，该预设参数包括检测保护-均衡充电转换门限、均衡充电-脉冲除硫转换门限和蓄电池性能分类各档电压值，设置完成后，重新启动蓄电池综合维护仪，调整蓄电池综合维护仪的输出脉冲和充电电压；
步骤2：中央控制及计算单元（2）发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该数据采集信号传递给数据采集单元（6），数据采集单元（6）根据接收到的数据采集信号对多个蓄电池进行数据采集，并将采集到的数据发送至中央控制及计算单元（2），中央控制及计算单元（2）将接收的采集到的数据与预先设置的检测保护-均衡充电转换门限值进行比较，对电池是否出现劣化进行初步判断：如果采集到的数据未超过预先设置的保护-均衡充电转换门限值，继续循环进行检测保护；同时，中央控制及计算单元（2）将接收到的各项采集数据汇总形成包含蓄电池各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据，发送至数据发送单元（3），由数据发送单元（3）通过网络发送至与蓄电池综合维护仪配套使用的服务器，该服务器根据收到数据中的蓄电池性能分类标志将该电池归类为“电池性能较好，可继续使用”；
如果采集到的数据超过预先设置的检测保护-均衡充电转换门限值，则进入均衡充电阶段，即中央控制及计算单元（2）发出均衡充电信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该均衡充电信号传递给除硫/充电模式选择单元（5），除硫/充电模式选择单元（5）根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元（7）产生并向输出单元（8）输送均衡充电电压，输出单元（8）对蓄电池进行均衡充电；均衡充电结束后，中央控制及计算单元（2）再次发出数据采集信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将再次发出的数据采集信号发送给数据采集单元（6），数据采集单元（6）根据接收到的数据采集信号对多个蓄电池进行数据采集，并将采集到的数据发送至中央控制及计算单元（2），中央控制及计算单元（2）将接收到的数据与均衡充电-脉冲除硫转换门限值进行比较：如果采集到的数据未超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，则进入检测保护阶段；同时，中央控制及计算单元（2）将再次收到的各项采集数据汇总形成包含蓄电池各项运行参数、蓄电池性能分类标志、设备编号、采集日期和时间的数据，发送至数据发送单元（3），由数据发送单元（3）通过网络发送至与蓄电池综合维护仪配套使用的服务器，该服务器根据收到数据中的蓄电池性能分类标志将该电池归类为“电池性能较好，可继续使用”；如果采集到的数据超过均衡充电-脉冲除硫转换门限值，则开始脉冲除硫阶段，即中央控制及计算单元（2）发出脉冲除硫信号，数据采集/输出模式选择单元（4）将该脉冲除硫信号传递给除硫/充电模式选择单元（5），除硫/充电模式选择单元（5）根据接收到的信号控制脉冲/充电发生单元（7）产生并向输出单元（8）输送除硫脉冲，由输出单元（8）对蓄电池进行脉冲除硫；
步骤3：脉冲除硫结束后，中央控制及计算单元（2）再发出数据采集信号，数据采集单元（6）采集多个蓄电池的电池电压，并将采集到的电池电压发给中央控制及计算单元（2），中央控制及计算单元（2）将采集到的电池电压与预先设置的蓄电池性能分类各档电压值进行比较，判断蓄电池劣化恢复程度，对电池进行分类，完成蓄电池的甄别。
2.根据权利要求1所述在蓄电池浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法，其特征在于，如果所连接蓄电池数量超过24节，则将蓄电池综合维护仪的级联接口连接另外一台蓄电池综合维护仪；如果所连接蓄电池数量未超过节，则蓄电池综合维护仪的级联接口不接另一台综合维护仪。
3.根据权利要求1所述在蓄电池浮充状态下甄别蓄电池物理损坏的方法，其特征在于，所述步骤3中对蓄电池的分类：中央控制及计算单元（2）将采集到的电池电压与蓄电池性能分类各档电压值进行比较，判断电池性能是完全恢复、部分恢复还是物理损坏。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Application publication date: 20140716 Assignee: Gansu Sheng Rong Electronic Technology Co.,Ltd. Assignor: Chen Yongqiang Contract record no.: 2018620000002 Denomination of invention: Comprehensive storage battery maintenance instrument and method for discriminating physical damages of storage battery under floating charge state Granted publication date: 20160413 License type: Common License Record date: 20180806 |
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Effective date of registration: 20190417 Address after: 301799 Room 403-11, Building A2, Changyuan Road International Business Community, Wuqing Development Zone, Tianjin Patentee after: Taiger Technology (Tianjin) Co.,Ltd. Address before: 730000 Lanzhou Taigewell Electronics Co., Ltd. No. 28 Zhengxi Street, Lanzhou City, Gansu Province Patentee before: Chen Yongqiang |
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Effective date of registration: 20190522 Address after: 730010 No. 581 Zhangsutan, Chengguan District, Lanzhou City, Gansu Province Patentee after: Lanzhou Tai Geer Communications Technology Co.,Ltd. Address before: 301799 Room 403-11, Building A2, Changyuan Road International Business Community, Wuqing Development Zone, Tianjin Patentee before: Taiger Technology (Tianjin) Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20200623 Address after: Room 4039, Wuyuan District, Tianjin Patentee after: Taiger Technology (Tianjin) Co.,Ltd. Address before: 730010 No. 581 Zhangsutan, Chengguan District, Lanzhou City, Gansu Province Patentee before: Lanzhou Tai Geer Communications Technology Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20230814 Address after: 730070 Room 101, No. 72, Tieyuan New Village, Anning District, Lanzhou, Gansu Province Patentee after: Chen Yongqiang Address before: Room 403-11, building A2, Changyuan road international enterprise community, Wuqing Development Zone, Wuqing District, Tianjin Patentee before: Taiger Technology (Tianjin) Co.,Ltd. |