CN111323716B - 判断电池容量可靠性装置、方法及提升蓄电池性能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种判断电池容量可靠性装置、方法及提升蓄电池性能方法，装置包括充电器、负载、多个脉冲恒流源和多个电压表，充电器的正极和负载的一端与第一接点相连，充电器的负极和负载的另一端与第二接点相连。每节单体蓄电池上并联一个脉冲恒流源和一个电压表，脉冲恒流源给单体蓄电池施加脉冲电流；通过电压表示数增大和减小的快慢判断单体蓄电池的容量。每节单体蓄电池上并联一个脉冲恒流源，脉冲恒流源给单体蓄电池输入电流，以抵充该单体蓄电池的自放电电流，从而提升该单体蓄电池的性能。该装置能在线评测蓄电池组中哪一节电池没有荷电能力，无须将蓄电池组从系统中脱离进行放电测试，在线就能评测蓄电池容量可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种用于在线判断蓄电池容量可靠性装置；本发明涉及一种通过该装置判断电池容量可靠性的方法；本发明还涉及一种提升蓄电池性能的方法。
背景技术
判断蓄电池组是否具备放电能力，通常是把蓄电池组脱离系统进行放电测试，而将蓄电池组脱离系统是有风险的，因为蓄电池放空之后再并回系统，如果遇到交流停电，此时蓄电池组没有供电能力，会造成设备失电。
发明内容
本发明的目的是提供一种判断电池容量可靠性装置，无需将蓄电池组脱离系统就能在线评测蓄电池组中哪一节电池没有荷电能力（电压正常），避免因蓄电池放空导致的设备失电。
本发明的另一个目的是提供一种用上述装置判断电池容量可靠性的方法。
本发明的第三个目的是提供一种用上述装置判断电池容量可靠性的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种判断电池容量可靠性装置，包括充电器、负载、多个脉冲恒流源和多个电压表，充电器的正极和负载的一端与第一接点相连，充电器的负极和负载的另一端与第二接点相连。
本发明所采用的另一个技术方案是：一种用上述判断电池容量可靠性装置判断蓄电池组中每节单体蓄电池容量的方法，具体按以下步骤进行：
1）取数量均与待评测蓄电池组中单体蓄电池数量相同的脉冲恒流源和电压表，每节单体蓄电池上并联一个脉冲恒流源和一个电压表，脉冲恒流源的正极与和该脉冲恒流源并联的单体蓄电池的正极相连，脉冲恒流源的负极与和该脉冲恒流源并联的单体蓄电池的负极相连；将待评测蓄电池组的正极与第一接点相连，待评测蓄电池组的负极与第二接点相连；
2）所有的脉冲恒流源同时给与脉冲恒流源并联的单体蓄电池施加脉冲电流；与性能好的单体蓄电池并联的电压表的示数快速增大；与性能差的单体蓄电池并联的电压表的示数缓慢增大；当所有单体蓄电池电压叠加起来的总电压超过充电器的输出电压时，蓄电池组向负载泄放电流，此时，与性能好的单体蓄电池并联的电压表的示数缓慢减小，与性能差的单体蓄电池并联的电压表的示数快速减小，从而判断出蓄电池组中每节单体蓄电池的容量。
本发明所采用的第三个技术方案是：一种提升蓄电池组中单体蓄电池性能的方法，具体为：
取充电器、负载和数量与蓄电池组中单体蓄电池数量相同的脉冲恒流源，充电器的正极和负载的一端与第一接点相连，充电器的负极和负载的另一端与第二接点相连；每节单体蓄电池上并联一个脉冲恒流源，脉冲恒流源的正极与和该脉冲恒流源并联的单体蓄电池的正极相连，脉冲恒流源的负极与和该脉冲恒流源并联的单体蓄电池的负极相连；将待评测蓄电池组的正极与第一接点相连，待评测蓄电池组的负极与第二接点相连；脉冲恒流源给与该脉冲恒流源并联的单体蓄电池输入电流，以抵充该单体蓄电池的自放电电流，从而提升该单体蓄电池的性能。
本发明判断电池容量可靠性装置能在线评测蓄电池组中哪一节电池没有荷电能力（电压正常），无须将蓄电池组从系统中脱离进行放电测试，在线就能评测电池容量可靠性。在必须离线放电测试的情况下，如果评测出蓄电池具有一定的放电能力，可以根据评测结果预先做出预案，避免盲目行事。若评测结果蓄电池只有30%的容量，可以选择不离线放电测试或只放出15%。
