CN114509686A - 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 - Google Patents
一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114509686A CN114509686A CN202111614481.1A CN202111614481A CN114509686A CN 114509686 A CN114509686 A CN 114509686A CN 202111614481 A CN202111614481 A CN 202111614481A CN 114509686 A CN114509686 A CN 114509686A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery pack
- battery
- control unit
- main control
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
Abstract
本发明公开了一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其构建电池在线监测系统,并装配于电池组充放电回路上;在电池组充放电回路的充电机侧串联一个电阻校验器,电阻校验器每调节1档,主控单元上的回路连通性参数测试界面在操作下向所有电池传感器发送放电控制指令,主控单元计算该档电阻值对应的涌流能量值,最终得到涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的关系表达式;从充电机侧撤出电阻校验器,利用电池在线监测系统在线测试电池组充放电回路连通性状况,包括测试每节电池的内阻、连接不良的状况、断开的状况;优点是无需增加额外的测量和控制装置,就能实现电池组充放电回路连通性的实时测试,且测试简单、安全、成本低、可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试运行中电池组充放电回路电气连接状况的方法,尤其是涉及一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其在不改变设备工作状态的前提下,能够在线自动监测电池组充放电回路断开(不连接)的状况和电池组充放电回路中连接不良(有连接,但接触电阻过大)的状况。
背景技术
在对供电可靠性要求极高的场所,如电力变电站、通信基站、轨道交通控制站、数据中心机房,以及医院、化工等领域,往往采用直流电源系统或UPS(UninterruptiblePower System,不间断电源)/EPS(Emergency Power Supply,紧急电力供给)系统供电,并以电池组(或称为蓄电池组)作为后备电源,一旦交流电源失电,电池组立即输出电流,为设备提供电源,保障设备持续工作。
直流电源系统中的电池组通常由多节电池(或称为蓄电池)串联成组,直流充电机到电池组的整个回路即电池组充放电回路如图2所示,其包含充电断路器、保护熔断器、充电输出开关、连接电缆、电池,以及电池与电池之间的连接条,在电池组的设计使用寿命内,几乎不会对整个回路的连接情况进行检查,而且人工也不易检查。正常情况下,电池组处于浮充电状态,很难发现电池的个别劣化及老化、连接头松动、腐蚀导致的电池组虚接或“假开路”现象。当交流断电需要电池组对外输出电能时,如果某节电池的内阻增大或两节电池间的连接条松动导致接触电阻增大,则将导致电池组出力严重不足,甚至在大电流的冲击下直接开路,导致直流电源系统全面失电或UPS/EPS系统无输出,危及电源系统及设备安全;而且,对于故障电池及连接条不良处,通过大电流后会发生温度的快速升高,温度升高的同时连接特性恶化,导致热量聚集,温度急剧上升到一定程度时,就会引起电池端子发热、融化,导致电池外壳材料炭化,甚至有爆炸起火而引发事故,造成更大经济损失、人身安全伤亡。
考虑到电池组的重要性,在电池组上装配了电池在线监测系统,对电池组的运行性能进行监视和故障告警。目前,电池在线监测系统的常用的结构如图1所示,其包括:
电池传感器,其能实时测量电池的电压、内阻,其中内阻测量采用瞬间放电法或脉冲放电法;
电压传感器,其用于测量直流母线的电压、电池组的电压;
电流传感器,其用于测量电池组充放电回路的电流;
主控单元,其用于采集电池传感器、电压传感器、电流传感器的数据和发送控制指令,进行数据计算,识别电池故障等功能。
电池组充放电回路连通性状况包括两方面,一方面是电池组充放电回路断开(不连接),另一方面是连接不良(有连接,但接触电阻过大)。其中,连接不良是通过回路阻抗的指标来反映的,回路阻抗包括电池内阻、所有连接电缆和连接条的电阻,以及断路器、熔断器和隔离开关的接触电阻及连接条与电池极柱的接触电阻。电池内阻的在线测试技术成熟,已经广泛应用,而测试电池组充放电回路连通性的方法,目前主要有以下几种:
(1)内阻测试方法:在电池组测试内阻时,包含连接条电阻的测试,这样基本上能反映从电池组首端到末端的阻抗,但是对电池组以外的连接及接触电阻无法反映。
