CN108232342A - 一种蓄电池管理方法、系统及一种蓄电池管理设备 - Google Patents

一种蓄电池管理方法、系统及一种蓄电池管理设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池管理方法包括：获取蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对电压数据进行校正得到校正电压数据；判断是否存在上一时刻的容量数据；若是，则通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过容量变化和上一时刻的容量数据得到当前容量数据；若否，则获取蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对开机容量数据进行校正得到当前容量数据；根据校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。实现了蓄电池剩余容量的自动校正，提高系统的管理可靠性和有效性。本发明还公开了一种蓄电池管理系统、设备和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。

Description

一种蓄电池管理方法、系统及一种蓄电池管理设备
技术领域
本发明涉及蓄电池技术领域，更具体地说，涉及一种蓄电池管理方法、系统及一种蓄电池管理设备和一种计算机可读存储介质。
背景技术
蓄电池作为储能设备，无论在生活领域还是在生产领域都有着广泛的用途。在蓄电池的工作期间，对蓄电池的管理是必不可少的，正确的蓄电池管理可以提高蓄电池的使用效率，延长其使用寿命，并保证蓄电池的使用安全。
目前工程车蓄电池管理系统对蓄电池管理主要用来实现蓄电池容量检测功能。SOC成为蓄电池的荷电状态，又称为剩余容量，现有技术中通过对蓄电池组的端电压、流过电流的测量，利用安时积分法并进行温度补偿计算得到蓄电池组的剩余电量。由此可见，现有技术只在于对容量的简单测算，无法自动校正容量。
因此，如何实现蓄电池剩余容量的自动校正是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄电池管理方法、系统及一种蓄电池管理设备和一种计算机可读存储介质，实现了蓄电池剩余容量的自动校正。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种蓄电池管理方法，包括：
获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；
判断是否存在上一时刻的容量数据；
若是，则通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据；
若否，则获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据；
根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
其中，还包括：
获取所有所述单体的编号、状态数据；
通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常；
若是，则向管理员发送异常信息，所述异常信息至少包括所述单体的编号。
其中，所述向管理员发送异常信息之后，还包括：
将所述异常信息显示至人机交互界面。
其中，通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常，包括：
判断所述状态数据中的电压数据是否超出电压预设阈值范围。
其中，通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常，包括：
判断所述状态数据中的电流数据是否超出电流预设阈值范围。
其中，通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常，包括：
判断所述状态数据中的电流数据的单位时间增长量是否大于增长量预设值。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种蓄电池管理系统，包括：
第一获取模块，用于获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；
第一判断模块，用于判断是否存在上一时刻的容量数据；
第一确定模块，用于当存在上一时刻的容量数据时，通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据；
第二确定模块，用于当不存在上一时刻的容量数据时，获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据；
校正模块，用于根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
其中，还包括：
第二获取模块，用于获取所有所述单体的编号、状态数据；
第一判断模块，用于通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常；
告警模块，用于当所述单体发生异常时，向管理员发送异常信息，所述异常信息至少包括所述单体的编号。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种蓄电池管理设备，包括：
存储器，用于存储蓄电池管理程序；
处理器，用于执行所述蓄电池管理程序时实现如上述蓄电池管理方法的步骤。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有蓄电池管理程序，所述蓄电池管理程序被处理器执行时实现如上述蓄电池管理方法。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种蓄电池管理方法包括：获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；判断是否存在上一时刻的容量数据；若是，则通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据；若否，则获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据；根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
