CN105403842A - 一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，包括检测蓄电池是否处于浮充电状态；闭合蓄电池放电回路，进行一次微电流放电检查；检查通过后再进行若干次微电流放电激活，检查不通过则放弃蓄电池内阻测量；对蓄电池进行直流放电法测量内阻。本发明大大提高了测量的安全性，提高了测量结果的准确度，同时降低了对器件的通流能力以及散热措施的要求和现场施工的复杂性及成本。

Description

一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法

技术领域

本发明涉及蓄电池内阻测量领域，具体涉及一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法。

背景技术

现有测量铅酸蓄电池内阻的技术主要有交流注入法和大电流直流放电法。

交流注入法在线测量蓄电池内阻，将一定频率、一定幅值的交流信号注入蓄电池，然后测量蓄电池在该交流信号产生的交流电压，再通过阻抗分析法计算蓄电池内阻。直流放电法沿用大电流直流放电法测量蓄电池内阻，测量内阻时，需要对蓄电池进行大电流放电，放电电流越大，测量越准确，通过测量蓄电池放电前后的电压差，然后根据欧姆定律计算蓄电池内阻。

交流注入法，由于注入蓄电池的交流信号相对较微弱，而蓄电池在线使用时本身存在一定的噪声，噪声大小甚至和注入的交流信号相当，因此，要准确测量蓄电池内阻，必须把噪声滤除干净。因此交流注入法测量蓄电池内阻容易受蓄电池本身存在的噪声干扰，导致测量内阻值误差大。而直流放电法，存在以下弊端：

1）测量内阻时，需要对蓄电池进行大电流放电，大电流放电本身对蓄电池有损害，影响蓄电池使用寿命。

2）大电流放电对于在线使用的蓄电池来说，存在安全隐患。

3）由于已劣化的蓄电池放电能力有限，放不出预先设定的电流，因此用大电流放电法测量在线使用且电池已经劣化的蓄电池组会存在较大测量误差。

4）大电流放电法对蓄电池监测设备来说是一种巨大的挑战，从器件的通流能力，以及散热措施，都需要付出昂贵的代价。

因此非常有必要研究一种能够精准测量蓄电池内阻的方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种能够精准测量蓄电池内阻的方法，采用的技术方案如下：

一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，包括步骤如下：

S1.检测蓄电池是否处于浮充电状态，若是转至S2，若否则放弃蓄电池内阻测量；

S2.闭合蓄电池放电回路，进行一次微电流放电检查；

S3.检查通过后再进行若干次微电流放电激活，检查不通过则放弃蓄电池内阻测量；

S4.对蓄电池进行直流放电法测量内阻。

对于在线使用的蓄电池组，内阻测量的基本条件是蓄电池处于浮充电状态，如蓄电池处于均充状态或放电状态，此时蓄电池的内阻不是蓄电池的真正内阻，对于判断蓄电池的性能和估算蓄电池容量都毫无意义，因此蓄电池在均充或放电状态下，不启动内阻测量。

传统技术中的大电流放电法在一般是在蓄电池在离线状态下测试，若蓄电池处于在线状态，大电流放电法对蓄电池和蓄电池监测设备本身都是一种考验。对蓄电池来说，若蓄电池本身性能较差，又对蓄电池进行大电流放电，则每次放电的电流都会不一致，会导致测量误差。而对于蓄电池监测设备来说，多次大电流放电会增加监测设备本身的复杂程度，对其中的电子器件的通流能力也是一种考验。因此行业中采用直流大电流放电法测试内阻时一个放电回路只放一次电，这种测试方法测出的内阻值精度较差。而本发明采用微电流放电，即使性能较差的蓄电池，也能放出一定的微电流出来，并保证每次放电电流一致。并且本发明在正式测量蓄电池内阻前，进行了一次放电检查和两次放电激活，进一步提高了测量精度，而若采用大电流放电法，如前面所述，由于多次放电会对蓄电池和检测设备本身都带来考验，因此采用大电流放电法进行测量时，无法在测量前进行相应检测和激活，导致测量结果误差很大甚至不准确。本发明所述的微电流是1.5A~5.0A的电流。