(2)充电机电压调节法:通过连接直流监控主机,远程调节充电机的输出电压,检测电池组的电压变化以及电池组充放电回路的电流大小和方向,用来判断电池组是否脱离直流母线,但是不能反映整个回路中的连接不良情况。
(3)采用回路电阻测试装置:在电池组充放电回路上并联测试装置,定期对整个电池组进行短时放电,测量电压和电流变化,计算出回路电阻,准确度较好,要求测试装置的安装地点靠近充电机侧,能计算整个回路,但是成本高,需要在高电压、较大电流条件下放电,需设计复杂的控制电路,从而增加了电池组充放电回路的复杂性,对于电池组安全运行有影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其无需增加额外的测量装置和控制装置,就能够实现电池组充放电回路连通性的实时测试,且测试简单、安全、成本低、可靠性高。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:构建一个采用分布式测量结构的电池在线监测系统:电池在线监测系统包括为电池组中的每节电池配置的用于测量该节电池的电压和内阻的电池传感器、用于测量电池组的电压和充电机的电压的电压传感器、用于测量电池组充放电回路中的电流的电流传感器,以及用于读取充电机的电压、电池组的电压、电池组充放电回路中的电流、每节电池的电压和内阻,并对读取的数据进行计算以实现电池组运行管理功能的主控单元,电池传感器的放电电路的放电电流的幅值为电池额定容量的0.1倍,电压传感器的测量精度不低于0.5%,电流传感器的测量精度不低于1%,主控单元从电压传感器和电流传感器读取数据的采样周期控制为小于或等于10ms,主控单元中开发有能够手动向所有电池传感器发送放电控制指令并能够计算涌流能量值的回路连通性参数测试界面,主控单元中建立有测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的函数模型关系曲线:ΔR=a×exp(-b×w)+c-Δr,电池传感器与主控单元之间采用串口通信或总线通信,电压传感器与主控单元之间采用串口通信,电流传感器与主控单元之间采用串口通信,主控单元还连接有用于显示主控单元读取的数据、计算得到的数据以及告警数据的显示屏;其中,a、b、c均为特征系数,ΔR表示电池组充放电回路的阻抗增加值,w表示涌流能量值,Δr表示电池组中的所有电池的内阻的增量值之和,exp()表示以自然基数e为底的指数函数;
步骤2:在电池组充放电回路上装配电池在线监测系统:每个电池传感器并联连接在电池组充放电回路中的电池组中的一节电池上,电压传感器连接于电池组充放电回路中的直流母线上,电流传感器连接于电池组充放电回路中连接直流母线与电池组的进线线路上;
步骤3:在电池组充放电回路的充电机侧串联一个具有5档电阻值的电阻校验器;当电池组处于浮充电状态时,电阻校验器每调节1档,主控单元上的回路连通性参数测试界面在手动操作下向所有电池传感器发送放电控制指令,主控单元计算该档电阻值对应的涌流能量值;在电阻校验器的5档电阻值调节完成后共得到5个涌流能量值,主控单元根据5个涌流能量值和ΔR=a×exp(-b×w)+c-Δr,计算得到a、b、c各自的最优值,进而得到测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的关系表达式:ΔR=a'×exp(-b'×w)+c'-Δr;其中,a'表示a的最优值,b'表示b的最优值,c'表示c的最优值;
步骤4:从电池组充放电回路的充电机侧撤出电阻校验器;然后利用电池在线监测系统在线测试电池组充放电回路连通性状况,具体为:
1)在线测试电池组充放电回路中的电池组中的每节电池的内阻:当电池组处于浮充电状态时,主控单元向每个电池传感器发送内阻测试控制指令,每个电池传感器接收到内阻测试控制指令后对并联连接的电池短暂直流放电,测量电池的电压变化量和放电电流,主控单元读取每节电池的电压变化量和放电电流后计算得到该节电池的内阻;其中,放电电流的峰值调整为0.08~0.1C10,C10表示电池10小时放电率标称容量值;
2)在线测试电池组充放电回路中连接不良的状况:
2_1)主控单元读取连接不良测试周期;
2_2)当连接不良测试周期到达时,主控单元判断电池组是否处于浮充电状态,如果电池组没有处于浮充电状态,则返回步骤2_1)继续执行;如果电池组处于浮充电状态,则主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令,在电池直流放电一开始电压传感器测量得到充电机的电压Uc、电流传感器测量得到电池组充放电回路中的电流i,主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压Uc和电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流i,计算得到涌流能量值w',w'=∑Uc×i×tc,再执行步骤2_3);其中,Uc表示主控单元读取的电压传感器测量得到的充电机的电压,i表示主控单元读取的电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流,tc表示电池组的电压和电流的采样时间;
2_3)主控单元将w'代入ΔR=a'×exp(-b'×w)+c'-Δr中,计算得到ΔR的值;然后主控单元计算去除电池阻抗的因素后的电池组充放电回路的阻抗增加值,记为ΔRL,ΔRL=ΔR-Δr;
