CN115200464A - 一种蓄电池鼓包监测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种蓄电池鼓包监测系统，该系统包括电阻应变片，紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，用于将单体蓄电池表面的形变量转化成电信号；信息采集模块，电连接于电阻应变片，用于接收电阻应变片的电信号并输出信号；汇集单元，通讯连接于信息采集模块，用于实时获取信息采集模块的输出信号以判断蓄电池的鼓包情况；后台控制中心，通讯连接于汇集单元，用于实时获取汇集单元的输出信号，并在蓄电池的鼓包情况满足预设条件时自动告警。本申请能够实现对蓄电池组在使用过程中蓄电池鼓包情况的实时监控和预警。
Description
技术领域
本申请涉及电池监测技术领域，尤其涉及一种蓄电池鼓包监测系统。
背景技术
铅酸蓄电池作为储能备电系统中核心部分被广泛应用于通讯、电力、银行等领域的备电系统中；机房中的蓄电池组是由若干个单体电池串联组成，在线运行中由于长期浮充，各电池单体存在差异化导致充电不匀，其中一些电池单体容易出现鼓包、破裂，由于缺乏有效的实时监测手段未能及时采取相应的措施，导致电池性能急剧恶化引起整组电池无法备电甚至引发火灾等安全事故。
目前，多数通过定期在线监测单体电池的内阻数据的方式来判断蓄电池的鼓包情况，但蓄电池鼓包异常并不能及时从内阻的数据上反映出来，从而导致蓄电池鼓包时，无法及时采取有效的措施，从而造成安全隐患。
发明内容
为此，本申请的实施例提供了一种蓄电池鼓包监测系统、方法、电子设备及存储介质，实现了对蓄电池组在使用过程中蓄电池鼓包情况的实时监控和预警。
第一方面，本申请提供一种蓄电池鼓包监测系统。
本申请是通过以下技术方案得以实现的：
一种蓄电池鼓包监测系统，所述系统包括：
电阻应变片，紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，用于将单体蓄电池表面的形变量转化成电信号；
信息采集模块，电连接于所述电阻应变片，用于接收所述电阻应变片的电信号并输出信号；
汇集单元，通讯连接于所述信息采集模块，用于实时获取所述信息采集模块的输出信号以判断蓄电池的鼓包情况；
后台控制中心，通讯连接于所述汇集单元，用于实时获取所述汇集单元的输出信号，并在蓄电池的鼓包情况满足预设条件时自动告警。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述电阻应变片为丝绕式电阻应变片、箔式电阻应变片或金属薄膜电阻应变片。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，每个单体蓄电池上设置至少四片所述电阻应变片，单体蓄电池的四个侧面上各至少安装一片电阻应变片。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，每个单体蓄电池上设置至少五片所述电阻应变片，单体蓄电池的四个侧面和顶面上至少各安装一片电阻应变片。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，每个单体蓄电池上设置至少六片所述电阻应变片，单体蓄电池的每个表面至少设置一片电阻应变片。
第二方面，本申请提供一种蓄电池鼓包监测方法。
本申请是通过以下技术方案得以实现的：
一种蓄电池鼓包监测方法，所述方法包括：
将电阻应变片紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，且位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，当单体蓄电池的表面发生形变时，电阻应变片将形变量转换为电信号输出；
采用信息采集模块实时采集所述电阻应变片输出的电信号，实时监测单体蓄电池的鼓包形变量；
基于汇集单元汇集所述信息采集模块的输出信号以判断单体蓄电池组的鼓包情况并上传；
通过后台控制中心实时获取所述汇集单元的输出信号，显示蓄电池组的鼓包数据，并在鼓包情况满足预设条件时自动告警。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，预先对各蓄电池组中的各单体铅酸蓄电池进行地址编号；
