CN104793143A - 一种确定蓄电池安全电压的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定蓄电池安全电压的方法及装置，所述方法包括：针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至第i个数据点拟合第一直线，并确定第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定第二直线的第二斜率和第二相关系数；在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定第三直线的第三斜率和第三相关系数；根据第一数据点所对应的第一斜率、第一相关系数、第二斜率和第二相关系数，以及第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定蓄电池的放电曲线类型；根据放电曲线类型确定蓄电池的安全电压。

Description

一种确定蓄电池安全电压的方法及装置

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种确定蓄电池安全电压的方法及装置。

背景技术

蓄电池是对环境因素很敏感的一类设备。每个地区的蓄电池组所处的环境不同，蓄电池充放电频率和次数也不一样，电池的性能状态也略有不同，由此可得出每组蓄电池真正的安全使用电压也不尽相同。

现有技术中对蓄电池的安全电压一般按统一的门限值如48V进行设定，这种做法很大程度上忽略了蓄电池组的差异性如地域、环境、使用频次等，从而不利于更好地使用蓄电池。如果蓄电池可用的安全电压可能低于48V，当电压降到48V时蓄电池还能在安全范围内继续供电，而将蓄电池的安全电压一刀切地设置为48V，这样就浪费了一部分的电池性能；如果蓄电池的安全电压可能高于48V，当电压降到48V时蓄电池已经处于过放状态，这样就损坏了蓄电池。如何将传统的固定的蓄电池电压门限值转变为灵活的、具有差异化的安全电压，尽可能地在不同环境下对蓄电池进行最大化地利用，从而节省发电次数、降低成本、提高效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为解决现有技术存在的问题而提供一种确定蓄电池安全电压的方法及装置，能够精准地确定蓄电池的安全电压，从而对蓄电池进行最大化地利用，进而节省发电次数、降低成本、提高效率。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种确定蓄电池安全电压的方法，包括：

针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；

根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数；

根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型；

根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压。

优选地，所述根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型，包括：

当所述第三相关系数小于零且小于所述第一相关系数且小于所述第二相关系数、且所述第一斜率和所述第二斜率均小于零、且所述第一相关系数与所述第三相关系数之差大于第三阈值、且所述第一相关系数不等于1时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为拐点型；

对应地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压包括：

确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压。

优选地，所述根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型，包括：

当所述第二相关系数等于1且所述第二斜率小于第一阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为抛物线型；

对应地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压包括：

确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压。

优选地，所述根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型，包括：

当所述第二相关系数大于等于第二阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为直线型；

对应地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压包括：

所述第一数据中最后一个数据点所对应的电压为所述蓄电池的安全电压。

优选地，所述方法还包括：根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态。

优选地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态，包括：

所述放电曲线类型为直线型时，确定所述蓄电池的性能较好；

所述放电曲线类型为抛物线型时，确定所述蓄电池中存在落后单体；

所述放电曲线类型为拐点型时，确定所述蓄电池中存在已放完电量的单体，或者所述蓄电池已达到安全放电的临界点。

优选地，所述方法还包括：

采集蓄电池在放电时的第一数据；

去除所述第一数据中快速下降部分的数据，去除快速下降部分后的第一数据包括n个数据点，所述n为小于等于m的整数。

一种确定蓄电池安全电压的装置，所述装置包括第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元、第四处理单元和第五处理单元，其中：

所述第一处理单元，用于针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

所述第二处理单元，用于在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；

所述第三处理单元，用于根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数；

所述第四处理单元，用于根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型；

所述第五处理单元，用于根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压。

优选地，所述第四处理单元，具体用于当所述第三相关系数小于零且小于所述第一相关系数且小于所述第二相关系数、且所述第一斜率和所述第二斜率均小于零、且所述第一相关系数与所述第三相关系数之差大于第二阈值、且所述第一相关系数不等于1时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为拐点型；对应地，所述第五处理单元，用于确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压；

所述第四处理单元，具体用于当所述第二相关系数等于1且所述第二斜率小于第一阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为抛物线型；对应地，所述第五处理单元，用于确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压；

所述第四处理单元，具体用于当所述第二相关系数大于等于第二阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为直线型；对应地，所述第五处理单元，用于所述第一数据中最后一个数据点所对应的电压为所述蓄电池的安全电压。

