CN111896878A - 电池组中开路电池在线甄别方法 - Google Patents

电池组中开路电池在线甄别方法 Download PDF

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    • G01R31/54—Testing for continuity

Abstract

本发明公开了一种电池组中开路电池在线甄别方法，脉冲电源分时接到电池组中的每节单体电池上，当脉冲电源接到某节单体电池上时，不向该节单体电池加载脉冲电源，检测该单体电池的静态电压Vj；给该节单体电池施加脉冲电源，检测该节单体电池的动态电压Vd；检测脉冲电源加载时的流值I0；计算该节单体电池的内阻Ri；若Ri大于单体电池标准内阻的四倍，则该单体电池为电池劣化严重，若Ri大于单体电池标准内阻的20倍，则该单体电池判为电池开路。该甄别方法使用脉冲源对电池组中每节单体电池逐次循环检测，能实时检测蓄电池是否开路，降低蓄电池开路风险。而且，省时省力，消除事故隐患。

Description

电池组中开路电池在线甄别方法
技术领域
本发明属于蓄电池甄别技术领域，涉及一种电池组中开路电池在线甄别方法。
背景技术
数据中心配用蓄电池在交流电故障状态下，能够可靠地为用电设备供电，数据中心配用的蓄电池组是由若干个单体电池串联组成的，也意味着任何一个单体电池异常，就会导致整个蓄电池组整体性能急剧下降。单体电池的物理损坏包含开路、失水、短路、爬酸漏液、活性物脱落等。开路是物理损坏的一种形态，单体电池开路时，会导致整个蓄电池组失效，最终导致严重的事故。
目前，数据中心使用的都是阀控式铅酸蓄电池。在经过5～8年的使用后，蓄电池会出现内阻增大、容量下降并最终失效的现象。数据中心事故大都与直流系统有关，而蓄电池就是直流系统中的薄弱环节。由于电池本身的设计、生产及使用维护等原因，电池失效的情况时有发生，然而由于阀控式蓄电池内部处于密封状态，无法定期对蓄电池的内部状况进行检测，单体开路难以发现，仅依靠测试单体电压的手段难以甄别开路单体电池。电池离线放电测试是目前检测电池开路的有效方法，但放电测试只能周期性进行，两次放电测试间隔时间越长，电池在此期间出现电池开路的风险越大。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池组中开路电池在线甄别方法，能在线实时检测蓄电池是否开路，降低蓄电池开路风险。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电池组中开路电池在线甄别方法，脉冲电源分时接到电池组中的每节单体电池上，当脉冲电源接到某节单体电池上时，分三个时序对该节单体电池进行检测：
第一时序，电压检测装置检测该单体电池的静态电压Vj，此时，电池组处于浮充状态，脉冲电源不向该节单体电池加载脉冲电流；
第二时序，脉冲电源给该节单体电池施加脉冲电流，电压检测装置检测该节单体电池的动态电压Vd；
第三时序，检测脉冲电源加载到每节电池的电流值I0；
然后，按公式Ri=(Vd-Vj) / I0计算该节单体电池的内阻Ri；若Ri大于单体电池标准内阻的四倍，则该单体电池为电池劣化严重，若Ri大于单体电池标准内阻的20倍，则该单体电池判为电池开路。
本发明甄别方法使用脉冲源对电池组中每节单体电池逐次循环检测，能实时检测蓄电池是否开路，降低蓄电池开路风险。而且，省时省力，消除事故隐患。
附图说明
图1是本发明在线甄别方法中在线检测蓄电池的连线示意图。
图2是实施例中用本发明甄别方法甄别蓄电池组中开路电池时，得到的该蓄电池组中所有单体电池的脉冲电流、电池内阻和电压的结果图。
图中：1.单体电池，2.脉冲电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供了一种电池组中开路电池在线甄别方法，具体为：分别取脉冲电源2和电压测试装置；将脉冲源2通过线路和电压测试装置并联，形成检测电路，该检测电路中电压测试装置与线路相接处形成两个接点，即第一接点S1和第二接点S2，如图1所示；使用时，脉冲电源2分时（即脉冲电源2上1秒切换到1号单体电池，下1秒就切换到2号单体电池，循环接入每节单体电池1）接到单体电池1上，此时，第一接点S1与单体电池1的正极相连，脉冲电源2至单体电池1正极的线路电阻为Rx1；第二接点S2与单体电池1的负极相连，脉冲电源2至单体电池1负极的线路电阻为Rx2。
当脉冲电源2接到某节单体电池1上时，分三个时序对该节单体电池进行检测：
第一时序，电压检测装置检测该单体电池的静态电压Vj，此时，电池组处于浮充状态，脉冲电源不向该节单体电池1加载脉冲电流；
第二时序，脉冲电源2加载到该节单体电池形成电流，电压检测装置检测该节单体电池的动态电压Vd；由于电流注入单体电池，电池性能不同，动态电压Vd会有不同程度的变化；
第三时序，检测脉冲电源2的电流值I0（单体电池内阻Ri不同，脉冲电源的电流I0便不同）。
然后，按公式Ri=(Vd-Vj)/I0计算该节单体电池的内阻。若Ri大于单体电池标准内阻（铅酸电池不同容量有不同的内阻标准值）的四倍，则该单体电池可判为电池劣化严重；若Ri大于单体电池标准内阻的20倍，则该单体电池壳判为电池开路。
本发明甄别方法中，脉冲电源2向某节单体电池加载时，脉冲电源2的输出电压E0施加到该节单体电池1上，若该节单体电池1已开路，则该节单体电池1的内阻Ri趋于无限大，脉冲源2产生的电流I0=0，没有分压关系，此时，该节单体电池1的动态电压Vd等于脉冲源2的电压E0；则，判定该节单体电池1开路。若该节单体电池1没有开路，则脉冲源2产生的电流I0＞0，单体电池1的内阻Ri、线路电阻Rx1和线路电阻Rx2分压，该节单体电池1的动态电压Vd小于脉冲源2的输出电压E0。
所以，I0=0或Vd=E0都是单体电池1开路的判断依据。
实施例
某银行配用16节12V 65AH电池组成的蓄电池组。对该16节电池按顺序编号：1#、2#、……、16#。采用本发明甄别方法对该蓄电池组中的每节电池进行实时开路甄别，通过检测每节电池的电流得到图2所示的每节电池电流、电池内阻和电压的结果图。从图2可以看出：4#电池的电流为0.515A，明显小于其它各节电池的电流值（2A左右）；4#电池的内阻为595.925mΩ，远远大于其它各节电池的内阻（14mΩ左右）。同时，该16节电池的内阻和电流对比，如表1。
表1 16节电池的内阻和养护电流对比
Figure 972531DEST_PATH_IMAGE001
从表1可以看出16节电池的内阻及电流数据，4#单体电池与其它各节单体电池有明显差异。65AH电池标准内阻为5.8 mΩ （注：不同电池标准内阻有公布数据）。本实施例中4#电池的内阻为其标准内阻的102倍（595 mΩ/5.8 mΩ），该节电池内阻大于标准值的20倍阀值，判为开路。
对比例
用现有电池电压巡检仪对实施例1中的蓄电池组进行检测，只检测到每节单体电池的电压，即使蓄电池组中某节电池开路，检测到的电压也会在正常范围内。故现有检测技术无法甄别电池组中开路单体。要甄别开路单体电池只有把电池组从充电器上脱开接到放电核容设备上进行放电测试，放电时没有放电电流且电池电压为零的单体就是开路单体。放电核容测试工作量大且测试结果只能表明当下是否有开路单体，数据是不连续的。
本发明甄别方法无须对单体电池进行放电核容测试，在线甄别开路单体，数据是连续的，开路故障发生的时间节点可视化，为主动维护处理故障提供数据支持。

