CN115877228B - 一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法和系统 - Google Patents

一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法和系统 Download PDF

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CN115877228B CN202310177478.0A CN202310177478A CN115877228B CN 115877228 B CN115877228 B CN 115877228B CN 202310177478 A CN202310177478 A CN 202310177478A CN 115877228 B CN115877228 B CN 115877228B
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Abstract

本发明提出一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法,所述方法包括:预先设定标准差极限值
Figure ZY_1
,预先设定绝对差极限值
Figure ZY_2
;发送核容指令;系统发送断开指令,所述断开指令用于控制断开真实负载与所述蓄电池组的电连接;系统发送闭合指令至开关,所述闭合指令用于控制接通真实负载与所述蓄电池组的电连接,所述开关设置于所述蓄电池组与核容负载之间,所述核容负载为恒阻性负载;采集所述并联模块中若干所述单体模块对应的电压,据所述电压计算出电压标准差;可大幅度减少蓄电池组全核容放电次数,节省人力物力,避免蓄电池组过放电而造成对蓄电池组损伤,也减少了全核容放电造成的能源浪费,同时也降低了重要系统设备在此期间存在失电风险。

Description

一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法和系统
技术领域
本发明涉及蓄电池容量检测领域,尤其涉及一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法和系统。
背景技术
通信电源、变电站控制电源、UPS等重要系统设备采用直流系统为其供电。而蓄电池组是保证直流系统能够提供稳定电源的后备能源保障,可见蓄电池组对直流系统的重要性不言而喻。为确保蓄电池组的供电可靠性,需要定期对蓄电池组进行甚于容量核算。
现有技术普遍采用的的蓄电池组容量核算方法是全核容放电试验法。全核容放电试验法是以0.1C(蓄电池组容量值的十分之一)电流对蓄电池组新型放电试验,例如针对4.2v三元锂蓄电池组而言,放电终止电压为3.2V,通过放电电流与放电终止时间的积分计算蓄电池组剩余容量。全核容放电试验法有以下几个缺点:
(1)是蓄电池组全核容需要花费10个小时以上,耗费人力物力大;
(2)全核容需要对蓄电池组剩余容量全部放空,对蓄电池组均有一定的损伤。
(3)蓄电池组全核容需要将蓄电池组脱离直流系统充放电,脱离时间超过20小时,重要系统设备在此期间存在失电风险。
(4)蓄电池组现有的成组方式无法支持在发现单体故障时,在线更换故障单体的功能,更换修复不便。
进一步的,随着电池技术的发展,锂电池开始走入备用电源、储能领域,锂电池组容量大、重量轻、寿命长、放电倍率高,但是锂电池组有个重大缺点,即容易起火爆炸,特别是老化的锂电池风险更大,一旦锂电池组起火爆炸,必然出现重要系统设备在此期间失电,因此锂电池组的起火爆炸的危害性远大于容量下降产生的危害性,然而现有的核容技术并没有针对起火爆炸风险的检测指标,这也是社会上屡次出现储能电站、备用电源起火爆炸事故的原因之一,现有的核容技术已经远远落后于时代的发展,急需一种既能检测容量变化,又能检测起火爆炸风险的远程检测技术,且成本必须可控,最好能在现有设备改动不多的情况实现的检测方案和技术。