作为优选，所述步骤S1中，通过电流传感器测试蓄电池的电流来确定蓄电池是否处于浮充电状态。

作为优选，所述放电检查是进行微电流放电后，判断放电电流是否在设定的范围内，如果是则接着进行放电激活，如果不是则放弃对所述蓄电池的内阻测量。

确定蓄电池处于浮充电状态后，每个放电回路都会预先进行一次微电流放电，判断该放电回路的放电电流是否在设定的范围内，放电电流异常的原因包括蓄电池本身劣化极其严重，即使微小电流也放不出来，或由于工程施工接错线导致放电电流过大或过小，或者由于放电回路的电子元器件损坏，导致无法放电，出于对安全和内阻测量的真实性的考虑，如放电电流不在设定的范围内，该放电回路蓄电池内阻不测试，系统提示严重告警信息，并进行下一回路蓄电池内阻测试，这种机制大大提高了安全性。

作为优选，步骤S3中所述的放电激活是通过闭合蓄电池放电回路，进行若干次微电流放电，进而激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质以及将接线柱上的氧化层去除。

由于蓄电池内阻值受很多因素影响，如蓄电池内部劣化、蓄电池接线柱的钝化，这些都会影响蓄电池的内阻，放电激活的目的是重新激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质，以及将接线柱上的氧化层去除，使得内阻测量值更真实准确。

作为优选，所述步骤S3中进行两次微电流放电激活。

发明人进一步测量发现，放电激活的次数不同，激活效果也会有所不同，结果证明，进行两次放电激活的效果最好。

作为优选，所述直流放电法为蓄电池在浮充电状态下，对一定阻值的放电负载接通放电且延时2~3s，在放电结束前测量蓄电池电压V1，放电结束且延时30~50ms后，再次测量蓄电池电压V2,此时电压差ΔV=V2-V1，再通过欧姆定律：r=ΔV/I计算蓄电池内阻，其中I为实时放电电流。

本发明每次放电只测量一节蓄电池内阻，通过精确地控制放电延时时间，以及在放电结束前后精确的时间点上测量放电结束前后的单体电池电压，从而计算蓄电池内阻。而大电流放电法测量蓄电池内阻不同，每个放电回路只放一次电，一次放电测量该回路的所有蓄电池内阻，因此测量结果的误差很大。

本发明的另一目的是解决现有技术的缺陷，提供一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，采用的技术方案如下：

一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，将每四节蓄电池串联组成一个蓄电池组，并为每一蓄电池组分别配置两个控制开关，通过控制开关接通放电负载R，从而构成蓄电池放电回路P，在对蓄电池组中的每个蓄电池采用直流放电法进行内阻测量前，先检测蓄电池是否处于浮充电状态，如果是，则闭合两个控制开关k对蓄电池回路形成微电流放电检查，检查通过再进行若干次微电流放电激活。

对于通讯领域，最小电源系统的标称电压为48V,这种电源系统如采用“2V”单体电池，需要24节单体电池串联使用；如采用“12V”单体电池，需要4节单体电池串联使用。对于UPS电源系统而言，电源系统的标称电压都高于48V，因此串联电池的节数则都大于4节，因此本发明选定最少串联电池节数为一放电回路，即4节电池为一放电回路。另外，对于电池串联节数大于六节的电池组，如选定6节电池为一放电回路，相对于4节电池为一放电回路而言，对于相同的放电电流，由于6节电池串联的回路电压高50%，放电时电池回路输出的功率高2倍多，对于蓄电池监测设备来说，从器件的通流能力，以及散热措施，都会增加设备复杂性。而如果选定小于四节单体电池为一放电回路，比如2节电池为一放电回路，那么整组电池的放电回路数增多，例如，24节2V蓄电池组，需要12个放电回路，由于每个放电回路是采用独立的放电负载线的，因此会增加现场施工的复杂性和成本。

作为优选，所述放电检查是通过闭合两个控制开关K使放电回路P接通进行微电流放电，进而判断蓄电池放电回路P的放电电流是否在设定的范围内，如果是则接着进行放电激活，如果不是则放弃对所述放电回路P的蓄电池内阻测量。

