CN110794317A - 一种电池内阻测量的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池内阻测量的方法、装置、设备及存储介质，包括：设定负载值；对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通；采集单元实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流；数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值；通过一个自动化的小电流的放电过程，通过数据统计分析，预测蓄电池的健康状况，有效节省人工成本，提高工作效率。

Description

一种电池内阻测量的方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及检测领域，特别是一种电池内阻测量的方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在铅酸蓄电池的维护、保养技术领域，目前市面上的内阻测量设备主要以交流法和直流放电法测量电池内阻。当电池组在线运行时，母线上会存在一定的干扰，交流法测量时容易受这些干扰因素的影响，导致测量值不准确，电池组由于在线运行过程中无法准确判断电池健康状况和实际剩余容量，在应急使用时才发现蓄电池已无法带载工作；而直流放电法是对电池进行大电流放电，对电池和其他设备形成安全隐患；当蓄电池的内阻容量参数检测都是在离线状态下进行，在人工进行电池组拆装、核容工作量大，而且存在安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池内阻测量的方法、装置、设备及存储介质，自动化完成对蓄电池组的每节电池进行内阻测量及其他相关数据的收集，通过大量的数据统计分析，预测蓄电池的健康状况，有效节省人工成本，提高工作效率。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供了一种电池内阻测量的方法，包括以下步骤：
设定负载值；
对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；
对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通；
采集单元实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流；
数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；
当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；
数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值。
进一步，所述当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值中的所述终止放电条件包括：在目标电池放电过程中，当目标电池电压达到电压阈值时，停止放电；
或，
当目标电池放电过程持续到时间阈值时，停止放电；
或，
当目标电池放电过程中实时检测电池的电压变化率达到阈值时，停止放电。
进一步，所述对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通包括：
在放电通道导通前对所有电池通道进行检测并判断是否有通道连接电池；
若否，则可启动对电池内阻进行测量；
若是，则不启动电池内阻测量。
进一步，所述当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值包括：
当目标电池停止放电时，使用采样保持电路将电平保持持续500ms以上。
进一步，所述数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断包括：
数据分析单元在对采样数据进行处理时，当采样数据出现后一刻的电压值大于前一刻的电压值时应向控制单元发送停止放电信息。
进一步，所述设定负载值中的所述负载值的计算公式如下：负载值＝单体电池额定电压/0.02C10。
进一步，所述数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值中的所述内阻值的计算公式如下：目标测量电池内阻值＝(目标测量电池在放电过程中的电压值-放电通道断开时目标测量电池的电压值)/(目标测量电池在放电过程中的电流值-放电通道断开时目标测量电池的电流值)。
进一步，所述对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值的所述不均衡度的计算公式如下：不均衡度＝MAX((单节电池电压值-电池组单节电池的平均电压值)的绝对值/电池组单节电池的平均电压值)。
进一步，所述对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值的所述阈值为1.5％。
第二方面，本发明提供了一种电池内阻测量的装置，包括：
输入单元，用于设定负载值；
均衡单元，用于对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；
控制单元，用于对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通，当达到终止放电条件时，控制采集单元断开该电池的放电通道；
采集单元，用于实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流，采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；
数据分析单元，用于对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值。
第三方面，本发明提供了一种电池内阻测量的设备，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行上述的电池内阻测量的方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的一种电池内阻测量的方法。
第五方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使计算机执行如上所述的一种电池内阻测量的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：
通过一个自动化的小电流的放电过程，对放电过程中的数据进行统计分析，来实现对目标电池内阻的测量和健康状况的评估，通过大量的数据统计分析，预测蓄电池的健康状况，无需人工操作，有效节省人工成本，提高工作效率。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明提供的一种电池内阻测量的方法的一种实施方式的流程图；
图2是本发明提供的一种电池内阻测量的方法的一种实施方式的装置示意图；
图3是本发明提供的一种电池内阻测量的方法的装置示意图；