进一步的,现有技术蓄电池组成组方式一般为若干单体并联组成模块,若干模块串联组成蓄电池组,因此存在下述缺点:核容完成后蓄电池组普遍采用串联的成组形式,当发现部分蓄电池模块已经不符合继续使用的标准,此时更换蓄电池模块必须断开蓄电池组,断开负载,更换需要更换的串联模块后重新接驳负载,当更换时间较长时,重要系统设备在此期间存在失电风险,如果在线更换故障模块显得更具有安全性。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提出一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法,此系统既能检测电池组的容量变化,该方法采用新的蓄电池组拓扑结构,对蓄电池组进行较短时间的核容放电,通过记录不同放电电流、该放电电流下的蓄电池组模块电压,检测蓄电池组模块内阻;本发明公开的只需蓄电池组成组拓扑结构以及与此对应的容量预估方法可大幅度减少蓄电池组全核容放电次数,节省人力物力,避免蓄电池组过放电而造成对蓄电池组损伤,也减少了全核容放电造成的能源浪费,同时也降低了重要系统设备在此期间存在失电风险。
本发明采用如下技术方案:
一种具备远程核容的蓄电池组充放电监测方法,所述蓄电池组的拓扑结构为若干蓄电池单体并联组成单体模块,两块所述单体模块串联组成串联模块,两块所述串联模块组成并联模块,若干所述并联模块组成蓄电池组,所述方法包括:
预先设定标准差极限值
Figure SMS_1
,预先设定绝对差极限值/>
Figure SMS_2
发送核容指令;
系统发送断开指令,所述断开指令用于控制断开真实负载与所述蓄电池组的电连接;
系统发送闭合指令至开关,所述闭合指令用于控制接通真实负载与所述蓄电池组的电连接,所述开关设置于所述蓄电池组与核容负载之间,所述核容负载为恒阻性负载;
采集所述并联模块中若干所述单体模块对应的电压Xi(i=1,2,3…),根据所述电压Xi计算出电压均值
Figure SMS_3
,所根据所述电压Xi计算出标准差
Figure SMS_4
当所述预先设定的标准差极限值
Figure SMS_5
大于所述标准差/>
Figure SMS_7
时,输出电池组老化状态;当所述预先设定的标准差极限值/>
Figure SMS_8
;小于等于标准差/>
Figure SMS_9
的大小时,输出电池组整体状态;当所述预先设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_10
,大于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure SMS_11
的差值,输出所述单体模块状态;当预先设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_12
,小于等于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure SMS_6
的差值,输出所述单体模块状态。
具体地,当任一单体模块M电压达到预设的截止电压,发送停止核容放电的指令。
具体地,根据放电中止的时间与放电电流的积分,计算出电池组的容量。
具体地,根据所述单体模块M的放电放电中止电压与其余单体模块放电中止电压的均值的差值与预先设定绝对差极限值
Figure SMS_13
比较,输出此单体模块M的容量状态。
本发明实施例另一方面提供一种具备远程核容的蓄电池组充放电监测系统,所述蓄电池组的拓扑结构为若干蓄电池单体并联组成单体模块,两块所述单体模块串联组成串联模块,两块所述串联模块组成并联模块,若干所述并联模块组成蓄电池组,所述系统包括:
预测单元:预先设定标准差极限值
Figure SMS_14
,预先设定绝对差极限值/>
Figure SMS_15
核容指令发送单元:发送核容指令;
断开指令发送单元:系统发送断开指令,所述断开指令用于控制断开真实负载与所述蓄电池组的电连接;
闭合指令发送发送:系统发送闭合指令至开关,所述闭合指令用于控制接通真实负载与所述蓄电池组的电连接,所述开关设置于所述蓄电池组与核容负载之间,所述核容负载为恒阻性负载;
采集单元:采集所述并联模块中若干所述单体模块对应的电压Xi(i=1,2,3…),根据所述电压Xi计算出电压均值
Figure SMS_16
,所根据所述电压Xi计算出标准差
Figure SMS_17
判别单元:当所述预先设定的标准差极限值
Figure SMS_19
大于所述标准差/>
Figure SMS_20
时,输出电池组老化状态;当所述预先设定的标准差极限值/>
Figure SMS_21
。小于等于标准差/>
Figure SMS_22
的大小时,输出电池组整体状态;当所述预先设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_23
,大于单体模块对应的电压Xi与电压均值
Figure SMS_24
的差值,输出所述单体模块状态;当预先设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_25