本发明实施例提供的蓄电池管理方法，通过开路电压校正算法、开机容量校正算法和充放电校正算法对剩余电量进行自动校正，随着应用的不断深化，自主拟合实际，实现了蓄电池剩余容量的自动校正，提高系统的管理可靠性和有效性。本发明还公开了一种蓄电池管理系统及一种蓄电池管理设备和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种蓄电池管理方法的流程图；
图2为本发明实施例公开的一种蓄电池管理系统的结构图；
图3为本发明实施例公开的一种蓄电池管理设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种蓄电池管理方法，实现了蓄电池剩余容量的自动校正，提高了系统的管理可靠性和有效性。
参见图1，本发明实施例公开的一种蓄电池管理方法的流程图，如图1所示，包括：
S101：获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；
开路电压是指蓄电池在开路状态下的端电压，在数值上接近电池电动势。开路电压法是根据电池的剩余容量与开路电压有一定的线性(正比)关系而建立起来的，通过测量开路电压就能够直接得到剩余容量的大小。其优点是不依赖蓄电池尺寸、大小和放电速度，只以开路电压为测试参数，相对比较简单。SOC与开路电压之间的计算公式如下：
其中，VBO为电池的开路电压，Va为充满电时的开路电压，Vb为充分放电时的开路电压。
在具体实施中，首先获取蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对每个单体的电压数据进行校正，避免长期搁置电池自放电导致的容量误差，建立包含蓄电池所有单体开路电压的模型，以便后续步骤根据所述模型对当前容量数据进行修正。
S102：判断是否存在上一时刻的容量数据；若是，则进入S103，若否，则进入S104；
此步骤的目的在于选择当前容量数据的获取方式，当存在上一时刻容量数据时，当前容量数据通过安时积分法获取，当不存在上一时刻容量数据时，则该蓄电池处于刚启动状态，将开机容量数据作为当前容量数据。
S103：通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据，并进入S105；
安时积分法的计算公式如下：
其中，SOC0为上一时刻容量数据，CN为额定容量，η为充放电效率且不是常数(假定充电电流方向为正，放电电流方向为负)，SOC为当前容量数据。
安时积分法的实质是将电池看作一个黑箱，认为流进电池的电量与流出电池的电量有一定的比例关系，而不考虑电池内部的结构和外部的电气特性。
在具体实施中，当存在上一时刻容量数据时，利用安时积分法得到当前时刻的当前容量数据。
S104：获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据，并进入S105；
在具体实施中，当不存在上一时刻容量数据时，则该蓄电池处于刚启动状态，首先获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正，将校正后的开机容量数据作为当前容量数据。
S105：根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
在具体实施中，根据步骤S101建立的单体开路电压模型、步骤S103或S104获取的当前容量数据和采集到的温度数据，通过充放电校正算法得到更为准确的最终容量数据。
本发明实施例提供的蓄电池管理方法，通过开路电压校正算法、开机容量校正算法和充放电校正算法对剩余电量进行自动校正，随着应用的不断深化，自主拟合实际，实现了蓄电池剩余容量的自动校正，提高系统的管理可靠性和有效性。
在上述实施例的基础上，作为优选实施方式，还包括：
获取所有所述单体的编号、状态数据；
通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常；
若是，则向管理员发送异常信息，所述异常信息至少包括所述单体的编号。
本实施例提供的蓄电池管理方法，可以采用多数据采集一体式的数据采集方式，其中电压采集可以采用专用的电压转换模块，温度采集可以采用热敏采样模块。数据采集单元采集蓄电池单体的电压信息和蓄电池极柱的温度信息，结合蓄电池的充放电电流，对蓄电池单体状态进行在线检测。系统通过数据采集单元获取数据后，按照既定程序对所有单体进行逐一编号。
在具体实施中，根据采集到的状态数据判断单体是否发生异常，所述异常主要包括过充、过放、欠充、过热、过流、短路等。例如，系统根据采集的多个温度数据，对比环境温度及蓄电池基础数据，判断单体是否发生过热异常；当所述状态数据中的电压数据超出电压预设阈值范围时，发生电压异常；所述状态数据中的电流数据超出电流预设阈值范围时，所述单体发生电流异常；所述状态数据中的电流数据的单位时间增长量大于增长量预设值时，所述单体发生短路异常。
当单体发生异常或蓄电池剩余容量低于设定值时，向管理员发送告警，所述告警的方式可以为利用蜂鸣器进行声音告警，当然也可以包括其他方式，在此不作具体限定。
在上述实施例的基础上，作为优选实施方式，所述向管理员发送异常信息之后，还包括：
将所述异常信息显示至人机交互界面。
人机交互界面显示蓄电池单体电压信息、温度信息、充放电电流信息、以及对上述异常信息进行显示。当蓄电池组中的某一单体出现异常时，通过人机交互界面显示相关异常信息，通过该异常单体的编号，可以将异常定位到具体位置，例如，异常信息为温度过高，人机交互界面上会显示温度过高单体的具体，方便管理员定位分析。
可以理解的是，该人机交互界面可以设有按键供用户输入密码以及设置参数，所述参数可以包括：电压预设阈值范围，电流预设阈值范围，增长量预设值以及容量设定值等。
人机交互界面还可以对蓄电池组当前状态进行显示，所述当前状态可以包括：当前容量数据(相对总电量的百分比)，蓄电池组端电压，蓄电池组充放电电流，蓄电池组最高和最低温度，所有单体的开路电压等。
下面对本发明实施例提供的一种蓄电池管理系统进行介绍，下文描述的一种蓄电池管理系统与上文描述的一种蓄电池管理方法可以相互参照。