当蓄电池组中的任一单体蓄电池出现鼓包时，所述汇集单元通过所述信息采集模块采集该单体蓄电池的地址编号信息，并将所述地址编号信息发送至所述后台控制中心。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述基于汇集单元汇集所述信息采集模块的输出信号以判断单体蓄电池组的鼓包情况并上传的步骤包括：
预设阈值，将所述信息采集模块的输出信号与所述阈值进行比较；
若输出信号小于所述阈值，则将所述输出信号与预设的鼓包表进行比较，其中，所述鼓包表包括若干鼓包范围值及对应的鼓包等级；
当所述输出信号位于某一鼓包范围值内，则获取与所述鼓包范围值对应的鼓包等级，并输出与所述鼓包等级对应的告警信号。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述后台控制中心自动告警的同时，还包括以下步骤：
当满足第一预设条件时，减小对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流，且鼓包程度越严重，充电电流的比例越大。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，还包括以下步骤：
当满足第一预设条件时，后台控制中心输出减小对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流的信号时，满足以下控制关系式：
I(x)＝x*u/k+c，式中，I为控制信号，x为鼓包的单体蓄电池表征的形变值，k为常数，且鼓包程度越严重，对应的k的值越小；u为鼓包的单体蓄电池的电压，c为调节误差常数。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述后台控制中心自动告警的同时，还包括以下步骤：
当满足第二预设条件时，降低对应的蓄电池组的充电截止时的电压，且鼓包程度越严重，充电截止时的电压降低的比例越大。
在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，
还包括以下步骤：
当满足第二预设条件时，后台控制中心输出降低对应的蓄电池组的充电截止时的电压的信号时，满足以下控制关系式：
U(x)＝x*i*b-n，式中，U为控制信号，x为鼓包的单体蓄电池表征的形变值，b为常数，且鼓包程度越严重，对应的b的值越大；i为鼓包的单体蓄电池的电流，n为调节误差常数。
第三方面，本申请提供一种蓄电池鼓包监测设备。
本申请是通过以下技术方案得以实现的：
一种蓄电池鼓包监测设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一种蓄电池鼓包监测方法的步骤。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质。
本申请是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种蓄电池鼓包监测方法的步骤。
综上所述，与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
采用电阻应变片紧贴在单体蓄电池壳体的表面，当单体蓄电池表面出现形变时，电阻应变片将单体蓄电池的形变量转化成电信号传输至信息采集模块，信息采集模块汇集蓄电池每个表面的形变量上传至汇集单元，汇集单元进一步将鼓包形变数据传输至后台控制中心，进行存储、实时显示，对鼓包情况进行告警，提醒维护人员进行查看和检修，实现了对蓄电池组在使用过程中的蓄电池鼓包程度进行实时监控、预警，实时掌握蓄电池的鼓包情况，避免出现鼓包的电池继续使用造成蓄电池的性能急剧恶化，导致不可控的用电安全、设备安全和财产损失。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种蓄电池组鼓包监测系统的结构示意图；
图2为本申请又一实施例提供的一种蓄电池组鼓包监测系统的电阻应变片安装示意图；