2_4)主控单元根据ΔRL的值判断电池组充放电回路中连接不良的状况,若ΔRL的值超过一定值时,则主控单元判定电池组充放电回路中连接不良,并发出告警;若ΔRL的值未超过一定值时,则返回步骤2_1)继续执行;
3)在线测试电池组充放电回路断开的状况:
3_1)主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压Uc和电池组的电压Ub;
3_2)主控单元判断Uc-Ub的值是否大于设定值,如果Uc-Ub的值小于或等于设定值,则返回步骤3_1)继续执行;如果Uc-Ub的值大于设定值,则主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i1,主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令,在放电0.5s时主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i2,再执行步骤3_3);
3_3)判断|i2-i1|的值是否大于允许测量偏差值,如果是,则主控单元判定电池组充放电回路断开,主控单元发出告警;否则,主控单元判定判定电池组充放电回路未断开,然后返回步骤3_1)继续执行;其中,符号“”为取绝对值符号,允许测量偏差值为电流传感器的最大正负偏差的2倍。
所述的步骤1中,电池传感器与主控单元之间采用串口通信时电池传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接,电池传感器与主控单元之间采用总线通信时电池传感器的通信端口连接到485串行总线上,485串行总线连接到主控单元的485串行通信端口上;电压传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接;电流传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接。
所述的步骤2中,每个电池传感器的正测试线与对应的电池的正极柱连接、每个电池传感器的负测试线与对应的电池的负极柱连接,使每个电池传感器与对应的电池并联连接。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1)其能够在线测试电池组充放电回路中的电池组中的每节电池的内阻,而当电池组中的所有电池同时进行内阻测试时,电池组的电压瞬间跌落,充电机的电压和电池组的电压之间会产生电压差,整个电池组充放电回路会产生快速衰减的涌流,涌流大小与电池组充放电回路的阻抗有关,电池组充放电回路的阻抗越大,涌流大小幅值越小,衰竭越快,在此测试原理前提下能够在线测试电池组充放电回路中连接不良的状况。
2)其无需增加额外的测量装置和控制装置,就能够实现电池组充放电回路连通性的实时测试,且测试简单、安全、成本低、可靠性高。
附图说明
图1为现有的电池在线监测系统的结构示意图;
图2为电池组充放电回路的电路示意图;
图3为在线测试电池组充放电回路中连接不良状况的测试原理电路图;
图4为在线测试电池组充放电回路中连接不良状况的测试流程示意图;
图5为在线测试电池组充放电回路断开状况的测试流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提出的一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其包括以下步骤:
步骤1:构建一个采用分布式测量结构的电池在线监测系统:如图1所示,电池在线监测系统包括为电池组中的每节电池配置的用于测量该节电池的电压和内阻的电池传感器、用于测量电池组的电压和充电机的电压的电压传感器、用于测量电池组充放电回路中的电流的电流传感器,以及用于读取充电机的电压、电池组的电压、电池组充放电回路中的电流、每节电池的电压和内阻,并对读取的数据进行计算以实现电池组运行管理功能的主控单元,电池传感器的放电电路的放电电流的幅值为电池额定容量的0.1倍,电压传感器的测量精度不低于0.5%,电流传感器的测量精度不低于1%,主控单元从电压传感器和电流传感器读取数据的采样周期控制为小于或等于10ms,主控单元中开发有能够手动向所有电池传感器发送放电控制指令并能够计算涌流能量值的回路连通性参数测试界面,主控单元中建立有测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的函数模型关系曲线:ΔR=a×exp(-b×w)+c-Δr,电池传感器与主控单元之间采用串口通信或总线通信,电压传感器与主控单元之间采用串口通信,电流传感器与主控单元之间采用串口通信,主控单元还连接有用于显示主控单元读取的数据、计算得到的数据以及告警数据的显示屏;其中,a、b、c均为特征系数,ΔR表示电池组充放电回路的阻抗增加值,w表示涌流能量值,Δr表示电池组中的所有电池的内阻的增量值之和,exp()表示以自然基数e为底的指数函数,e=2.71…。