图4是本发明提供的一种电池内阻测量的方法的设备示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
参照图1，本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，包括以下步骤：
S11:设定负载值；
S12:对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；
S13:对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通；
S14:采集单元实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流；
S15:数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；
S16:当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；
S17:数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，所述当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值中的所述终止放电条件包括：在目标电池放电过程中，当目标电池电压达到电压阈值时，停止放电；
或，
当目标电池放电过程持续到时间阈值时，停止放电；
或，
当目标电池放电过程中实时检测电池的电压变化率达到阈值时，停止放电。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，所述对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通包括：
在放电通道导通前对所有电池通道进行检测并判断是否有通道连接电池；
若否，则可启动对电池内阻进行测量；
若是，则不启动电池内阻测量。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，所述当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值包括：
当目标电池停止放电时，使用采样保持电路将电平保持持续500ms以上。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，所述数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断包括：
数据分析单元在对采样数据进行处理时，当采样数据出现后一刻的电压值大于前一刻的电压值时应向控制单元发送停止放电信息。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，包括以下步骤：所述设定负载值中的所述负载值的计算公式如下：负载值＝单体电池额定电压/0.02C10。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，包括以下步骤：所述数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值中的所述内阻值的计算公式如下：目标测量电池内阻值＝(目标测量电池在放电过程中的电压值-放电通道断开时目标测量电池的电压值)/(目标测量电池在放电过程中的电流值-放电通道断开时目标测量电池的电流值)。
本发明实施例的一种电池内阻测量的方法，包括以下步骤：所述对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值的所述不均衡度的计算公式如下：不均衡度＝MAX((单节电池电压值-电池组单节电池的平均电压值)的绝对值/电池组单节电池的平均电压值)。
上述实施例的一种电池内阻测量的方法的实施要点如下：
1、目标电池电压的不均衡度检测
(Vn为单节电池电压，V平均为电池组单节电池平均电压，n＝1、2、3…….)对目标电池的内阻测试前应对电池组不均衡度进行检测，使目标电池的电压不均衡度控制在1.5％以内，才可启动内阻测量。
2、放电通道检测
在放电通道连接前应对所有电池通道进行检测，当没有通道连接电池时才能进行内阻测量，若有一个通道已经连接电池，则不能进行电池内阻测量，否则会引起电池短路的情况出现。
3、终止放电条件的确定
终止放电条件可以通过三种方式进行确定，分别为终止电压法、终止时间法和固定变化率法。
(1)终止电压法，设定一个固定的电压的阈值，在电池放电过程中当电池电压达到阈值时，停止放电。
(2)终止时间法，即设定一个固定的时长的阈值，电池放电过程当持续到阈值时，停止放电。
(3)固定变化率法，即设定一个固定的电压变化率的阈值，电池放电过程中实时检测电池的电压变化率，当电压变化率达到阈值时，停止放电。
本内阻测量方法在实际使用中会根据不同条件选择单一方法或者多种方法组合来确定放电终止条件。
4、采样单元的采样保持电路的应用
由于目标电池的电压在放电通道关闭时上升非常快，普通的数据采样和处理流程已无法满足需求，故采集电池停止放电那一刻的电压和电流时需要用到采样保持电路，保持电平持续500ms以上，方便数据处理，提高测量精度。
5、防止过放的判定
当目标电池电压下降到一定程度时，仍持续放电电池电压会出现逐渐升高的现象，此现象为电池的正常反应，但会对测量数据造成较大干扰，因此需要在数据处理时加入防止过放的判断，当后一刻的电压值大于前一刻的电压值时应停止放电。
6、测试次数的确定
测试数据存在差异性，通过实验测试验证并对数据进行统计分析，设定测试次数大于等于5次。
7、数据统计和处理
通过数据过滤提高测试精度，通过逐级数据统计和过滤，得到稳定且可靠的内阻值。
参照图2-3，本发明实施例还提供了一种电池内阻测量的装置，包括：
输入单元1100，用于设定负载值；
均衡单元1200，用于对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；
控制单元1300，用于对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通，当达到终止放电条件时，控制采集单元断开该电池的放电通道；
采集单元1400，用于实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流，采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；
数据分析单元1500，用于对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值。
需要说明的是，由于本实施例中的一种电池内阻测量的装置与上述的电池内阻测量的方法基于相同的发明构思，因此，方法实施例中的相应内容同样适用于本装置实施例，此处不再详述。
参照图4，本发明实施例还提供了一种电池内阻测量的设备，该电池内阻测量的设备200可以是任意类型的智能终端，例如手机、平板电脑、个人计算机等。
具体地，该电池内阻测量的设备200包括：一个或多个控制处理器201和存储器202，图4中以一个控制处理器201为例。