作为优选，所述放电激活是通过闭合两个控制开关K使放电回路P接通进行微电流放电，进而激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质，以及将接线柱上的氧化层去除。

作为优选，放电检查通过后再进行两次微电流放电激活。

作为优选，对蓄电池中的每个蓄电池采用直流放电法测量具体步骤包括如下：

S81.接通两个控制开关K，蓄电池组放电且延时2~3s，在放电结束前测量第一蓄电池E1电压V1和放电回路的放电电流I，放电结束且延时30~50ms后，再次测量第一蓄电池E1电压V2,此时电压差ΔV=V2-V1，再通过欧姆定律：r=ΔV/I计算第一蓄电池E1内阻；

S82.重复三次S81操作依次测量第二蓄电池E2、第三蓄电池E3和第四蓄电池E4的内阻。

本发明每次放电只测量一节蓄电池内阻，通过精确地控制放电延时时间，以及在放电结束前后精确的时间点上测量放电结束前后的单体电池电压，从而计算蓄电池内阻。而大电流放电法测量蓄电池内阻不同，每个放电回路只放一次电，一次放电测量该回路的所有蓄电池内阻，因此测量结果的误差很大。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明在正式测量蓄电池内阻之前，先对放电回路进行一次放电检查，大大提高了测量的安全性。

2、本发明在正式测量蓄电池内阻之前，先对蓄电池进行放电激活，激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质以及将接线柱上的氧化层去除，提高了测量结果的准确度。

3、本发明每次放电只测量一节蓄电池内阻，通过精确地控制放电延时时间，以及在放电结束前后精确的时间点上测量放电结束前后的单体电池电压，从而计算蓄电池内阻，减小了测量结果的误差。

4、本发明选定4节电池为一个放电回路，降低了对器件的通流能力以及散热措施的要求，也降低了现场施工的复杂性和成本。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的蓄电池放电回路的电路图；

图3是采用本发明的方法进行测量的结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，包括步骤如下：

S1.检测蓄电池是否处于浮充电状态，若是转至S2，若否则放弃蓄电池内阻测量；

S2.闭合蓄电池放电回路，进行一次微电流放电检查；

S3.检查通过后再进行若干次微电流放电激活，检查不通过则放弃蓄电池内阻测量；

S4.对蓄电池进行直流放电法测量内阻。

所述步骤S1中，通过电流传感器测试蓄电池的电流来确定蓄电池是否处于浮充电状态。

所述放电检查是进行微电流放电后，判断放电电流是否在设定的范围内，如果是则接着进行放电激活，如果不是则放弃对所述蓄电池的内阻测量。

步骤S3中所述的放电激活是通过闭合蓄电池放电回路，进行若干次微电流放电，进而激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质以及将接线柱上的氧化层去除。

所述步骤S3中进行两次微电流放电激活。

所述直流放电法为蓄电池在浮充电状态下，对一定阻值的放电负载接通放电且延时2~3s，在放电结束前测量蓄电池电压V1，放电结束且延时30~50ms后，再次测量蓄电池电压V2,此时电压差ΔV=V2-V1，再通过欧姆定律：r=ΔV/I计算蓄电池内阻，其中I为实时放电电流。

本实施例还提供一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，采用的技术方案如下：

如图2所示，一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，将四节蓄电池E1、E2、E3和E4串联组成一个蓄电池组，并为每一蓄电池组分别配置两个控制开关，通过控制开关接通放电负载R，从而构成蓄电池放电回路P，在对蓄电池组中的每个蓄电池采用直流放电法进行内阻测量前，先检测蓄电池是否处于浮充电状态，如果是，则闭合控制开关K6和K7对蓄电池回路形成微电流放电检查，检查通过再进行若干次微电流放电激活。

所述放电检查是通过闭合控制开关K6和K7使放电回路P接通进行微电流放电，进而判断蓄电池放电回路P的放电电流是否在设定的范围内，如果是则接着进行放电激活，如果不是则放弃对所述放电回路P的蓄电池内阻测量。