在本实施例中,步骤1中,电池传感器与主控单元之间采用串口通信时电池传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接,电池传感器与主控单元之间采用总线通信时电池传感器的通信端口连接到485串行总线上,485串行总线连接到主控单元的485串行通信端口上;电压传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接;电流传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接。
本实施例构建的电池在线监测系统的结构为图1所示的结构,也可以是其它类似的结构,如显示屏和主控单元是一体化的,但基本要素有:为电池组中的每节电池配置的1个电池传感器、能测量充电机出口处电压(直流母线电压)和电池组的电压(电池组进线处电压)的电压传感器、能测量电池组充放电回路中的电流的电流传感器。
在本实施例中,对电池传感器的放电电路进行扩容,增大放电电流的幅值,放电电流的幅值达到0.1倍电池额定容量,主要改动的元件是放电电路中放电用的MOS管,根据应用电池组的容量换成大电流的MOS管,电路板上放电电流经过的途径要增加导流面积,放电电路的其他方面都不需要改动。增大放电电流的幅值,对电池组并无危害,还可以提高电池的内阻的测量精度。
在本实施例中,将主控单元从电压传感器和电流传感器读取数据的速率设计成不低于50ms,可以增加测量涌流时的数据密度,减少计算误差。由于通常采用串口通信传输数据,采样速率(读取数据的速率)提高有限,因此在特别情况下,可单独开发单片机管理的直流电压电流综合传感器,直接采集电压、电流并进行涌流能量值的计算,以获得更快速的采样速率(10ms)周期,获得更高的测量精度。
步骤2:在电池组充放电回路上装配电池在线监测系统:如图1所示,每个电池传感器并联连接在电池组充放电回路中的电池组中的一节电池上,电压传感器连接于电池组充放电回路中的直流母线上,电流传感器连接于电池组充放电回路中连接直流母线与电池组的进线线路上。
在本实施例中,步骤2中,每个电池传感器的正测试线与对应的电池的正极柱连接、每个电池传感器的负测试线与对应的电池的负极柱连接,使每个电池传感器与对应的电池并联连接。
步骤3:在电池组充放电回路的充电机侧串联一个具有5档电阻值的电阻校验器;当电池组处于浮充电状态时,电阻校验器每调节1档,主控单元上的回路连通性参数测试界面在手动操作下向所有电池传感器发送放电控制指令,主控单元计算该档电阻值对应的涌流能量值;在电阻校验器的5档电阻值调节完成后共得到5个涌流能量值,主控单元根据5个涌流能量值和ΔR=a×exp(-b×w)+c-Δr,计算得到a、b、c各自的最优值,进而得到测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的关系表达式:ΔR=a'×exp(-b'×w)+c'-Δr;其中,a'表示a的最优值,b'表示b的最优值,c'表示c的最优值,不同的充电机与电池组的组合,a、b、c各自的最优值有不同的值,需要通过实验测定。
步骤4:从电池组充放电回路的充电机侧撤出电阻校验器;然后利用电池在线监测系统在线测试电池组充放电回路连通性状况,具体为:
1)在线测试电池组充放电回路中的电池组中的每节电池的内阻:当电池组处于浮充电状态时,主控单元向每个电池传感器发送内阻测试控制指令,每个电池传感器接收到内阻测试控制指令后对并联连接的电池短暂直流放电,测量电池的电压变化量和放电电流,主控单元读取每节电池的电压变化量和放电电流后计算得到该节电池的内阻;其中,放电电流的峰值调整为0.08~0.1C10,C10表示电池10小时放电率标称容量值;在此,对电池短暂直流放电采用瞬间直流放电法或直流脉冲放电法。
2)在线测试电池组充放电回路中连接不良的状况,流程如图4所示:测试原理电路如图3所示,当电池组处于浮充电状态时,当电池组中的所有电池同时进行内阻测试时,电池组的电压瞬间跌落,充电机的电压和电池组的电压之间会产生电压差,整个电池组充放电回路会产生快速衰减的涌流,涌流大小与电池组充放电回路的阻抗有关,电池组充放电回路的阻抗越大,涌流大小幅值越小,衰竭越快。
2_1)主控单元读取连接不良测试周期;连接不良测试是定周期的,一般可设定为每月1次。
2_2)当连接不良测试周期到达时,主控单元判断电池组是否处于浮充电状态,如果电池组没有处于浮充电状态,则返回步骤2_1)继续执行;如果电池组处于浮充电状态,则主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令,在电池直流放电一开始电压传感器测量得到充电机的电压Uc、电流传感器测量得到电池组充放电回路中的电流i,主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压Uc和电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流i,计算得到涌流能量值w',w'=∑Uc×i×tc,再执行步骤2_3);其中,Uc表示主控单元读取的电压传感器测量得到的充电机的电压,i表示主控单元读取的电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流,tc表示电池组的电压和电流的采样时间。
2_3)主控单元将w'代入ΔR=a'×exp(-b'×w)+c'-Δr中,计算得到ΔR的值;然后主控单元计算去除电池阻抗的因素后的电池组充放电回路的阻抗增加值,记为ΔRL,ΔRL=ΔR-Δr。