,小于等于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure SMS_18
的差值,输出所述单体模块状态。
具体地,当任一单体模块M电压达到预设的截止电压,发送停止核容放电的指令。
具体地,根据放电中止的时间与放电电流的积分,计算出电池组的容量。
具体地,根据所述单体模块M的放电放电中止电压与其余单体模块放电中止电压的均值的差值与预先设定绝对差极限值
Figure SMS_26
比较,输出此单体模块M的容量状态。
本发明实施例再一方面提供一种蓄电池组充放电监测装置,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,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述蓄电池组充放电监测方法的步骤。
本发明实施例又一方面提供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,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述蓄电池组充放电监测方法的步骤。
由上述对本发明的描述可知,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明提出一种远程核容的蓄电池充放电监测方法,既能检测电池组的容量变化,还能检测蓄电池组的老化状况,还能检测到微短路的电池模块,消除起火爆炸的隐患,还能在线更换老化的模块,并且核容周期进一步加长,且本系统可在原有设备上进行改造而成,成本较低,方法是采用新的蓄电池组拓扑结构以及与此对应的远程核容的蓄电池充放电监测方法和系统,对蓄电池组进行较短时间的核容放电,通过记录不同放电电流、该放电电流下的蓄电池组模块电压,检测蓄电池组模块内阻。当检测到蓄电池组模块内阻不符合继续使用的标准时,无需断开负载,直接进行在线更换。
(2)与常规的全核容放电试验法相比,本发明公开的只需蓄电池组成组拓扑结构以及与此对应的容量预估方法可大幅度减少蓄电池组全核容放电次数,节省人力物力,避免蓄电池组过放电而造成对蓄电池组损伤,也减少了全核容放电造成的能源浪费,同时也降低了重要系统设备在此期间存在失电风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的单体模块;
图2本发明实施例提供的串联模块;
图3本发明实施例提供的并联模块;
图4本发明实施例提供的在线更换单体模块示意图;
图5本发明提供的实施例四流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提出一种具备远程核容的蓄电池充放电监测方法,此系统既能检测电池组的容量变化,该方法采用新的蓄电池组拓扑结构,对蓄电池组进行较短时间的核容放电,通过记录不同放电电流、该放电电流下的蓄电池组模块电压,检测蓄电池组模块内阻;本发明公开的只需蓄电池组成组拓扑结构以及与此对应的容量预估方法可大幅度减少蓄电池组全核容放电次数,节省人力物力,避免蓄电池组过放电而造成对蓄电池组损伤,也减少了全核容放电造成的能源浪费,同时也降低了重要系统设备在此期间存在失电风险。
实施例一,公开了一种电池组成组方式,参考图1,6个单体电池并联组成单体模块,单体电池为三元锂电池,标称电压4.2v,容量100AH,并联后得到1200AH,4.2v的单体模块。
再参考图2,两块上述图1所示1200AH,4.2v的单体模块串联组成1200AH,5.4v串联模块。
再参考图3-4,两块上述图2所示1200AH,5.4v串联模块并联组成并联模块,需要指出的是图3所示模块不等价于单体完全并联,测量点2与测量点3之间在出现单体电池漏电、单体电池在内阻不一致时充放电等情况下,测量点2与测量点3之间会出现电压差,这是本发明的关键点。
本实施例的电池组标称电压355v,容量1200Ah,由48块图3所示并联模块串联而成,不再赘述。
实施例二,在实施例一的基础上,以电池组已经达到老化淘汰标准为例,公开了一种远程检测电池组老化的方法,解决了现有技术中缺乏检测电池组老化造成起火风险增加的的难点。
现有技术中,我们知道,电池组的老化由多种因素影响,包括单体电芯的本身的质量、使用环境的温度、充放电次数、充放电电流,因此怎样量化电池组的老化程度是一个难题,本实施例在实施例一的基础上,采集了单体模块的电压值,进而计算出所有单体模块的电压平均值
Figure SMS_27
,进而计算出整个电池组的均方差,即标准差