控制处理器201和存储器202可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器202作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电池内阻测量的方法对应的程序指令/模块，例如，图3中所示的输入单元1100、均衡单元1200、控制单元1300、采集单元1400、数据分析单元1500。控制处理器201通过运行存储在存储器202中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行电池内阻测量的装置1000的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的电池内阻测量的的方法。
存储器202可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电池内阻测量的装置1000的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器202可选包括相对于控制处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该电池内阻测量的的设备200。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器202中，当被一个或者多个控制处理器201执行时，执行上述方法实施例中的电池内阻测量的的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S11至S17，实现图2中的单元1100-1500的功能。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图4中的一个控制处理器201执行，可使得上述一个或多个控制处理器201执行上述方法实施例中的电池内阻测量的的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S11至S17，实现图2中的单元1100-1500的功能。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，电池内阻测量的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，电池内阻测量的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ReadOnly Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电池内阻测量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
设定负载值；
对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；
对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通；
采集单元实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流；
数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；
当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；
数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值。
2.根据权利要求1所述的一种电池内阻测量的方法，其特征在于：所述当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值中的所述终止放电条件包括：在目标电池放电过程中，当目标电池电压达到电压阈值时，停止放电；
或，
当目标电池放电过程持续到时间阈值时，停止放电；
或，
当目标电池放电过程中实时检测电池的电压变化率达到阈值时，停止放电。
3.根据权利要求1所述的一种电池内阻测量的方法，其特征在于：所述对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通包括：在放电通道导通前对所有电池通道进行检测并判断是否有通道连接电池；
若否，则可启动对电池内阻进行测量；
若是，则不启动电池内阻测量。
4.根据权利要求1所述的一种电池内阻测量的方法，其特征在于：所述当达到终止放电条件时，控制单元控制采集单元断开目标电池的放电通道，采集单元同步采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值包括：
当目标电池停止放电时，使用采样保持电路将电平保持持续500ms以上。
5.根据权利要求1所述的一种电池内阻测量的方法，其特征在于：所述数据分析单元对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断包括：
数据分析单元在对采样数据进行处理时，当采样数据出现后一刻的电压值大于前一刻的电压值时应向控制单元发送停止放电信息。
6.根据权利要求1所述的一种电池内阻测量的方法，其特征在于：所述数据分析单元对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值中的所述内阻值的计算公式如下：目标测量电池内阻值＝(目标测量电池在放电过程中的电压值-放电通道断开时目标测量电池的电压值)/(目标测量电池在放电过程中的电流值-放电通道断开时目标测量电池的电流值)。
7.根据权利要求1所述的一种电池内阻测量的方法，其特征在于：所述对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值的所述不均衡度的计算公式如下：不均衡度＝MAX((单节电池电压值-电池组单节电池的平均电压值)的绝对值/电池组单节电池的平均电压值)。
8.一种电池内阻测量的装置，其特征在于：包括：
输入单元，用于设定负载值；
均衡单元，用于对目标测量电池组进行均衡，使电压不均衡度达到阈值；
控制单元，用于对采集单元进行控制，对单节电池的放电通道进行导通，当达到终止放电条件时，控制采集单元断开该电池的放电通道；
采集单元，用于实时采集目标测量电池在放电过程中的电压和放电电流，采集放电通道断开时目标测量电池的电压值和电流值；
数据分析单元，用于对采集单元采集的电池电压值和电流值进行分析判断；对通道断开时的采样数据进行计算得出目标测量电池的内阻值。
9.一种电池内阻测量的设备，其特征在于：包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如权利要求1-5任一项所述的电池内阻测量的方法。
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存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-5任一项所述的电池内阻测量的方法。
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