2_4)主控单元根据ΔRL的值判断电池组充放电回路中连接不良的状况,若ΔRL的值超过一定值时,则主控单元判定电池组充放电回路中连接不良,并发出告警;若ΔRL的值未超过一定值时,则返回步骤2_1)继续执行;在此,一定值是通过多次实验可以确定的经验值。
3)在线测试电池组充放电回路断开的状况,流程如图5所示:
电池组长期处于浮充电状态,浮充电电流很小,而放电电流很大,一般配置了大量程的直流电流传感器,电池组的浮充电电流大小基本上在电流传感器的测量误差范围内,而且电池组的浮充电电流越小,说明电池自放电小,电池组性能好,所以浮充电状态下,不能通过电流测量来识别电池组是否与直流母线即充电母线断开。当发生电池组充放电回路断开时,电路不通,电池组因为得不到电量补充,电池组电压会逐步降低,直流母线的电压和电池组的电压会产生差值。
检测到直流母线的电压和电池组的电压产生差值时,所有电池传感器同时产生1个放电脉冲,电池组的电压瞬间产生电压跌落,如果电池组连接在直流母线上,则充电机会瞬间产生大的电流涌流,电池组充放电回路上的电流变化可被测量到,这说明电池组是连接在直流母线上,直流母线的电压和电池组的电压产生差值是由其他因素引起的;如果电池组与直流母线断开,则充电机不会有反应,电池组充放电回路上的电流没变化。
3_1)主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压Uc和电池组的电压Ub。
3_2)主控单元判断Uc-Ub的值是否大于设定值,如果Uc-Ub的值小于或等于设定值,则返回步骤3_1)继续执行;如果Uc-Ub的值大于设定值,则主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i1,主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令,在放电0.5s时主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i2,再执行步骤3_3);在此,设定值为通过实验确定。
3_3)判断|i2-i1|的值是否大于允许测量偏差值,如果是,则主控单元判定电池组充放电回路断开,主控单元发出告警;否则,主控单元判定判定电池组充放电回路未断开,然后返回步骤3_1)继续执行;其中,符号“”为取绝对值符号,允许测量偏差值为电流传感器的最大正负偏差的2倍。
利用本发明方法能够得到电池组中的每节电池的内阻,测试连接不良的状况,测试断开的状况。
Claims (3)
1.一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:构建一个采用分布式测量结构的电池在线监测系统:电池在线监测系统包括为电池组中的每节电池配置的用于测量该节电池的电压和内阻的电池传感器、用于测量电池组的电压和充电机的电压的电压传感器、用于测量电池组充放电回路中的电流的电流传感器,以及用于读取充电机的电压、电池组的电压、电池组充放电回路中的电流、每节电池的电压和内阻,并对读取的数据进行计算以实现电池组运行管理功能的主控单元,电池传感器的放电电路的放电电流的幅值为电池额定容量的0.1倍,电压传感器的测量精度不低于0.5%,电流传感器的测量精度不低于1%,主控单元从电压传感器和电流传感器读取数据的采样周期控制为小于或等于10ms,主控单元中开发有能够手动向所有电池传感器发送放电控制指令并能够计算涌流能量值的回路连通性参数测试界面,主控单元中建立有测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的函数模型关系曲线:ΔR=a×exp(-b×w)+c-Δr,电池传感器与主控单元之间采用串口通信或总线通信,电压传感器与主控单元之间采用串口通信,电流传感器与主控单元之间采用串口通信,主控单元还连接有用于显示主控单元读取的数据、计算得到的数据以及告警数据的显示屏;其中,a、b、c均为特征系数,ΔR表示电池组充放电回路的阻抗增加值,w表示涌流能量值,Δr表示电池组中的所有电池的内阻的增量值之和,exp()表示以自然基数e为底的指数函数;
步骤2:在电池组充放电回路上装配电池在线监测系统:每个电池传感器并联连接在电池组充放电回路中的电池组中的一节电池上,电压传感器连接于电池组充放电回路中的直流母线上,电流传感器连接于电池组充放电回路中连接直流母线与电池组的进线线路上;
步骤3:在电池组充放电回路的充电机侧串联一个具有5档电阻值的电阻校验器;当电池组处于浮充电状态时,电阻校验器每调节1档,主控单元上的回路连通性参数测试界面在手动操作下向所有电池传感器发送放电控制指令,主控单元计算该档电阻值对应的涌流能量值;在电阻校验器的5档电阻值调节完成后共得到5个涌流能量值,主控单元根据5个涌流能量值和ΔR=a×exp(-b×w)+c-Δr,计算得到a、b、c各自的最优值,进而得到测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的关系表达式:ΔR=a'×exp(-b'×w)+c'-Δr;其中,a'表示a的最优值,b'表示b的最优值,c'表示c的最优值;