Figure SMS_28
,通过与事先设定的标准差极限值比较,判定电池组的老化情况是否已经达到报废标准,这一判定方法的原理是电池组在生产时,单体电芯均经过筛选,其单体模块的内阻一致性、容量一致性、漏电一致性均较高,在使用过程中,由于老化,内阻一致性、容量一致性、漏电一致性均下降,尤其是电池组寿命后期,内阻一致性、容量一致性、漏电一致性会急速下降,标准差是方差的平方根,标准差能反映一个数据集的离散程度。因此通过可以单体模块充放电时电压的标准差检测电池组老化情况。
本实施例设定标
Figure SMS_29
=1.3v;
检测方法如下:
1.首先发出核容指令。
2.系统断开与真实负载的电连接。
3.系统闭合与放电负载的电连接,以0.1c放电速率进行放电。
4.测量每一块单体模块的电压值。
5.计算所有单体模块电压值的均值
Figure SMS_30
6.计算所有单体模块的标准差的公式如下:
Figure SMS_31
7.比较计算得到的标准差
Figure SMS_32
与预设的标准差极限值/>
Figure SMS_33
8.当得到的标准差
Figure SMS_34
大于预设的标准差极限值/>
Figure SMS_35
,输出电池组报废提示“电池组已老化失效,存在起火爆炸的风险”,并终止核容进程。
以下表1是核容过程中检测单体模块的放电电压值的示例,数据选取了四块单体模块为例,参见图4;
表1 核容过程中检测单体模块的放电电压值
Figure SMS_36
从以上数据可以计算均值
Figure SMS_37
=4.25v;
从以上数据可以计算标准差,公式如下:
Figure SMS_38
=0.137v;计算结果如表2;
表2 核容过程中检测单体模块的放电电压值计算结果
Figure SMS_39
Figure SMS_40
=0.137v大于预设的标准差极限值/>
Figure SMS_41
=1.3v,因此判定此电池组已老化失效,存在起火爆炸的风险。
实施例三,在实施例一的基础上,以电池组未达到老化淘汰标准,但是某一单体模块出现内部微短路,有起火爆炸风险为例,公开了一种远程检测电池组微短路的方法,解决了现有技术中缺乏检测电池组老化、起火风险的难点。
本实施例预设预设的绝对差极限值
Figure SMS_42
=0.3v,本实施例设定标准差极限值/>
Figure SMS_43
=1.5v。
本实施例在实施例一的基础上,采集了单体模块的电压值,进而计算出所有单体模块的电压平均值
Figure SMS_44
,进一步计算出/>
Figure SMS_45
=0.137v,并与预设的标准差极限值/>
Figure SMS_46
=1.5v比较,判断电池组是否已经老化,进而计算出每个单体模块的绝对差,并与设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_47
=0.3v比较,判定电池组的单体模块是否漏电,这一判定方法的原理是电池组在生产时,当某一单体电芯发生微漏电,则电压必定下降,与其并联的单体模块将产生反向充电,与其串联的单体模块电压将会上升。
检测方法如下:
1.首先发出核容指令。
2.系统断开与真实负载的电连接。
3.系统闭合与放电负载的电连接,以0.1c放电速率进行放电。
4.测量每一块单体模块的电压值。
5.计算所有单体模块电压值的均值
Figure SMS_48
6.计算所有单体模块的绝对差m。
7.比较计算得到的绝对差m与预设的绝对差极限值
Figure SMS_49
=0.2v。
8.当计算得到的绝对差m大于预设的绝对差极限值
Figure SMS_50
=0.2v,输出“单体模块1漏电”提示,并终止核容进程。
以下表3是核容过程中检测单体模块的放电电压值的示例,数据选取了四块单体模块为例,参见图4:
表3 核容过程中检测单体模块的放电电压值
Figure SMS_51
经计算,可得到均值
Figure SMS_52
=4.25v
经计算,可得到标准差,公式如下:
Figure SMS_53
=0.137v,计算结果如下表4:
表4 核容过程中检测单体模块的放电电压值计算结果
Figure SMS_54
与预设的绝对差极限值
Figure SMS_55
=0.2v比较,可以得出1.3测量点对应的单体模块出现微短路,漏电,有起火爆炸的风险,输出“单体模块1漏电”提示,并终止核容进程。
实施例四,在实施例一的基础上,以电池组未达到老化淘汰标准,所有单体模块均符合预设标准为例,公开了一种远程检测电池组的方法,有益效果是减少了核容时间和次数。