所述放电激活是通过闭合控制开关K6和K7使放电回路P接通进行微电流放电，进而激活蓄电池E1、E2、E3和E4内部被硫化的部分活性物质，以及将接线柱上的氧化层去除。

放电检查通过后再进行两次微电流放电激活。

对蓄电池中的每个蓄电池采用直流放电法测量具体步骤包括如下：

S81.接通控制开关K6和K7，蓄电池组放电且延时2~3s接通K1和K2，测量第一蓄电池E1电压V1和放电回路的放电电流I，断开K6和K7且延时30~50ms后，再次测量第一蓄电池E1电压V2,断开K1和K2，此时电压差ΔV=V2-V1，再通过欧姆定律：r=ΔV/I计算第一蓄电池E1内阻；

S82.重复三次S81操作依次测量第二蓄电池E2、第三蓄电池E3和第四蓄电池E4的内阻。

如图3所示，是采用本发明的方法测量蓄电池内阻的结果，从图中数据可以看出，采用本发明的方法进行内阻测量，误差小、准确度高。

Claims (10)

1.一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，包括步骤如下：

S1.检测蓄电池是否处于浮充电状态，若是转至S2，若否则放弃蓄电池内阻测量；

S2.闭合蓄电池放电回路，进行一次微电流放电检查；

S3.检查通过后再进行若干次微电流放电激活，检查不通过则放弃蓄电池内阻测量；

S4.对蓄电池进行直流放电法测量内阻。

2.根据权利要求1所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，所述放电检查是进行微电流放电后，判断放电电流是否在设定的范围内，如果是则接着进行放电激活，如果不是则放弃对所述蓄电池的内阻测量。

3.根据权利要求1所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，步骤S3中所述的放电激活是通过闭合蓄电池放电回路，进行若干次微电流放电，进而激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质以及将接线柱上的氧化层去除。

4.根据权利要求3所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，所述步骤S3中进行两次微电流放电激活。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，所述直流放电法为蓄电池在浮充电状态下，对一定阻值的放电负载接通放电且延时2~3s，在放电结束前测量蓄电池电压V1，放电结束且延时30~50ms后，再次测量蓄电池电压V2,此时电压差ΔV=V2-V1，再通过欧姆定律：r=ΔV/I计算蓄电池内阻，其中I为实时放电电流。

6.一种多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，将每四节蓄电池串联组成一个蓄电池组，并为每一蓄电池组分别配置两个控制开关，通过控制开关接通放电负载R，从而构成蓄电池放电回路P；在对蓄电池组中的每个蓄电池采用直流放电法进行内阻测量前，先检测蓄电池是否处于浮充电状态，如果是，则闭合控制开关k对蓄电池回路形成微电流放电检查，检查通过再进行若干次微电流放电激活。

7.根据权利要求6所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，所述放电检查是通过闭合两个控制开关K使放电回路P接通进行微电流放电，进而判断蓄电池放电回路P的放电电流是否在设定的范围内，如果是则接着进行放电激活，如果不是则放弃对所述放电回路P的蓄电池内阻测量。

8.根据权利要求6所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，所述放电激活是通过闭合两个控制开关K使放电回路P接通进行微电流放电，进而激活蓄电池内部被硫化的部分活性物质，以及将接线柱上的氧化层去除。

9.根据权利要求8所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，放电检查通过后再进行两次微电流放电激活。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的多次放电精密测量蓄电池内阻的方法，其特征在于，对蓄电池中的每个蓄电池采用直流放电法测量具体步骤包括如下：

S81.接通两个控制开关K，蓄电池组放电且延时2~3s，在放电结束前测量第一蓄电池E1电压V1和放电回路的放电电流I，放电结束且延时30~50ms后，再次测量第一蓄电池E1电压V2,此时电压差ΔV=V2-V1，再通过欧姆定律：r=ΔV/I计算第一蓄电池E1内阻；

S82.重复三次S81操作依次测量第二蓄电池E2、第三蓄电池E3和第四蓄电池E4的内阻。