步骤4:从电池组充放电回路的充电机侧撤出电阻校验器;然后利用电池在线监测系统在线测试电池组充放电回路连通性状况,具体为:
1)在线测试电池组充放电回路中的电池组中的每节电池的内阻:当电池组处于浮充电状态时,主控单元向每个电池传感器发送内阻测试控制指令,每个电池传感器接收到内阻测试控制指令后对并联连接的电池短暂直流放电,测量电池的电压变化量和放电电流,主控单元读取每节电池的电压变化量和放电电流后计算得到该节电池的内阻;其中,放电电流的峰值调整为0.08~0.1C10,C10表示电池10小时放电率标称容量值;
2)在线测试电池组充放电回路中连接不良的状况:
2_1)主控单元读取连接不良测试周期;
2_2)当连接不良测试周期到达时,主控单元判断电池组是否处于浮充电状态,如果电池组没有处于浮充电状态,则返回步骤2_1)继续执行;如果电池组处于浮充电状态,则主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令,在电池直流放电一开始电压传感器测量得到充电机的电压Uc、电流传感器测量得到电池组充放电回路中的电流i,主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压Uc和电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流i,计算得到涌流能量值w',w'=∑Uc×i×tc,再执行步骤2_3);其中,Uc表示主控单元读取的电压传感器测量得到的充电机的电压,i表示主控单元读取的电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流,tc表示电池组的电压和电流的采样时间;
2_3)主控单元将w'代入ΔR=a'×exp(-b'×w)+c'-Δr中,计算得到ΔR的值;然后主控单元计算去除电池阻抗的因素后的电池组充放电回路的阻抗增加值,记为ΔRL,ΔRL=ΔR-Δr;
2_4)主控单元根据ΔRL的值判断电池组充放电回路中连接不良的状况,若ΔRL的值超过一定值时,则主控单元判定电池组充放电回路中连接不良,并发出告警;若ΔRL的值未超过一定值时,则返回步骤2_1)继续执行;
3)在线测试电池组充放电回路断开的状况:
3_1)主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压Uc和电池组的电压Ub;
3_2)主控单元判断Uc-Ub的值是否大于设定值,如果Uc-Ub的值小于或等于设定值,则返回步骤3_1)继续执行;如果Uc-Ub的值大于设定值,则主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i1,主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令,在放电0.5s时主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i2,再执行步骤3_3);
3_3)判断|i2-i1|的值是否大于允许测量偏差值,如果是,则主控单元判定电池组充放电回路断开,主控单元发出告警;否则,主控单元判定判定电池组充放电回路未断开,然后返回步骤3_1)继续执行;其中,符号“”为取绝对值符号,允许测量偏差值为电流传感器的最大正负偏差的2倍。
2.根据权利要求1所述的一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其特征在于所述的步骤1中,电池传感器与主控单元之间采用串口通信时电池传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接,电池传感器与主控单元之间采用总线通信时电池传感器的通信端口连接到485串行总线上,485串行总线连接到主控单元的485串行通信端口上;电压传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接;电流传感器的通信端口与主控单元的485串行通信端口连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池组充放电回路连通性在线测试方法,其特征在于所述的步骤2中,每个电池传感器的正测试线与对应的电池的正极柱连接、每个电池传感器的负测试线与对应的电池的负极柱连接,使每个电池传感器与对应的电池并联连接。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111614481.1A CN114509686A (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 |
CN202210597438.7A CN115047362A (zh) | 2021-12-27 | 2022-05-30 | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111614481.1A CN114509686A (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114509686A true CN114509686A (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=81548832