本实施例预设的绝对差极限值
Figure SMS_56
=0.3v,本实施例设定标准差极限值/>
Figure SMS_57
=1.5v。
本实施例在实施例一的基础上,采集了单体模块的电压值,进而计算出所有单体模块的电压平均值
Figure SMS_58
,进而计算出整个电池组的均方差,即标准差
Figure SMS_59
,通过与事先设定的标准差极限值/>
Figure SMS_60
=1.5v比较,判定电池组的老化情况是否已经达到报废标准,这一判定方法的原理是电池组在生产时,单体电芯均经过筛选,其单体模块的内阻一致性、容量一致性、漏电一致性均较高,在使用过程中,由于老化,内阻一致性、容量一致性、漏电一致性均下降,尤其是电池组寿命后期,内阻一致性、容量一致性、漏电一致性会急速下降,标准差是方差的平方根,标准差能反映一个数据集的离散程度。因此通过可以单体模块充放电时电压的标准差检测电池组老化情况。
进一步将计算得到的绝对差与预设的绝对差极限值
Figure SMS_61
=0.3v比较,判定单体模块是否存在漏电、微短路,是否存在起火爆炸的风险。
检测方法如下:
1.首先发出核容指令。
2.系统断开与真实负载的电连接。
3.系统闭合与放电负载的电连接,以0.1c放电速率进行放电。
4.测量每一块单体模块的电压值。
5.计算所有单体模块电压值的均值
Figure SMS_62
6.计算所有单体模块的标准差的公式如下:
Figure SMS_63
7.比较计算得到的标准差
Figure SMS_64
与预设的标准差极限值/>
Figure SMS_65
8.当得到的标准差
Figure SMS_66
小于预设的标准差极限值/>
Figure SMS_67
,进行流程9。
9.当得到的标准差
Figure SMS_68
小于预设的标准差极限值/>
Figure SMS_69
,计算每一块单体模块的绝对差,绝对差= |单体测量值 – 均值/>
Figure SMS_70
| (即单体测量值与均值/>
Figure SMS_71
之差的绝对值)。
10.当所有单体模块的绝对差小于预设的均值
Figure SMS_72
时,输出“电池组状态正常,建议中止本次核容”。
以下表5是核容过程中检测单体模块的放电电压值的示例,数据选取了四块单体模块为例,参见图4:
表5 核容过程中检测单体模块的放电电压值
Figure SMS_73
经计算,可得到均值
Figure SMS_74
=4.25v
经计算,可得到标准差,公式如下:
Figure SMS_75
=0.137v,计算结果如下表6:
表6 核容过程中检测单体模块的放电电压值计算结果
Figure SMS_76
将标准差0.137v与本实施例设定标准差极限值
Figure SMS_77
比较,可得出电池组未老化。
将绝对偏差0.2v与本实施例预设的绝对差极限值
Figure SMS_78
=0.3v比较,可得出各单体模块正常。
进一步的提示“电池组状态正常,建议中止本次核容”,从而取得减少核容时间和次数的有益效果。
实施例五,在实施例一的基础上,以电池组未达到老化淘汰标准,但是某一单体模块出现容量下降超过平均值为例,公开了一种远程检测电池组单体模块的容量并在线更换的的方法。
本实施例在实施例一的基础上,采集了单体模块的电压值,进而计算出所有单体模块的电压平均值
Figure SMS_79
,进而计算出整个电池组的均方差,即标准差
Figure SMS_80
,通过与事先设定的标准差极限值比较,判定电池组的老化情况是否已经达到报废标准,本实施例设定标准差极限值/>
Figure SMS_81
=1.5v,本实施例预设的绝对差极限值/>
Figure SMS_82
=0.3v,预设的中止电压均值4.0v。
检测方法如下:
1.发出核容指令。
2.系统断开与真实负载的电连接。
3.系统闭合与放电负载的电连接,以0.1c放电速率进行放电。
4.测量每一块单体模块的电压值。
5.计算所有单体模块电压值的均值
Figure SMS_83
6.计算所有单体模块的标准差的公式如下:
Figure SMS_84
7.比较计算得到的标准差
Figure SMS_85
与预设的标准差极限值/>
Figure SMS_86
8.当得到的标准差
Figure SMS_87
大于预设的标准差极限值/>
Figure SMS_88
,输出电池组报废提示,并终止核容进程。
9.当得到的标准差
Figure SMS_89
小于预设的标准差极限值/>
Figure SMS_90
,计算每一块单体模块的绝对差,绝对差= |单体测量值 – 均值/>