附图说明
图1是本发明判断电池容量可靠性装置的示意图。
图2是用图1所示装置提升蓄电池性能时的线路连接示意图。
图中：1.充电器，2.脉冲恒流源，3.单体蓄电池，4.负载，5.第一接点，6.第二接点，7.电压表。
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，本发明在线判断电池容量可靠性装置，包括充电器1、负载4、多个脉冲恒流源2和多个电压表7，充电器1的正极和负载4的一端与第一接点5相连，充电器1的负极和负载4的另一端与第二接点6相连。
本发明在线判断电池容量可靠性装置能够评测蓄电池组中每节蓄电池的容量。为此，本发明提供了一种判断蓄电池组中每节单体蓄电池容量的方法，具体按以下步骤进行：
1）取脉冲恒流源2和电压表7，脉冲恒流源2的数量和电压表7的数量均与待评测蓄电池组中单体蓄电池3的数量相同，每节单体蓄电池3上并联一个脉冲恒流源2和一个电压表7，脉冲恒流源2的正极与和该脉冲恒流源2并联的单体蓄电池3的正极相连，脉冲恒流源2的负极与和该脉冲恒流源2并联的单体蓄电池3的负极相连；将待评测蓄电池组的正极与第一接点5相连，待评测蓄电池组的负极与第二接点6相连，所用充电器1的输出电压与待评测蓄电池组的总电压（所有单体蓄电池3的电压之和）相同；
2）所有的脉冲恒流源2同时给与脉冲恒流源2并联的单体蓄电池3施加脉冲电流。由于性能好的单体蓄电池3能将施加的电能转换成化学能储存起来，使得荷电量逐渐增大，表现为电压逐渐提升，即与该性能好的单体蓄电池3并联的电压表7的示数快速增大；性能差的单体蓄电池3将施加的电能转换成化学能的效率低，荷电量增大缓慢，电压提升也缓慢，即与该性能差的单体蓄电池3并联的电压表7的示数缓慢增大；当所有单体蓄电池3电压叠加起来的总电压超过充电器1的输出电压时，蓄电池组向负载4泄放电流，泄放电流是电池串提供的，每节单体蓄电池3的输出便是相同的，所不同的是性能好的单体蓄电池3的电压不会快速下降，即与该性能好的单体蓄电池3并联的电压表7的示数缓慢减小，因为消耗的电能是脉冲恒流源2转换为单体蓄电池3化学能的一部分；而性能差的单体蓄电池3消耗的电能是已有的能量，电压跌幅就比较大，即与该性能差的单体蓄电池3并联的电压表7的示数快速减小。给每节单体蓄电池3并行充入电能又通过电池组串行向负载4泄放电能的不断进行，性能差的单体蓄电池3消耗了更多的电能而无法补充，此时，性能差的单体蓄电池3便以电压下跌的形式凸显出来了，从而判断出蓄电池组中每节单体蓄电池的容量。
所有单体蓄电池3电压串联总电压与充电器1输出电压相同，能使每节单体蓄电池3电压之和保持相对稳定的状态。单体蓄电池3的电压和荷电量（容量）没有对应关系，电压高并不代表荷电量多，因为决定单体蓄电池3电压的因素有2个：一个是内阻，一个是荷电量（内阻在荷电量20～100%范围内几乎没有变化，内阻越大电压越高，荷电量越大电压越高）。给每节蓄电池施加脉冲电流，性能好的单体蓄电池3把施加的电能转换成化学能储存起来，荷电量是逐渐增大的，表现为电压逐渐提升；性能差的单体蓄电池3把施加的电能转换成化学能的效率低，荷电量增大是缓慢的，电压提升也缓慢。多节单体蓄电池3电压叠加起来的总电压就超过了充电器1的输出电压，在这种情况下单体蓄电池3组成的电池组会向负载4泄放电流，泄放电流是电池串提供的，每节单体蓄电池3的输出便是相同的，所不同的是性能好的单体电压不会快速下降，因为消耗的电能是脉冲恒流源2转换为单体蓄电池3化学能的一部分，性能差的单体消耗的电能是已有的能量，电压跌幅就比较大，给每节单体蓄电池3并行充入电能又通过电池组串行向负载4泄放电能的不断进行，性能差的单体蓄电池3消耗了更多的电能而无法补充。性能差的单体蓄电池3便以电压下跌的形式凸显出来了。
浮充电压正常但荷电量极小的单体蓄电池、隐性开路单体蓄电池藏匿在电池组中是最大的隐患，而现有技术中的运维模式的检测技术难以检出。本发明判断方法在不停电、不离线的浮充状态下凸显藏匿在电池组中的严重落后单体蓄电池，在线判断单体蓄电池容量的可靠性。一旦评测不具备放电，核容系统会自动锁闭不允许进行放电核容测试，先评测后放电，放电核容不再盲目。