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111614481.1A Withdrawn CN114509686A (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 |
CN202210597438.7A Withdrawn CN115047362A (zh) | 2021-12-27 | 2022-05-30 | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210597438.7A Withdrawn CN115047362A (zh) | 2021-12-27 | 2022-05-30 | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN114509686A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115793624A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-14 | 成都菁蓉联创科技有限公司 | 一种应用于数据采集卡的测试板卡和数据测试方法 |
-
2021
- 2021-12-27 CN CN202111614481.1A patent/CN114509686A/zh not_active Withdrawn
-
2022
- 2022-05-30 CN CN202210597438.7A patent/CN115047362A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115793624A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-14 | 成都菁蓉联创科技有限公司 | 一种应用于数据采集卡的测试板卡和数据测试方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115047362A (zh) | 2022-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114389336B (zh) | 一种锂电池储能系统的动态管控系统 | |
CN1130789C (zh) | 可再充电蓄电池系统用的模拟高电池温度的装置 | |
EP3295192A1 (en) | System and method for monitoring a dc power system | |
CN212031650U (zh) | 一种多通道直流绝缘电阻检测保护电路 | |
CN111722155B (zh) | 一种电缆接头故障监测系统及监测方法 | |
CN108199449A (zh) | 锂电池组充放电管理系统 | |
CN111864889B (zh) | 铅酸蓄电池组开路保护不间断应急供电系统及供电方法 | |
CN111337804A (zh) | 一种多通道直流绝缘电阻检测保护电路及保护方法 | |
CN106602689B (zh) | 一种防止直流电源母线失压的系统及其运行方法 | |
CN114509686A (zh) | 一种电池组充放电回路连通性在线测试方法 | |
CN105259509B (zh) | 一种在线式测量蓄电池之间连接电缆阻值的装置及方法 | |
CN110837053B (zh) | 蓄电池组回路电阻监测装置及方法 | |
CN115877228B (zh) | 一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法和系统 | |
CN109669062A (zh) | 一种自动检测螺栓松紧测试系统 | |
CN111384751A (zh) | 一种锂电池组充放电管理系统 | |
CN116526653A (zh) | 便携式并联应急电源装置、监控系统及应急在线核容方法 | |
CN216563283U (zh) | 一种蓄电池在线自维护系统 | |
CN110988710A (zh) | 蓄电池有效性在线判别装置及检验方法 | |
CN116227831A (zh) | 一种充电运行安全评价及作用方法 | |
CN112769193A (zh) | 一种蓄电池组容量在线防护系统及其在线防护方法 | |
CN111880105A (zh) | 一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统及其隔离方法 | |
CN211826401U (zh) | 一种基于在线放电法测内阻的蓄电池在线监测装置 | |
CN111313493A (zh) | 一种自愈式直流电源保护装置 | |
CN212627218U (zh) | 一种电池管理电路 | |
CN205193245U (zh) | 一种在线式测量蓄电池之间连接电缆阻值的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220517 |