优选地，所述装置还包括第六确定单元，用于根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态。

本发明实施例提供的确定蓄电池安全电压的方法及装置，针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数；根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型；根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压；如此，能够精准地确定蓄电池的安全电压，从而对蓄电池进行最大化地利用，进而节省发电次数、降低成本、提高效率。

附图说明

图1为本发明实施例确定蓄电池安全电压的方法的流程示意图；

图2-1为本发明实施例拐点型放电曲线的曲线示意图；

图2-2为本发明实施例抛物线型放电曲线的曲线示意图；

图2-3为本发明实施例直线型放电曲线的曲线示意图；

图2-4为本发明实施例异常型放电曲线的曲线示意图；

图3为本发明实施例确定蓄电池安全电压的装置的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

实施例一

蓄电池广泛地用于各种用电设备中，如蓄电池就是基站不可缺少的电力设备。维护人员针对这些数据巨大的蓄电池所采集的数据更大，如何对这些采集的海量数据进行快速筛选、整理和判断是维护人员面临的重要一个问题。如果不能将这些海量数据去粗留精，那么很难对海量数据形成完整地筛选和整理，也就无法更精准地对蓄电池的运行状态和性能进一步地分析和维护，另外还会造成蓄电池故障居率高、寿命短，因此提高了运维成本。本发明实施例提供的确定蓄电池安全电压的方法及装置，是根据对蓄电池的所采集的放电数据而确定蓄电池安全电压。

电池的放电特性是一簇曲线，电池端电压与放电时间的关系称为放电曲线，放电曲线是蓄电池性能状态的一种表现方式。从放电曲线上可以得出：无论放电电流大小，在放电的初始阶段都会使端电压下降较多，然后略有回升的现象，这是因为电池从充电状态转变为放电状态的瞬间，电池极板附近的电荷快速释放出来，而离极板较远的电荷需要逐渐运送到极板附近，然后才能释放出来，这个过程形成了电池端电压有较大的低谷。本发明实施例根据所采集的放电数据而确定蓄电池安全电压时，通常会去除这一段的数据。无论放电电流大小，电池端电压最终将出现急剧下降的拐点，以这些曲线的拐点连接得到的曲线就称为安全工作时的终止电压曲线。拐点之后的曲线具有电压急剧下降的趋势，直到放电曲线的终点，这些终点连接得到的曲线称为最小终止电压曲线，其表示放电电压低于此曲线后将造成电池的永久性失效，即电池不能再恢复储电能力。

正常情况下，如果蓄电池性能良好，其放电曲线是近似下降的一条直线；如果蓄电池性能有问题，则会出现抛物线型曲线或拐点型曲线，放电时间短；如果曲线属于异常类型如震荡、上升等，则蓄电池异常放电，可能是多种原因引起。

蓄电池的容量是衡量蓄电池性能的一项重要指标，一般用安时来表示。放电时间（小时）与放电电流（安培）的总称，即容量=放电时间×放电电流。电池的实际容量取决于电池中活性物质的多少和活性物质的利用率。活性物质的量越多，活性物质利用率就越高，电池的容量也就越大；反之，容量越小，影响电池容量的因素很多，常见的有以下几种：

1）放电率

铅蓄电池容量随放电倍率的增大而降低，也就是说放电电流越大，计算出电池的容量就越小。比如一只10Ah的电池，用5A放电可以放2小时，即5×2=10；那么用10A放电只能放出47.4分钟的电，合0.79小时。其容量仅为10×0.79=7.9安时。所以对于给定电池在不同时率下放电，将有不同的容量。涉及电池容量时，必须知道放电的时率或倍率，简单地讲就是用多大的电流放电。

2）温度

蓄电池是对周围温度环境相当敏感的设备，如果其环境温度变化较大，这对蓄电池内部的化学反应速度有很大的影响。高温使用环境是使蓄电池的实际寿命不能达到设计寿命的最主要原因。蓄电池温度每升高10℃，恒定电压下的充电电流的接受量将增加一倍，蓄电池寿命就会受到过度充电累积电量增加的影响而缩短。在25℃时蓄电池的容量为100%在25℃以下时，每下降10℃蓄电池的容量会减少一半。高温时，浮充电流的增加加快了过充电量的累积，同时也加快了板栅腐蚀速度和气体的生成析出，从而缩短了蓄电池寿命。蓄电池使用温度每升高10℃，在恒定的浮充电产压下，蓄电池寿命会缩短50%。