参见图2，本发明实施例提供的一种蓄电池管理系统的结构图，如图2所示，包括：
第一获取模块201，用于获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；
第一判断模块202，用于判断是否存在上一时刻的容量数据；
第一确定模块203，用于当存在上一时刻的容量数据时，通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据；
第二确定模块204，用于当不存在上一时刻的容量数据时，获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据；
校正模块205，用于根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
本发明实施例提供的蓄电池管理系统，通过开路电压校正算法、开机容量校正算法和充放电校正算法对剩余电量进行自动校正，随着应用的不断深化，自主拟合实际，实现了蓄电池剩余容量的自动校正，提高系统的管理可靠性和有效性。
在上述实施例的基础上，作为优选实施方式，还包括：
第二获取模块，用于获取所有所述单体的编号、状态数据；
第一判断模块，用于通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常；
告警模块，用于当所述单体发生异常时，向管理员发送异常信息，所述异常信息至少包括所述单体的编号。
在上述实施例的基础上，作为优选实施方式，还包括：
显示模块，用于将所述异常信息显示至人机交互界面。
本申请还提供了一种蓄电池管理设备，参见图3，本发明实施例提供的一种蓄电池管理设备的结构图，如图3所示，包括：
存储器301，用于存储蓄电池管理程序；
处理器302，用于执行所述蓄电池管理程序时可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述蓄电池管理设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。
本发明实施例提供的蓄电池管理设备，通过开路电压校正算法、开机容量校正算法和充放电校正算法对剩余电量进行自动校正，随着应用的不断深化，自主拟合实际，实现了蓄电池剩余容量的自动校正，提高系统的管理可靠性和有效性。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有蓄电池管理程序，所述蓄电池管理程序被处理器执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种蓄电池管理方法，其特征在于，包括：
获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；
判断是否存在上一时刻的容量数据；
若是，则通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据；
若否，则获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据；
根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
2.根据权利要求1所述蓄电池管理方法，其特征在于，还包括：
获取所有所述单体的编号、状态数据；
通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常；
若是，则向管理员发送异常信息，所述异常信息至少包括所述单体的编号。
3.根据权利要求2所述蓄电池管理方法，其特征在于，所述向管理员发送异常信息之后，还包括：
将所述异常信息显示至人机交互界面。
4.根据权利要求3所述蓄电池管理方法，其特征在于，通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常，包括：
判断所述状态数据中的电压数据是否超出电压预设阈值范围。
5.根据权利要求3所述蓄电池管理方法，其特征在于，通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常，包括：
判断所述状态数据中的电流数据是否超出电流预设阈值范围。
6.根据权利要求3所述蓄电池管理方法，其特征在于，通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常，包括：
判断所述状态数据中的电流数据的单位时间增长量是否大于增长量预设值。
7.一种蓄电池管理系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取所述蓄电池中所有单体的电压数据，并通过开路电压校正算法对所述电压数据进行校正得到校正电压数据；
第一判断模块，用于判断是否存在上一时刻的容量数据；
第一确定模块，用于当存在上一时刻的容量数据时，通过安时积分法计算上一时刻至当前时刻的容量变化，并通过所述容量变化和所述上一时刻的容量数据得到当前容量数据；
第二确定模块，用于当不存在上一时刻的容量数据时，获取所述蓄电池的开机容量数据，并通过开机容量校正算法对所述开机容量数据进行校正得到当前容量数据；
校正模块，用于根据所述校正电压数据、当前容量数据和采集到的温度数据，利用充放电校正算法得到最终容量数据。
8.根据权利要求7所述蓄电池管理系统，其特征在于，还包括：
第二获取模块，用于获取所有所述单体的编号、状态数据；
第一判断模块，用于通过所述状态数据判断所述单体是否发生异常；
告警模块，用于当所述单体发生异常时，向管理员发送异常信息，所述异常信息至少包括所述单体的编号。
9.一种蓄电池管理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储蓄电池管理程序；
处理器，用于执行所述蓄电池管理程序时实现如权利要求1至6任一项所述蓄电池管理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有蓄电池管理程序，所述蓄电池管理程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述蓄电池管理方法。
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