Figure SMS_91
| (即单体测量值与均值/>
Figure SMS_92
之差的绝对值)。
10.当某一单体模块的绝对差大于预设的均值
Figure SMS_93
时,输出提示更换这一单体模块的指令。
11.当单体模块的绝对差均小于预设的均值
Figure SMS_94
时,系持续以0.1c放电速率放电,直至某一单体模块C电压达到放电截至电压。
12.记录放电中止的时间,并根据放电电流与放电时间的积分,计算出电池组的容量。
13.记录某一单体模块C电压达到放电截至电压时所有单体模块的电压均值,当所有单体模块的电压均值大于预设的电压均值4.0v时,输出并提示“单体模块2容量过低”的故障提示。
以下表7是核容过程中检测单体模块的放电电压值的示例,数据选取了四块单体模块为例,参见图4:
表7 核容过程中检测单体模块的放电电压值
Figure SMS_95
经计算,可得到均值
Figure SMS_96
=4.25v/>
经计算,可得到标准差,公式如下:
Figure SMS_97
=0.137v,计算结果如下表8:
表8 核容过程中检测单体模块的放电电压值计算结果
Figure SMS_98
将标准差0.137v与本实施例设定标准差极限值
Figure SMS_99
=1.5v比较,可得出电池组未老化。
将绝对偏差0.2v与本实施例预设的绝对差极限值
Figure SMS_100
=0.3v比较,可得出各单体模块正常。
当2.3测量点达到放电截止电压时,计算得到其他单体模块中止电压为4.0v,与预设的中止电压均值4.0v比较,得出2,3测量点对应的单体模块容量过低,输出并提示“单体模块2容量过低”。
实施例六,本实施例公开了在线更换单体模块的方法,参考图4,在实施例五的基础上,以电池组未达到老化淘汰标准,但是某一单体模块出现容量下降超过平均值为例,更换2,3测量点对应的单体模块。首先从电池组中断开2,3测量点,此时电池组已经能够工作,但是由于缺少了2,3测量点对应的单体模块,因此此时电池组的理论最大放电电流、容量均为原始值的一半。
我们知道,锂电池的最大放电电流远大于最大充电电流,原理是充电电流过大会产生“锂枝晶”,因而,电池组的最大放电电流一般都大于真实负载的负载电流,所以即使电池组缺少了2,3测量点对应的单体模块,电池组依旧能够短时间负载,不会产生重要设备失电的风险。
进一步,准备新的单体模块,安装前测量新的单体模块与原电池组单体模块的电压值,并通过对新的单体模块充、放电,控制两者电压的插值在一定范围,避免安装后产生的反向充放电电流超过电池的最大充电电流,最后进行安装即可。
本发明实施例另一方面提供一种具备远程核容的蓄电池组充放电监测系统,所述蓄电池组的拓扑结构为若干蓄电池单体并联组成单体模块,两块所述单体模块串联组成串联模块,两块所述串联模块组成并联模块,若干所述并联模块组成蓄电池组,所述系统包括:
预测单元:预先设定标准差极限值
Figure SMS_101
,预先设定绝对差极限值/>
Figure SMS_102
核容指令发送单元:发送核容指令;
断开指令发送单元:系统发送断开指令,所述断开指令用于控制断开真实负载与所述蓄电池组的电连接;
闭合指令发送发送:系统发送闭合指令至开关,所述闭合指令用于控制接通真实负载与所述蓄电池组的电连接,所述开关设置于所述蓄电池组与核容负载之间,所述核容负载为恒阻性负载;
采集单元:采集所述并联模块中若干所述单体模块对应的电压Xi(i=1,2,3…),根据所述电压Xi计算出电压均值
Figure SMS_103
,所根据所述电压Xi计算出标准差
Figure SMS_104
判别单元:当所述预先设定的标准差极限值
Figure SMS_106
大于所述标准差的/>
Figure SMS_107
时,输出电池组老化状态;当所述预先设定的标准差极限值/>
Figure SMS_108
。小于等于标准差的/>
Figure SMS_109
的大小时,输出电池组整体状态;当所述预先设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_110
,大于单体模块Xi与电压均值/>
Figure SMS_111
的差值,输出所述单体模块状态;当预先设定的绝对差极限值/>
Figure SMS_112
,小于等于单体模块Xi与电压均值/>
Figure SMS_105
的差值,输出所述单体模块状态。
具体地,当任一单体模块M电压达到预设的截止电压,发送停止核容放电的指令。
具体地,根据放电中止的时间与放电电流的积分,计算出电池组的容量。