低温环境同样会对蓄电池产生有害影响。蓄电池负极活性物质为绒状铅粒，充放电过程中，铅的溶解和结晶在电极反应过程中占重要地位。具有化学活性的PbSO₄是一种直径为l0^-5～l0^-3cm的斜方形晶粒，如在低温状态下放电，极易生成细微的晶粒（粒子直径在l0^-5cm以下），这种粒子排列过于紧密，孔隙少，构成细微致密的硫酸铅P_bSO₄层，减小了充电过程电极反应面积，因此，在停电较为频繁的地区，蓄电池会产生充电不足现象，长期累积就可能导致负极板产生不可逆硫酸盐化。因此，蓄电池在使用时对环境条件要求较为苛刻，通常要求在20℃至25℃之间。在这种条件下，蓄电池性能最佳，寿命最长。低温会使得蓄电池容量降低，充电接收能力下降，充放电循环寿命下降；高温会使得蓄电池内部反应加剧，导致失水，板栅腐蚀增加。

3）安全电压

当电池放电至某一个电压值以后，产生电压急剧下降，实际上所获得的能量非常小，如果长期深放电，对电池的损害相当大。安全电压，即是放电时电池电压下降到不至于造成损坏的最低限度值。所以必须在这一电压值终止放电。

安全电压值不是固定不变的，它随着放电电流的增大而降低，同一个蓄电池放电电流越大，终止电压可以越低，反之应该越高。也就是说，大电流放电时容许蓄电池电压下降到较低的值，而小电流放电就不行，否则会造成损害。设定放电安全电压，对延长蓄电池使用寿命意义重大。

4）极板的几何尺寸

在活性物质的量一定时，与电解液直接接触极板的几何面积增加，电池容量的增加，所以极板的几何尺寸，对电池容量的影响不可忽视。①极板厚度；活性物质的量一定，电池容量随极板厚度的增加而减少，极板越厚，硫酸与活性物质接触面就越小；活性物质的利用率越低，电池容量越小。②极板高度；电池中，极板的上下两部分的活性物质利用率存在着较大的差异，实验证实，放电初期，极板上部比下部的电流密度大约高出2倍至2.5倍，这种差别随着放电时的推移逐渐减少，但上部要比下部的电流密度大。③极板面积；活性物质的量一定，极板几何面积越大，活性物质的利用率也越高，电池的容量越大。在电池壳体相同，活性物质量不变情况下，采用薄极板增加极板片数，也就是增加了极板的有效反应面积，从而提高了活性物质的利用率，增加了电池的容量。

可见，蓄电池的容量是众多因素影响有关，温度是其中影响比较大的因素。但是对于不同地域、不同环境、使用不同频次的基站蓄电池来说，容量更不尽相同，其本身的安全电压也略有不同。

现有的放电数据的分析、判断方法一般采取如下方式：（1）维护人员使用放电仪或其他测量工具测量电池的充入、放出电量，通过以往的数据和经验去判断电池性能状况。（2）采集的数据往往以图形展示，通过人工凭借以往的数据和经验查看。

现有的方法无法对大量的数据进行筛选、提取，这些数据里面会有正常数据和非正常数据，提取数据绘出图形曲线后，人为的观察图形也会遗漏一些数据，还可能被非正常的数据图形误导，最终产生维护人员对电池放电性能的判断错误，导致一些有问题的电池没有被及时发现处理，提高了电池的故障率，造成了经济损失。

图1为本发明实施例确定蓄电池安全电压的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1。

这里，所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

这里，以第i个数据点为例来说明步骤101的处理过程，先将第1个数据点至第i个数据点拟合出一条直线即第一直线，再对第i个数据点至第m-1个数据点拟合出另一条直线即第二直线；然后计算第一直线的第一斜率b₁和第一相关系数和第二直线的第二斜率b₂和第二相关系数

其中，第一相关系数和第二相关系数越接近1，则原始曲线越接近直线；第一相关系数和第二相关系数越接近0，则原始曲线与直线的偏差越大。拟合第一直线或第二直线时，可以利用最小二乘法或偏最小二乘法。