Claims (2)

1.一种电池组中开路电池在线甄别方法，其特征在于，该甄别方法为：脉冲电源分时接到电池组中的每节单体电池上，当脉冲电源接到某节单体电池上时，分三个时序对该节单体电池进行检测：
第一时序，不向该节单体电池加载脉冲电源，检测该单体电池的静态电压Vj；
第二时序，给该节单体电池加载脉冲电源，检测该节单体电池的动态电压Vd；
第三时序，检测电流值I0；
然后，按公式Ri=(Vd-Vj)/I0计算该节单体电池的内阻Ri；若Ri大于单体电池标准内阻的4四倍，则该单体电池为电池劣化严重，若Ri大于单体电池标准内阻的20倍，则该单体电池判为电池开路。
2.如权利要求1所述的电池组中开路电池在线甄别方法，其特征在于，该甄别方法具体为：分别取脉冲电源（2）和电压测试装置；将脉冲源（2）和电压测试装置通过线路并联，形成检测电路，该检测电路中电压测试装置与线路相接处形成第一接点S1和第二接点S2；使用时，脉冲电源（2）分时接到单体电池（1）上，此时，第一接点S1与单体电池（1）的正极相连，第二接点S2与单体电池（1）的负极相连，当脉冲电源接到某节单体电池上时，分三个时序对该节单体电池进行检测。
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