图3为本申请另一实施例提供的一种蓄电池组鼓包监测方法的流程示意图。
附图标记：
1-单体蓄电池，2-信息采集模块，3-电阻应变片。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
另外，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，应理解，“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
需要进行说明的是，蓄电池在使用过程中，若充电电流过大，导致蓄电池正极极板上的氧气O2析出过快，而来不及在负极极板上复合，同时蓄电池体内的温度上升也变快，此时若安全阀开阀压力过高或者安全阀出现阻塞，蓄电池壳体内的气体得不到及时排放，压力达到一定时，会使蓄电池的壳体出现鼓包变形。蓄电池在使用过程中发生鼓包是常见的事，鼓包对蓄电池的使用影响很大，一旦电池出现鼓包，电池的性能会急剧恶化；同时蓄电池组在实际应用中，多是很多单体蓄电池串联在一起使用，一旦某一单体蓄电池出现鼓包，会对其他的单体蓄电池造成积压，影响其他电池正常使用，严重的情况甚至会造成爆炸危险。因此在蓄电池使用过程中需要监测电池有无鼓包现象，如果发现蓄电池出现鼓包现象，就应该及时换掉鼓包的电池，以免影响其他的电池的使用，或者影响整个设备的使用。
本申请提供一种蓄电池鼓包监测系统，该系统包括：
电阻应变片3，紧贴于单体蓄电池1的至少两个相邻的侧面，位于相邻侧面的电阻应变片3分别沿横向和纵向设置，用于将单体蓄电池1表面的形变量转化成电信号；
信息采集模块2，电连接于电阻应变片3，用于接收电阻应变片3的电信号并输出信号；
汇集单元，通讯连接于信息采集模块2，用于实时获取信息采集模块2的输出信号以判断蓄电池的鼓包情况；
后台控制中心，通讯连接于汇集单元，用于实时获取汇集单元的输出信号，并在蓄电池的鼓包情况满足预设条件时自动告警。
本实施例中，如图1所示，一种蓄电池鼓包监测系统包括电阻应变片3、信息采集模块2、汇集单元、后台控制中心。
单体蓄电池1为长方形，具有相对且相隔设置的顶面和底面，四个首尾相连的侧面，其中两个与单体蓄电池1的顶面和底面的长边相连的侧面为单体蓄电池1的壳体宽侧面，两个与单体蓄电池1的顶面和底面的短边相连的侧面为单体蓄电池1的壳体窄侧面。
每个单体蓄电池1上设置两片电阻应变片3，将单体蓄电池1的表面清洁干净，将电阻应变片3用胶水或者双面胶紧贴在蓄电池的壳体的两个相邻侧面上，保证电阻应变片3粘附牢固、平整，与蓄电池壳体之间没有气泡。本实施例中，将每个单体蓄电池1设置两片电阻应变片3，其中一片粘贴在单体蓄电池1壳体的其中一个宽侧面上，并且电阻应变片3纵向设置，即电阻应变片3的长边与单体蓄电池1的顶面和底面垂直设置，用于监测因单体蓄电池1沿壳体厚度方向发生的膨胀而带来的电池形变量；另一片粘贴在与该宽侧面相邻的窄侧面上，并且电阻应变片3横向设置，即电阻应变片3的长边与单体蓄电池1的顶面和底面平行设置，用于监测因单体蓄电池1沿壳体长度方向发生的膨胀而带来的电池形变量。
本实施例中，电阻应变片3可以设置在单体蓄电池1表面的电池温度较高区域和/或易发生鼓包区域。
在另一个实施例中，每个单体蓄电池1上设置至少四片电阻应变片3，如每个单体蓄电池1上设置四片电阻应变片3，且分别位于单体蓄电池1的四个侧面上。具体地，电阻应变片3粘贴在单体蓄电池1的四个侧面，其中粘贴在单体蓄电池1的两个宽侧面的两片电阻应变片3均沿纵向设置，即电阻应变片3的长边与单体蓄电池1的顶面和底面垂直设置；粘贴在单体蓄电池1窄侧面的两片电阻应变片3均沿横向设置，即电阻应变片3的长边与单体蓄电池1的顶面和底面平行设置，以更精准地监测单体蓄电池1沿壳体厚度方向发生的膨胀和沿壳体长度方向发生的膨胀。
在另一个实施例中，每个单体蓄电池1上设置至少五片电阻应变片3，如每个单体蓄电池1上设置五片电阻应变片3，单体蓄电池1的四个侧面和顶面上均安装一片电阻应变片3。
如图2所示，在每个单体蓄电池1上设置五片电阻应变片3，单体蓄电池1的四个侧面和顶面上各安装一片电阻应变片3。粘贴在单体蓄电池1的宽侧面上的电阻应变片3沿纵向设置，粘贴在单体蓄电池1的窄侧面上的电阻应变片3沿横向设置。粘贴在单体蓄电池1顶面上的电阻应变片3的长边与窄侧面平行设置，在检测单体蓄电池1沿壳体厚度方向和壳体长度方向发生的膨胀的同时，检测单体蓄电池1的顶面可能发生的膨胀变形。