采用最小二乘法计算斜率与相关系数的方法如下，假设所需拟合的数据点共有p个，其中第j个数据点的横坐标为t_j、纵坐标为v_j，1≤j≤p；所拟合的直线y=a+bx，其中x为直线的自变量，y为因变量，a为截距、b为斜率则：

$b=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p(v_j-\stackrel{\‾}{v})(t_j-\stackrel{\‾}{t})}{{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{(t_j-\stackrel{\‾}{t})}^2}---\left(1\right);$

$a=\stackrel{\‾}{v}-b\stackrel{\‾}{t}---\left(2\right);$

公式（1）和（2）中，分别为P个数据点的横坐标t_j、纵坐标v_j的算术平均值，即 $\stackrel{\‾}{t}=\frac{1}{p}{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{t}_j,$ $\stackrel{\‾}{v}=\frac{1}{p}{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{v}_j;$

相关系数R²可以通过公式（3）来确定：

$R^2=\frac{{({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{t}_j{v}_j-\frac{1}{p}\left({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{t}_j{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{v}_j\right))}^2}{({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{v}_j^2-\frac{1}{p}{\left({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{v}_j\right)}^2)({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{t}_j^2-\frac{1}{p}{\left({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^p{t}_j\right)}^2)}---\left(3\right);$

本领域技术人员可以根据公式（1）和（3）计算上述第一直线的第一斜率b₁和第一相关系数第二直线的第二斜率b₂和第二相关系数

步骤102，在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点。

步骤103，根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数。

这里，所述根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数可以按照步骤101中的最小二乘法或偏最小二乘法来确定第三斜率b₃和第三相关系数

本发明实施例中，根据上述描述可知所述步骤101和所述步骤102有先后顺序关系，而步骤103和步骤101并无先后关系。

步骤104，根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型。

这里，所述蓄电池的放电曲线类型可以包括拐点型、抛物线型、直线型和异常型；其中：

当所述第三相关系数小于零且小于所述第一相关系数且小于所述第二相关系数、且所述第一斜率和所述第二斜率均小于零、且所述第一相关系数与所述第三相关系数之差大于第二阈值、且所述第一相关系数不等于1时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为拐点型；这里，所述第二阈值可以设置为0.05；

当所述第二相关系数等于1且所述第二斜率小于第一阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为抛物线型；这里，所述第一阈值可以设置为负0.001；

当所述第二相关系数大于等于第三阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为直线型；这里，所述第三阈值可以设置为0.9；

当所述第二相关系数小于0.3时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为异常型。

需要注意的是，本发明实施例中的数值可根据具体蓄电池本身情况和周围环境进行人工设置。

步骤105，根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压。

这里，所述放电曲线类型为拐点型或抛物线型时，确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压。

如果蓄电池的放电曲线中存在电压出现急剧下降的第一拐点，则第一拐点所对应的电压值即为所述蓄电池的安全电压的临界点；所述第一拐点之后直至放电终止的电压不能在继续使用，否则会对蓄电池造成损坏。图2-1为本发明实施例拐点型放电曲线的曲线示意图，如图2-1所示，曲线1和曲线2为同一地理位置处的两蓄电池的放电曲线图，从曲线1所代表的蓄电池上采集的从3日10时至03日11时内的数据点经拟合可以确定该蓄电池的放电曲线为拐点型放电曲线，从曲线2所代表的蓄电池上采集的从3日10时至03日11时内的数据点经拟合可以确定该蓄电池的放电曲线为拐点型放电曲线，其中曲线1的M点和曲线2的N点分别为各自放电曲线的第一拐点，M点对应的电压值50伏（V）即为曲线1所代表的蓄电池的安全电压值；N点对应的电压值47V即为曲线2所代表的蓄电池的安全电压值；图2-2为本发明实施例抛物线型放电曲线的曲线示意图，如图2-2所示，从曲线3所代表的蓄电池上采集的从01日07时至01日09时内的数据点经拟合可以确定该蓄电池的放电曲线为抛物线型放电曲线，曲线3上的P点所对应的电压值47V为曲线3所代表的蓄电池的安全电压值。