具体地,根据所述单体模块M的放电放电中止电压与其余单体模块放电中止电压的均值的差值与预先设定绝对差极限值
Figure SMS_113
比较,输出此单体模块M的容量状态。
本发明实施例再一方面提供一种蓄电池组充放电监测装置,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,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述蓄电池组充放电监测方法的步骤。
本发明实施例又一方面提供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,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述蓄电池组充放电监测方法的步骤。
综上所述,本发明采用了特殊的电池组拓扑结构,并在此基础上,通过测量个单体模块放电电压、放电中止电压,并通过计算均值、均方差等技术手段,取得了可以测量电池组老化情况、单体模块漏电、单体模块容量下降、在线更换单体模块的有益效果,且成本与现有的远程检测核容技术基本持平。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种具备远程核容的蓄电池组充放电监测方法,其特征在于,所述蓄电池组的拓扑结构为若干蓄电池单体并联组成单体模块,两块所述单体模块串联组成串联模块,两块所述串联模块组成并联模块,若干所述并联模块组成蓄电池组,所述方法包括:
预先设定标准差极限值
Figure QLYQS_1
,预先设定绝对差极限值/>
Figure QLYQS_2
发送核容指令;
系统发送断开指令,所述断开指令用于控制断开真实负载与所述蓄电池组的电连接;
系统发送闭合指令至开关,所述闭合指令用于控制接通真实负载与所述蓄电池组的电连接,所述开关设置于所述蓄电池组与核容负载之间,所述核容负载为恒阻性负载;
采集所述并联模块中若干所述单体模块对应的电压Xi,i=1,2,3…,其采集电压值之前,系统闭合与放电负载的电连接后是以0.1c放电速率进行放电的,且采集的是每一块单体模块的电压值;
根据所述电压Xi计算出电压均值
Figure QLYQS_3
,所根据所述电压Xi计算出标准差
Figure QLYQS_4
当所述预先设定的标准差极限值
Figure QLYQS_5
大于所述标准差/>
Figure QLYQS_6
时,输出电池组老化状态;
当所述预先设定的标准差极限值
Figure QLYQS_7
小于标准差/>
Figure QLYQS_8
的大小时,输出电池组整体状态;当所述预先设定的绝对差极限值/>
Figure QLYQS_9
,大于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure QLYQS_10
的差值,输出所述单体模块状态;当预先设定的绝对差极限值/>
Figure QLYQS_11
,小于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure QLYQS_12
的差值,输出所述单体模块状态;具体为:
当预先设定的标准差极限值小于标准差的大小时,输出电池组报废提示“电池组已老化失效,存在起火爆炸的风险”,并终止核容进程;
当计算得到的绝对差m大于预设的绝对差极限值
Figure QLYQS_13
=0.2v,输出“单体模块漏电”提示,并终止核容进程;
当得到的标准差
Figure QLYQS_14
小于预设的标准差极限值/>
Figure QLYQS_15
,计算每一块单体模块的绝对差,当所有单体模块的绝对差小于预设的均值/>
Figure QLYQS_16
时,输出“电池组状态正常,建议中止本次核容;
当得到的标准差
Figure QLYQS_17
小于预设的标准差极限值/>
Figure QLYQS_18
,计算每一块单体模块的绝对差,当某一单体模块的绝对差大于预设的均值时/>
Figure QLYQS_19
,输出提示更换这一单体模块的指令,当单体模块的绝对差均小于预设的均值时,系持续以0.1c放电速率放电,直至某一单体模块C电压达到放电截至电压,记录放电中止的时间,并根据放电电流与放电时间的积分,计算出电池组的容量;记录某一单体模块C电压达到放电截至电压时所有单体模块的电压均值,当所有单体模块的电压均值大于预设的电压均值4.0v时,输出并提示“单体模块容量过低”的故障提示。