优选的，每个单体蓄电池1上设置至少六片电阻应变片3，单体蓄电池1的每个表面至少有一片电阻应变片3，位于单体蓄电池1同一表面的两片电阻应变片3间隔设置。例如，每个单体蓄电池1上设置六片电阻应变片3，单体蓄电池1的顶面、底面和四个侧面上都粘贴电阻应变片3，且粘贴在单体蓄电池1窄侧面的电阻应变片3沿横向设置，粘贴在单体蓄电池1宽侧面的电阻应变片3沿纵向设置，可以更加全面和精准地监测单体蓄电池1壳体每个面的形变量，及时监测到单体蓄电池1的鼓包情况，及时发现，及时采取相应处理措施，避免出现更加严重的情况。
当被监测的单体蓄电池1出现鼓包膨胀，壳体发生形变时，粘贴在被监测的单体蓄电池1的壳体表面的电阻应变片3也会跟着外力产生形变，此过程中电阻应变片3的阻值会发生变化，即利用电阻应变片3将单体蓄电池1表面的形变量转化成了电信号，实现实时监测单体蓄电池1的每个表面的鼓包变形量的目的。
电阻应变片3的种类可以为丝绕式电阻应变片、箔式电阻应变片及金属薄膜电阻应变片的任一种，本实施例中不做限定。电阻应变片3将难以采集的单体蓄电池1鼓包形变量转化成电信号传送至信息采集模块2，利于进行后续分析处理。
每个单体蓄电池1上设置一个信息采集模块2，信息采集模块2可采用低功耗微控制器，与电阻应变片3电连接，接收所有电阻应变片3的电信号，输出信号给汇集单元。信息采集模块2经UART通信接口，与汇集单元通过MODBUS/RTU协议通信。
每个单体蓄电池1对应多片电阻应变片3和一个信息采集模块2，一组或多组电池组对应一个汇集单元。
汇集单元的处理器采用ARM Cortex-M4F内核，通过MODBUS/RTU协议与信息采集模块2通讯连接，实时读取信息采集模块2的输出信号，根据输出信号判断蓄电池的鼓包情况。汇集单元还设置有LCD显示屏和声光告警器。汇集单元在对接收的输出信号进行数据解析处理后显示在LCD显示屏上，并通过RS485、4G、5G或LAN网络将电池鼓包形变数据上传给后台控制中心。
后台控制中心实时获取汇集单元的输出信号，负责实时显示、存储、查询和智能分析蓄电池组的鼓包数据，当出现鼓包且在鼓包数据满足预设条件的时候自动告警，并通过短信或电话等方式通知相关维护人员及时处理。
一种蓄电池鼓包监测系统采用电阻应变片3紧贴在单体蓄电池1壳体的表面，电阻应变片3的价格低廉，具有灵敏度高、成本低、安装方便和实用性强的优势；当单体蓄电池1表面出现形变时，电阻应变片3将单体蓄电池1的形变量转化成电信号传输至信息采集模块2，信息采集模块2汇集蓄电池每个表面的形变量上传至汇集单元，汇集单元进一步将鼓包形变数据传输至后台控制中心，进行存储、实时显示，对鼓包情况进行告警，提醒维护人员进行查看和检修，实现了对机房备电蓄电池组使用过程中的蓄电池鼓包程度进行实时监控及预警，实时掌握蓄电池的鼓包情况，避免出现鼓包的电池继续使用造成蓄电池的性能急剧恶化，导致不可控的用电安全、设备安全和财产损失。
上述一种蓄电池鼓包监测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
参照图3，本申请还提供一种蓄电池鼓包监测方法，该监测方法包括：
步骤S1:将电阻应变片紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，且位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，当单体蓄电池的表面发生形变时，电阻应变片将形变量转换为电信号输出；
每个单体蓄电池1上至少包括两片电阻应变片3，例如，两片电阻应变片3都与信息采集模块2电连接，并用胶水或者双面胶粘贴在单体蓄电池1的壳体表面，保证电阻应变片3粘贴牢固和平整。分别粘贴在单体蓄电池1壳体的相邻两个侧面上，具体的位于壳体宽侧面和相邻的窄侧面各粘贴一个电阻应变片3，粘贴在壳体宽侧面的电阻应变片3采用纵向设置，电阻应变片3的长边与单体蓄电池1的顶面和底面垂直设置；粘贴在壳体窄侧面的电阻应变片3采用横向设置，电阻应变片3的长边与单体蓄电池1的顶面和底面平行设置。当单体蓄电池1壳体内因产生气体增多压力过大，导致壳体发生鼓包形变时，粘贴在单体蓄电池1壳体表面的电阻应变片3的电阻值会发生变化，并将形变量转化成电信号输出给信息采集模块2。