蓄电池自放电是一自然现象。放电后，若不能及时补充充电，蓄电池就会硫化而加速劣化；浮充电流就是充电器在浮充电压下给蓄电池组每节蓄电池串联充电的电流，该电流的作用就是抵充蓄电池的自放电电流。维护规程规定浮充电流为0.01C（注：C是蓄电池标称容量，例如500AH电池浮充电流应为5A），也就是说只有在0.01C这么大的电流下才能抵充蓄电池的自放电，但是现有的模式浮充电流远远小于此值，也就是说浮充电流无法冲抵自放电电流，蓄电池在使用中就是在慢性自杀，劣化就是必然的。这是因为单节蓄电池串联组成电池组，每节蓄电池的性能各有差异，自放电电流各自不同，蓄电池组中一旦有劣化严重的单体蓄电池，整组电池的内阻必然增大，浮充电流必然减小受限，所以现有技术中蓄电池充放电管理模式下蓄电池差异性越大劣化速度越快，只要有一节单体蓄电池严重落后，整组电池就会快速劣化。为了解决这个问题，发明判断电池容量可靠性装置还可以用来给每节单体蓄电池输入电流，抵充单体蓄电池的自放电电流，提升单体蓄电池的性能。具体使用时：只取数量与蓄电池组中单体蓄电池3数量相同的脉冲恒流源2，并在每个单体蓄电池3上并联一个脉冲恒流源2，脉冲恒流源2的正极与和该脉冲恒流源2并联的单体蓄电池3的正极相连，脉冲恒流源2的负极与和该脉冲恒流源2并联的单体蓄电池3的负极相连；将待评测蓄电池组的正极与第一接点5相连，待评测蓄电池组的负极与第二接点6相连；如图2所示，通过脉冲恒流源2给与该脉冲恒流源2并联的单体蓄电池3输入电流，以抵充该单体蓄电池3的自放电电流，从而提升该单体蓄电池3的性能。
Claims (2)
1.一种判断蓄电池组中每节单体蓄电池容量的方法，其特征在于，该判断方法具体按以下步骤进行：
1）取判断电池容量可靠性装置，该装置包括充电器（1）、负载（4）、数量与待评测蓄电池组中单体蓄电池（3）数量相同的脉冲恒流源（2）和数量与待评测蓄电池组中单体蓄电池（3）数量相同的电压表（7），充电器（1）的正极和负载（4）的一端与第一接点（5）相连，充电器（1）的负极和负载（4）的另一端与第二接点（6）相连；
充电器（1）的输出电压与待评测蓄电池组的总电压相同；
每节单体蓄电池（3）上并联一个脉冲恒流源（2）和一个电压表（7），脉冲恒流源（2）的正极与和该脉冲恒流源（2）并联的单体蓄电池（3）的正极相连，脉冲恒流源（2）的负极与和该脉冲恒流源（2）并联的单体蓄电池（3）的负极相连；将待评测蓄电池组的正极与第一接点（5）相连，待评测蓄电池组的负极与第二接点（6）相连；
2）所有的脉冲恒流源（2）同时给与脉冲恒流源（2）并联的单体蓄电池（3）施加脉冲电流；与性能好的单体蓄电池（3）并联的电压表（7）的示数快速增大；与性能差的单体蓄电池（3）并联的电压表（7）的示数缓慢增大；当所有单体蓄电池（3）电压叠加起来的总电压超过充电器（1）的输出电压时，蓄电池组向负载（4）泄放电流，此时，与性能好的单体蓄电池（3）并联的电压表（7）的示数缓慢减小，与性能差的单体蓄电池（3）并联的电压表（7）的示数快速减小，从而判断出蓄电池组中每节单体蓄电池的容量。
2.一种提升蓄电池组中单体蓄电池性能的方法，其特征在于，该提升方法具体为：
取充电器（1）、负载（4）和数量与蓄电池组中单体蓄电池（3）数量相同的脉冲恒流源（2），充电器（1）的正极和负载（4）的一端与第一接点（5）相连，充电器（1）的负极和负载（4）的另一端与第二接点（6）相连；每节单体蓄电池（3）上并联一个脉冲恒流源（2），脉冲恒流源（2）的正极与和该脉冲恒流源（2）并联的单体蓄电池（3）的正极相连，脉冲恒流源（2）的负极与和该脉冲恒流源（2）并联的单体蓄电池（3）的负极相连；将待评测蓄电池组的正极与第一接点（5）相连，待评测蓄电池组的负极与第二接点（6）相连；脉冲恒流源（2）给与该脉冲恒流源（2）并联的单体蓄电池（3）输入电流，以抵充该单体蓄电池（3）的自放电电流，从而提升该单体蓄电池（3）的性能。
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