抛物线型和拐点型的确定标准基本相同，同样找到放电曲线的第一拐点，但需要说明的是，大部分蓄电池的安全电压为所述第一拐点所对应的电压值；而小部分的蓄电池的安全电压并不一定就是所述第一拐点所对应的电压值，有可能在所述第一拐点的附近，本领域的技术人员还需要综合参考其他因素进而确定安全电压点。

这里，所述放电曲线类型为直线型时，所述第一数据中最后一个数据点所对应的电压为所述蓄电池的安全电压。图2-3为本发明实施例直线型放电曲线的曲线示意图，如图2-3所示，从3日10时至04日12时内的数据点经拟合可以确定该蓄电池的放电曲线为直线型放电曲线，从图2-3可以看出放电曲线缓慢下降，而且比较平稳。一般来说，蓄电池性能较好时，蓄电池的放电曲线往往都是直线型，当蓄电池的电压降到第一数据中最后一个数据点所对应的电压时，还需要采集更多的数据来判断蓄电池能否继续发电，当蓄电池能够继续放电时，说明蓄电池的安全电压小于第一数据中最后一个数据点所对应的电压；而蓄电池不能继续发电时，说明蓄电池的安全电压等于第一数据中最后一个数据点所对应的电压。从图2-3所示的曲线4可以看出，该蓄电池Q点为拐点，该拐点后放电曲线开始上升，因此，Q点所代表的电压值49V为曲线4所代表的蓄电池的安全电压值。

这里，所述放电曲线类型为异常型时，将所述蓄电池的放电曲线与蓄电池出厂时标准的放电曲线进行对比，找到蓄电池放电电压和性能上的规律，从而去判定蓄电池的安全电压。图2-4为本发明实施例异常型放电曲线的曲线示意图，如图2-4所示，曲线5所代表的蓄电池从09日10时至10日06时一直处于震荡，该蓄电池的放电曲线属于异常型，要确定该蓄电池的安全电压还需要结合蓄电池出厂时标准的放电曲线来确定。

实施例二

基于本发明实施例一，本发明实施例二体提供的确定蓄电池安全电压的方法在步骤101之前还包括：采集蓄电池在放电时的第一数据，去除所述第一数据中快速下降部分的数据；

这里，本领域技术人员可以通过各种采集工具如放电仪等采集蓄电池在放电时的第一数据；若所述蓄电池设置在基站中时，本领域技术人员还可以通过动力环境监测设备来采集蓄电池在放电时的第一数据；本领域技术人员根据具体的环境可以采用各种现有技术来蓄电池在放电时的第一数据，因此不再赘述。

这里，所述去除快速下降部分后的第一数据包括n个数据点，所述n为小于等于m的整数。对应地，步骤102为：针对去除快速下降部分后的第一数据中的第i个数据点，确定第1个数据点至所述第i个数据点所拟合的第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及所述第i个数据点至第n-1个数据点所拟合的第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤n-1。

这里，所述去除所述第一数据中快速下降部分的数据，是为了保证曲线整体的形状更加一致，从而在计算斜率时不受这部分的干扰。所述去除所述第一数据中快速下降部分的数据包括步骤A1和A3，其中：

步骤A1，确定所述第一数据中相邻两数据点之间的第四斜率；

步骤A2，确定所述第四斜率大于所预设的第五斜率的所对应的数据，从所述第一数据中删除所述第四斜率大于所预设的第五斜率的所对应的数据。

其中，所预设的第五斜率可以为负0.000556，如果第一斜率小于等于负0.000556，则确定该数据点不属于快速下降部分；如果第一斜率大于负0.000556，则确定该数据点属于快速下降部分；本发明实施例中的负0.000556为在1小时之内电压下降2V时的斜率，本领域的技术人员还可以根据蓄电池的本身情况和该阈值可以进一步分析调整。

本发明实施例中，该方法还包括：根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态，具体包括：

所述放电曲线类型为直线型时，确定所述蓄电池的性能较好；

所述放电曲线类型为抛物线型时，确定所述蓄电池中存在落后单体；该落后单体为需要更换的单元。

所述放电曲线类型为拐点型时，确定所述蓄电池中存在已放完电量的单体，或者所述蓄电池已达到安全放电的临界点；

所述放电曲线类型为异常类型如震荡、上升等时，蓄电池的放电状态属于异常放电现象，则需要运维人员进行现场排查。

实施例三

图3为本发明实施例确定蓄电池安全电压的装置的组成结构示意图，如图3所示，该装置包括第一处理单元31、第二处理单元32、第三处理单元33、第四处理单元34和第五处理单元35，其中：