步骤S2:采用信息采集模块实时采集所述电阻应变片输出的电信号，实时监测单体蓄电池的鼓包形变量；
每个单体蓄电池1上安装一个信息采集模块2，信息采集模块2与单体蓄电池1上所有的电阻应变片3电连接，实时采集所有电阻应变片3输出的电信号，在线监测电阻应变片3对应的壳体的鼓包形变量。信息采集模块2将采集到的所有电阻应变片3的电信号通过MODBUS/RTU协议通信传输给汇集单元。
步骤S3:基于汇集单元汇集所述信息采集模块的输出信号以判断单体蓄电池组的鼓包情况并上传；
需要进行说明的是，汇集单元可以对多个蓄电池组进行在线监测，每个蓄电池组包括若干个单体蓄电池1。汇集单元处理器采用ARM Cortex-M4F内核，通过MODBUS/RTU协议，实时读取信息采集模块2的输出信号，根据信息采集模块2的输出信号，来判断该单体蓄电池1的鼓包情况。数据解析处理后在LCD显示屏进行显示，并通过RS485、4G、5G或LAN网络将电池鼓包形变数据上传给后台控制中心。
步骤S4:通过后台控制中心实时获取所述汇集单元的输出信号，显示蓄电池组的鼓包数据，并在鼓包情况满足预设条件时自动告警。
具体地，后台控制中心获取汇集单元的输出信号，对蓄电池组内的各个单体蓄电池1的鼓包数据进行显示。同时后台控制中心可以对蓄电池鼓包数据进行存储、查询和智能分析，例如分别统计蓄电池的鼓包数量，鼓包类别和鼓包出现的位置，形成统计数据报告，蓄电池的鼓包统计数据可以用于对蓄电池进行鼓包失效分析的研究。在某一单体蓄电池1出现鼓包情况，并且满足预设条件时，如采集到的蓄电池鼓包数据超过预设阈值时，后台控制中心采用声光报警形式发出自动告警，并通过短信或电话等方式通知管理人员及时处理和检修维护。
本实施例中，通过设置阈值，可以更好地根据实际情况调整一种蓄电池鼓包监测方法的电池鼓包检测灵敏度，有利于针对实际情况设置合适的阈值数值，以及时发现蓄电池的鼓包情况并采取措施。
后台控制中心可以对多个站点内蓄电池组的数据进行管理，其中，每个站点内又包括多个蓄电池组，可以实现远程在线对蓄电池机房内的所有蓄电池进行监测，减轻相关维护人员的工作量。
进一步地，预先对各蓄电池组中的各单体铅酸蓄电池进行地址编号；
当蓄电池组中的任一单体蓄电池1出现鼓包时，汇集单元通过信息采集模块2采集该单体蓄电池1的地址编号信息，并将地址编号信息发送至后台控制中心。
具体地，通过人工预先对每个蓄电池组中的各单体蓄电池1进行地址编号。信息采集模块2采集单体蓄电池1的地址编号信息，地址编号信息与各单体蓄电池1唯一且一一对应。汇集单元可以在读取信息采集模块2的输出信号时，同时获取单体蓄电池1的地址编号。当蓄电池组中的某一单体蓄电池1出现鼓包时，汇集单元可以通过信息采集模块2采集单体蓄电池1的地址编号信息，并将鼓包数据和地址编号信息一起发送至后台控制中心，可以确定该出现鼓包的单体蓄电池1所在的蓄电池组，以及该蓄电池组所在的站点信息，能够快速准确地定位发生鼓包现象的单体蓄电池1的具体位置，及时安排相关人员进行相应处理，避免鼓包蓄电池继续使用引起更加严重的安全隐患。在线定位鼓包蓄电池的位置信息，可以减少人工排查的工作量，提高效率，以及可以避免人工排查出现漏检的情况，实现电池组鼓包在线实时监控和精准定位。
进一步地，汇集单元中预设阈值，将信息采集模块2的输出信号与该阈值进行比较；
若输出信号小于该阈值，则将输出信号与预设的鼓包表进行比较，其中，鼓包表包括若干鼓包范围值及对应的鼓包等级；
当输出信号位于某一鼓包范围值内，则获取与鼓包范围值对应的鼓包等级，并输出与鼓包等级对应的告警信号。
需要进行说明的是，所述阈值是经过多次测验确定的单体蓄电池1壳体出现形变量时的信息采集模块2输出的电压值。汇集单元中还包含预先设置的鼓包表，鼓包表中包含第一鼓包范围值，第二鼓包范围值，第三鼓包范围值，第一鼓包范围值小于第二鼓包范围值，第二鼓包范围值小于第三鼓包范围值，其中第一鼓包范围值对应轻微鼓包，第二鼓包范围值对应中等鼓包，第三鼓包范围值对应严重鼓包。鼓包值代表电阻变化值，鼓包值越大则鼓包程度越严重。