2.根据权利要求1所述的具备远程核容的蓄电池组充放电监测方法,其特征在于,在当得到的标准差小于预设的标准差极限值,计算每一块单体模块的绝对差,当单体模块的绝对差均小于预设的均值时,系持续以0.1c放电速率放电的条件下,当任一单体模块M电压达到预设的截止电压,发送停止核容放电的指令。
3.一种具备远程核容的蓄电池组充放电监测系统,其特征在于,所述蓄电池组的拓扑结构为若干蓄电池单体并联组成单体模块,两块所述单体模块串联组成串联模块,两块所述串联模块组成并联模块,若干所述并联模块组成蓄电池组,所述系统包括:
预测单元:预先设定标准差极限值
Figure QLYQS_20
,预先设定绝对差极限值/>
Figure QLYQS_21
核容指令发送单元:发送核容指令;
断开指令发送单元:系统发送断开指令,所述断开指令用于控制断开真实负载与所述蓄电池组的电连接;
闭合指令发送:系统发送闭合指令至开关,所述闭合指令用于控制接通真实负载与所述蓄电池组的电连接,所述开关设置于所述蓄电池组与核容负载之间,所述核容负载为恒阻性负载;
采集单元:采集所述并联模块中若干所述单体模块对应的电压Xi,i=1,2,3…,其采集电压值之前,系统闭合与放电负载的电连接后是以0.1c放电速率进行放电的,且采集的是每一块单体模块的电压值;
根据所述电压Xi计算出电压均值
Figure QLYQS_22
,所根据所述电压Xi计算出标准差
Figure QLYQS_23
判别单元:当所述预先设定的标准差极限值
Figure QLYQS_25
大于所述标准差/>
Figure QLYQS_27
时,输出电池组老化状态;当所述预先设定的标准差极限值/>
Figure QLYQS_29
小于标准差的/>
Figure QLYQS_26
大小时,输出电池组整体状态;当所述预先设定的绝对差极限值/>
Figure QLYQS_28
,大于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure QLYQS_30
的差值,输出所述单体模块状态;当预先设定的绝对差极限值/>
Figure QLYQS_31
,小于单体模块对应的电压Xi与电压均值/>
Figure QLYQS_24
的差值,输出所述单体模块状态;具体为:
当预先设定的标准差极限值小于标准差的大小时,输出电池组报废提示“电池组已老化失效,存在起火爆炸的风险”,并终止核容进程;
当计算得到的绝对差m大于预设的绝对差极限值
Figure QLYQS_32
=0.2v,输出“单体模块漏电”提示,并终止核容进程;
当得到的标准差
Figure QLYQS_33
小于预设的标准差极限值/>
Figure QLYQS_34
,计算每一块单体模块的绝对差,当所有单体模块的绝对差小于预设的均值/>
Figure QLYQS_35
时,输出“电池组状态正常,建议中止本次核容;
当得到的标准差
Figure QLYQS_36
小于预设的标准差极限值/>
Figure QLYQS_37
,计算每一块单体模块的绝对差,当某一单体模块的绝对差大于预设的均值/>
Figure QLYQS_38
时,输出提示更换这一单体模块的指令,当单体模块的绝对差均小于预设的均值时,系持续以0.1c放电速率放电,直至某一单体模块C电压达到放电截至电压,记录放电中止的时间,并根据放电电流与放电时间的积分,计算出电池组的容量;记录某一单体模块C电压达到放电截至电压时所有单体模块的电压均值,当所有单体模块的电压均值大于预设的电压均值4.0v时,输出并提示“单体模块容量过低”的故障提示。
4.根据权利要求3所述的具备远程核容的蓄电池组充放电监测系统,其特征在于,在当得到的标准差小于预设的标准差极限值,计算每一块单体模块的绝对差,当单体模块的绝对差均小于预设的均值时,系持续以0.1c放电速率放电的条件下,当任一单体模块M电压达到预设的截止电压,发送停止核容放电的指令。
5.一种蓄电池组充放电监测装置,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,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述的蓄电池组充放电监测方法的步骤。
6.一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,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的蓄电池组充放电监测方法的步骤。
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