所述第一处理单元31，用于针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

这里，所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

这里，以第i个数据点为例来说明第一处理单元31的处理过程，先将第1个数据点至第i个数据点拟合出一条直线即第一直线，再对第i个数据点至第m-1个数据点拟合出另一条直线即第二直线；然后计算第一直线的第一斜率b₁和第一相关系数第二直线的第二斜率b₂和第二相关系数

其中，第一相关系数和第二相关系数越接近1，则原始曲线越接近直线；第一相关系数和第二相关系数越接近0，则原始曲线与直线的偏差越大。拟合第一直线或第二直线时，可以利用最小二乘法或偏最小二乘法。

所述第二处理单元32，用于在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；

所述第三处理单元33，用于确根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数；

这里，所述根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数可以按照步骤101中的最小二乘法或偏最小二乘法来确定第三斜率b₃和第三相关系数

所述第四处理单元34，用于根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型；

这里，所述蓄电池的放电曲线类型可以包括拐点型、抛物线型、直线型和异常型；

所述第五处理单元35，用于根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压。

本发明实施例中，所述第四处理单元，具体用于当所述第三相关系数小于零且小于所述第一相关系数且小于所述第二相关系数、且所述第一斜率和所述第二斜率均小于零、且所述第一相关系数与所述第三相关系数之差大于第二阈值、且所述第一相关系数不等于1时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为拐点型；对应地，所述第五处理单元，用于确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压；

所述第四处理单元，具体用于当所述第二相关系数等于1且所述第二斜率小于第一阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为抛物线型；对应地，所述第五处理单元，用于确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压；

所述第四处理单元，具体用于当所述第二相关系数大于等于第三阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为直线型；对应地，所述第五处理单元，用于所述第一数据中最后一个数据点所对应的电压为所述蓄电池的安全电压。

需要注意的是，本发明实施例中的数值可根据具体蓄电池本身情况和周围环境进行人工设置。

本发明实施例中，所述装置还包括第六确定单元，用于根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态。

具体地，所述放电曲线类型为直线型时，确定所述蓄电池的性能较好；

所述放电曲线类型为抛物线型时，确定所述蓄电池中存在落后单体；

所述放电曲线类型为拐点型时，确定所述蓄电池中存在已放完电量的单体，或者所述蓄电池已达到安全放电的临界点；

所述放电曲线类型为异常类型如震荡、上升等时，蓄电池的放电状态属于异常放电现象，则需要运维人员进行现场排查。

本发明实施例中，该装置还包括第七处理单元，所述第七处理单元包括采集模块和去除模块，其中，所述采集模块，用于采集蓄电池在放电时的第一数据；所述去除模块，用于去除所述第一数据中快速下降部分的数据；

这里，去除快速下降部分后的第一数据包括n个数据点，所述n为小于等于m的整数。

这里，本领域技术人员可以通过各种采集工具如放电仪等采集蓄电池在放电时的第一数据；若所述蓄电池设置在基站中时，本领域技术人员还可以通过动力环境监测设备来采集蓄电池在放电时的第一数据；本领域技术人员根据具体的环境可以采用各种现有技术来蓄电池在放电时的第一数据，因此不再赘述。

这里，所述去除快速下降部分后的第一数据包括n个数据点，所述n为小于等于m的整数。对应地，所述第一处理单元，用于针对去除快速下降部分后的第一数据中的第i个数据点，确定第1个数据点至所述第i个数据点所拟合的第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及所述第i个数据点至第n-1个数据点所拟合的第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤n-1。

这里，所述去除模块，是为了保证曲线整体的形状更加一致，从而在计算斜率时不受这部分的干扰。所述去除模块包括第一处理子模块和第二处理子模块，其中：

所述第一处理子模块，用于确定所述第一数据中相邻两数据点之间的第四斜率；

所述第二处理子模块，用于确定所述第四斜率大于所预设的第五斜率的所对应的数据，从所述第一数据中删除所述第四斜率大于所预设的第五斜率的所对应的数据。

其中，所预设的第五斜率可以为负0.000556，如果第一斜率小于等于负0.000556，则确定该数据点不属于快速下降部分；如果第一斜率大于负0.000556，则确定该数据点属于快速下降部分；本发明实施例中的负0.000556为在1小时之内电压下降2V时的斜率，本领域的技术人员还可以根据蓄电池的本身情况和该阈值可以进一步分析调整。