当汇集单元接收到单体蓄电池1的信息采集模块2的输出信号，将该输出信号与预设出现鼓包的阈值进行对比，若该输出信号小于该阈值，则可以判定该单体蓄电池1出现鼓包情况。进一步，将输出信号与汇集单元中的预设的鼓包表进行对比，判断输出信号位于鼓包表中的哪一鼓包范围值，获取与该鼓包范围值对应的鼓包等级，汇集单元输出与该鼓包等级对应的告警信号。具体地，当该输出信号属于第一鼓包范围值，则判定该单体蓄电池1出现轻微鼓包，汇集单元输出轻微鼓包的告警信号，同时通知相关维护人员需要对鼓包电池进行检查；当该输出信号属于第二鼓包范围值，则判定该单体蓄电池1出现中等鼓包，汇集单元输出中等鼓包的告警信号，此时通知相关维护人员及时对鼓包电池进行检修；当该输出信号属于第三鼓包范围值，则判定该单体蓄电池1出现严重鼓包，汇集单元输出严重鼓包的告警信号，此时通过短信或电话形式通过维护人员应立即对出现严重鼓包的电池进行处理和更换。将鼓包情况划分为不同的鼓包等级，并输出与该鼓包等级相应的告警信号，可以在线掌握出现鼓包的单体蓄电池1的鼓包严重程度。
当有多个蓄电池出现鼓包情况时，相关维护人员可以根据不同单体蓄电池1的鼓包等级，优先处理出现严重鼓包的蓄电池，针对不同鼓包等级的蓄电池预先做好不同的准备工作，以便采取不同的处理措施。
进一步地，所述后台控制中心自动告警的同时，还包括以下步骤：
当满足第一预设条件时，后台控制中心输出减小对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流的信号，且鼓包程度越严重，对应充电电流减小的比例越大。
当满足第二预设条件时，后台控制中心输出降低对应的蓄电池组的充电截止时的电压的信号，且鼓包程度越严重，对应充电截止时的电压降低的的比例越大。
其中，后台控制中心可以与充电设备联动，通过后台控制中心将控制信号传输给充电设备，自动控制充电设备对充电电流或充电截止电压进行调节，比例的设置可以通过人为经验设置。第一预设条件可以为蓄电池的鼓包程度为轻微鼓包。第二预设条件可以为蓄电池的鼓包程度为严重鼓包。当然，第一预设条件和第二预设条件也可以设置为相同。
例如，当蓄电池的鼓包程度为轻微时，后台控制中心输出减小充电电流及充电截止电压的信号给充电设备，控制充电设备将电池恒流充电阶段的充电电流减小到正常充电电流的95％，同时将充电截止时的电池电压降低至正常充电截止电压的90％，以减小鼓包的蓄电池在充电阶段发生事故的危害；当蓄电池的鼓包程度为中等时，后台控制中心自动控制充电设备将电池恒流充电阶段的充电电流进一步减小到正常充电电流的65％，同时将充电截止时的电池电压降低至正常充电截止电压的60％，以减小鼓包的蓄电池在充电阶段发生事故的危害；当蓄电池的鼓包程度为严重时，即会导致危害安全使用时，此时直接提示相关维护人员及时更换蓄电池，在保证蓄电池使用安全性的同时，减轻相关维护人员的工作量。
进一步地，当满足第一预设条件时，后台控制中心输出减小对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流的信号时，满足以下控制关系式：
I(x)＝x*u/k+c，式中，I为控制信号，x为鼓包的单体蓄电池表征的形变值，k为常数，且鼓包程度越严重，对应的k的值越小；u为鼓包的单体蓄电池的电压，c为调节误差常数。
通过上述控制关系式，后台控制中心能够根据蓄电池的鼓包程度精确调节对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流，以减小鼓包的蓄电池在充电阶段发生事故的危害，设计更安全。
进一步地，当满足第二预设条件时，后台控制中心输出降低对应的蓄电池组的充电截止时的电压的信号时，满足以下控制关系式：
U(x)＝x*i*b-n，式中，U为控制信号，x为鼓包的单体蓄电池表征的形变值，b为常数，且鼓包程度越严重，对应的b的值越大；i为鼓包的单体蓄电池的电流，n为调节误差常数。
通过上述控制关系式，后台控制中心能够根据蓄电池的鼓包程度精确调节对应的蓄电池组的充电截止时的电压，减小鼓包的蓄电池在充电阶段发生事故的危害，进一步保证蓄电池的使用安全性。
综上，一种蓄电池鼓包监测方法的有益效果为：
当单体蓄电池1的壳体发生形变时，粘贴在单体蓄电池1壳体表面的电阻应变片3将形变量转换为电信号输出给信息采集模块2，信息采集模块2采集电阻应变片3输出的电信号通过通讯传输给汇集单元，汇集单元将信息采集模块2的输出信号与预设出现鼓包情况的阈值进行对比，判断该单体蓄电池1的鼓包情况，并通过与鼓包表对比获取该单体蓄电池1的鼓包等级，汇集单元输出该蓄电池的鼓包数据、相应鼓包等级的告警信号和地址编号信息通过通讯传输给后台控制中心，后台控制中心对蓄电池的鼓包数据进行实时显示、存储、查询和智能分析，在某一单体蓄电池1出现鼓包情况，并且满足预设条件时，后台控制中心发出自动告警，并通过短信或电话等方式通知维护人员及时处理，实现对鼓包电池进行远程在线监控和精准定位的目的。
应理解，上述实施例中各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一个实施例中，提供了一种蓄电池鼓包监测设备，该蓄电池鼓包监测设备可以是服务器。该蓄电池鼓包监测设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该蓄电池鼓包监测设备的处理器用于提供计算和控制能力。该蓄电池鼓包监测设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述任意一种蓄电池鼓包监测方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
步骤S1:将电阻应变片紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，且位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，当单体蓄电池的表面发生形变时，电阻应变片将形变量转换为电信号输出；
步骤S2:采用信息采集模块实时采集所述电阻应变片输出的电信号，实时监测单体蓄电池1的鼓包形变量；
步骤S3:基于汇集单元汇集所述信息采集模块的输出信号以判断单体蓄电池组的鼓包情况并上传；
步骤S4:通过后台控制中心实时获取所述汇集单元的输出信号，显示蓄电池组的鼓包数据，并在鼓包情况满足预设条件时自动告警。
本领域普通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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将本申请所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
Claims (14)
1.一种蓄电池鼓包监测系统，其特征在于，所述系统包括：
电阻应变片，紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，用于将单体蓄电池表面的形变量转化成电信号；
信息采集模块，电连接于所述电阻应变片，用于接收所述电阻应变片的电信号并输出信号；
汇集单元，通讯连接于所述信息采集模块，用于实时获取所述信息采集模块的输出信号以判断蓄电池的鼓包情况；
后台控制中心，通讯连接于所述汇集单元，用于实时获取所述汇集单元的输出信号，并在蓄电池的鼓包情况满足预设条件时自动告警。
2.根据权利要求1所述的蓄电池鼓包监测系统，其特征在于，还包括：
所述电阻应变片为丝绕式电阻应变片、箔式电阻应变片或金属薄膜电阻应变片。
3.根据权利要求1所述的蓄电池鼓包监测系统，其特征在于，还包括：
每个单体蓄电池上设置至少四片所述电阻应变片，单体蓄电池的四个侧面上各至少安装一片电阻应变片。
4.根据权利要求1所述的蓄电池鼓包监测系统，其特征在于，还包括：
每个单体蓄电池上设置至少五片所述电阻应变片，单体蓄电池的四个侧面和顶面上至少各安装一片电阻应变片。
5.根据权利要求1所述的蓄电池鼓包监测系统，其特征在于，
每个单体蓄电池上设置至少六片所述电阻应变片，单体蓄电池的每个表面至少设置一片电阻应变片。
6.一种蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，所述方法包括：