本发明实施例中，该方法还包括：根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态，具体包括：

所述放电曲线类型为直线型时，确定所述蓄电池的性能较好；

所述放电曲线类型为抛物线型时，确定所述蓄电池中存在落后单体；

所述放电曲线类型为拐点型时，确定所述蓄电池中存在已放完电量的单体，或者所述蓄电池已达到安全放电的临界点。

本领域的技术人员应当理解，本发明实施例三所述的确定蓄电池安全电压的装置中各单元的实现功能可参照前述蓄电池安全电压的方法的相关描述而理解。本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种确定蓄电池安全电压的方法，其特征在于，所述方法包括：

针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；

根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数；

根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型；

根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型，包括：

当所述第三相关系数小于零且小于所述第一相关系数且小于所述第二相关系数、且所述第一斜率和所述第二斜率均小于零、且所述第一相关系数与所述第三相关系数之差大于第三阈值、且所述第一相关系数不等于1时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为拐点型；

对应地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压，包括：

确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型，包括：

当所述第二相关系数等于1且所述第二斜率小于第一阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为抛物线型；

对应地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压，包括：

确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型，包括：

当所述第二相关系数大于等于第二阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为直线型；

对应地，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压，包括：

所述第一数据中最后一个数据点所对应的电压为所述蓄电池的安全电压。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态，包括：

所述放电曲线类型为直线型时，确定所述蓄电池的性能较好；

所述放电曲线类型为抛物线型时，确定所述蓄电池中存在落后单体；

所述放电曲线类型为拐点型时，确定所述蓄电池中存在已放完电量的单体，或者所述蓄电池已达到安全放电的临界点。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采集蓄电池在放电时的第一数据；

去除所述第一数据中快速下降部分的数据，去除快速下降部分后的第一数据包括n个数据点，所述n为小于等于m的整数。

8.一种确定蓄电池安全电压的装置，其特征在于，所述装置包括第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元、第四处理单元和第五处理单元，其中：

所述第一处理单元，用于针对所采集的蓄电池放电时的第一数据中的第i个数据点，根据第1个数据点至所述第i个数据点拟合第一直线，并确定所述第一直线的第一斜率和第一相关系数，以及根据所述第i个数据点至第m个数据点拟合第二直线，并确定所述第二直线的第二斜率和第二相关系数，其中所述第一数据包括m个数据点，m为大于3的整数，2≤i≤m-1；

所述第二处理单元，用于在所有数据点中确定数据点的第一斜率与第二斜率之差的绝对值最大的第一数据点；

所述第三处理单元，用于根据所有的第一数据拟合第三直线，并确定所述第三直线的第三斜率和第三相关系数；

所述第四处理单元，用于根据所述第一数据点所对应的所述第一斜率、所述第一相关系数、所述第二斜率和所述第二相关系数，以及所述第三直线的第三斜率和第三相关系数，确定所述蓄电池的放电曲线类型；

所述第五处理单元，用于根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的安全电压。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第四处理单元，具体用于当所述第三相关系数小于零且小于所述第一相关系数且小于所述第二相关系数、且所述第一斜率和所述第二斜率均小于零、且所述第一相关系数与所述第三相关系数之差大于第二阈值、且所述第一相关系数不等于1时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为拐点型；对应地，所述第五处理单元，用于确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压；

所述第四处理单元，具体用于当所述第二相关系数等于1且所述第二斜率小于第一阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为抛物线型；对应地，所述第五处理单元，用于确定所述第一数据中第一拐点，所述第一拐点所对应的电压值为所述蓄电池的安全电压；

所述第四处理单元，具体用于当所述第二相关系数大于等于第二阈值时，确定所述蓄电池的放电曲线类型为直线型；对应地，所述第五处理单元，用于所述第一数据中最后一个数据点所对应的电压为所述蓄电池的安全电压。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第六确定单元，用于根据所述放电曲线类型确定所述蓄电池的性能状态。