将电阻应变片紧贴于单体蓄电池的至少两个相邻的侧面，且位于相邻侧面的所述电阻应变片分别沿横向和纵向设置，当单体蓄电池的表面发生形变时，电阻应变片将形变量转换为电信号输出；
采用信息采集模块实时采集所述电阻应变片输出的电信号，实时监测单体蓄电池的鼓包形变量；
基于汇集单元汇集所述信息采集模块的输出信号以判断单体蓄电池组的鼓包情况并上传；
通过后台控制中心实时获取所述汇集单元的输出信号，显示蓄电池组的鼓包数据，并在鼓包情况满足预设条件时自动告警。
7.根据权利要求6所述的蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，还包括：
预先对各蓄电池组中的各单体铅酸蓄电池进行地址编号；
当蓄电池组中的任一单体蓄电池出现鼓包时，所述汇集单元通过所述信息采集模块采集该单体蓄电池的地址编号信息，并将所述地址编号信息发送至所述后台控制中心。
8.根据权利要求7所述的蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，所述基于汇集单元汇集所述信息采集模块的输出信号以判断单体蓄电池组的鼓包情况并上传的步骤包括：
预设阈值，将所述信息采集模块的输出信号与所述阈值进行比较；
若输出信号小于所述阈值，则将所述输出信号与预设的鼓包表进行比较，其中，所述鼓包表包括若干鼓包范围值及对应的鼓包等级；
当所述输出信号位于某一鼓包范围值内，则获取与所述鼓包范围值对应的鼓包等级，并输出与所述鼓包等级对应的告警信号。
9.根据权利要求6所述的蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，所述后台控制中心自动告警的同时，还包括以下步骤：
当满足第一预设条件时，减小对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流，且鼓包程度越严重，充电电流的比例越大。
10.根据权利要求9所述的蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当满足第一预设条件时，后台控制中心输出减小对应的蓄电池组的电池恒流充电阶段充电电流的信号时，满足以下控制关系式：
I(x)＝x*u/k+c，式中，I为控制信号，x为鼓包的单体蓄电池表征的形变值，k为常数，且鼓包程度越严重，对应的k的值越小；u为鼓包的单体蓄电池的电压，c为调节误差常数。
11.根据权利要求6所述的蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，所述后台控制中心自动告警的同时，还包括以下步骤：
当满足第二预设条件时，降低对应的蓄电池组的充电截止时的电压，且鼓包程度越严重，充电截止时的电压降低的比例越大。
12.根据权利要求11所述的蓄电池鼓包监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当满足第二预设条件时，后台控制中心输出降低对应的蓄电池组的充电截止时的电压的信号时，满足以下控制关系式：
U(x)＝x*i*b-n，式中，U为控制信号，x为鼓包的单体蓄电池表征的形变值，b为常数，且鼓包程度越严重，对应的b的值越大；i为鼓包的单体蓄电池的电流，n为调节误差常数。
13.一种蓄电池鼓包监测设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求6至12任意一项所述方法的步骤。
14.一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程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至12任意一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210846245.0A CN115200464A (zh) | 2022-07-19 | 2022-07-19 | 一种蓄电池鼓包监测系统 |
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