CN204632880U - 蓄电池智能诊断预测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种蓄电池智能诊断预测系统，其包括：电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、活化去硫化功能模块、主控及显示模块、以及上位机；电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、在线活化去硫化功能模块相互并联，并与主控及显示模块信号传输，主控及显示模块与上位机远程通信。本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统以智能化与网络化的形式，通过对蓄电池内阻、电压、温度及充放电电流等的监测，真实有效地反映蓄电池的健康状况，从而及时发现出现问题的蓄电池，提早预防蓄电池故障的发生。为蓄电池的安全运行与维护提供科学、准确的依据。

Description

蓄电池智能诊断预测系统

技术领域

本实用新型涉及蓄电池检测技术领域，尤其涉及一种蓄电池智能诊断预测系统。

背景技术

化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池。放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能；需要放电时再次把化学能转换为电能，将这类电池称为蓄电池，也称二次电池。

蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出。

具体地，如图1所示，其为蓄电池内部的等效电路图。其中，“E”是电池理想电动势，与电池SOC有固定关系。“R1”名为欧姆电阻，由电池内部电极材料、电解液、隔膜内阻及各个零件的接触电阻构成。当出现电池老化、电解液干涸，就会表现为欧姆电阻R1增大。欧姆电阻与电池电量是否充足关系不大，所以主要用于判断电池寿命。“R2”为极化电阻，在化学反应过程中由极化反应引起的电阻。极化电阻与电池的电量有关，当电池在放电时，随着电池电量减少，极化电阻将会明显增加。“C”为极化电容，由极化反应引起的等效电容。与电池电量有关。

上述蓄电池在工作过程中，不可避免地会出现各种问题，因此，需要一种检测系统对蓄电池进行检测。该检测系统需要监控蓄电池内阻以充分检测出失效电池；同时，需要对蓄电池进行在线式连续监控，以确保电池失效后尽快检测出来出现问题的电池；此外，需要对电池单体进行监控，以充分发现电池问题；最后，还需要监控单体电池的温度及时避免电池发热起火的事故。但是，现有的检测系统功能较为单一，无法实现蓄电池的全面检测。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蓄电池智能诊断预测系统，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的提供一种蓄电池智能诊断预测系统，其包括：电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、活化去硫化功能模块、主控及显示模块、以及上位机；

所述电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、在线活化去硫化功能模块相互并联，并与所述主控及显示模块信号传输，所述主控及显示模块与所述上位机远程通信。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述电压在线巡检模块包括电压采集单元和电压检测单元。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述内阻在线巡检模块包括滤波单元、计算单元、以及放电单元。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述内阻在线巡检模块与相应蓄电池通过四线法连接。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述电流-温度在线检测模块包括电流-温度采集单元和电流-温度检测单元。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述接地状态在线监测模块包括检测单元，所述检测单元用于检测蓄电池对地的绝缘状态，并可检测蓄电池有无外壳破裂状况。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述活化去硫化功能模块包括活化单元和去硫化单元。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，当任一蓄电池内阻增大或亏容时，所述活化去硫化功能模块自动启动。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述主控及显示模块包括控制单元、显示单元、以及无线传输单元，所述控制单元与所述显示单元电性连接，所述控制单元与所述电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、活化去硫化功能模块数据传输，所述主控及显示模块通过所述无线传输单元与所述上位机进行远程通信。

作为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统的改进，所述上位机为远程后台计算机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统以智能化与网络化的形式，通过对蓄电池内阻、电压、温度及充放电电流等的监测，真实有效地反映蓄电池的健康状况，从而及时发现出现问题的蓄电池，提早预防蓄电池故障的发生。为蓄电池的安全运行与维护提供科学、准确的依据，解除用户的后顾之忧。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中，蓄电池内部的等效电路图；

图2为本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统一具体实施方式的模块示意图；

图3为图2中蓄电池智能诊断预测系统的电路图；

图4为内阻在线巡检模块与蓄电池按照四线法连接时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

如图2、3所示，本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统可同时对多组蓄电池进行诊断预测。其包括：电压在线巡检模块10、内阻在线巡检模块20、电流-温度在线检测模块30、接地状态在线监测模块40、活化去硫化功能模块50、主控及显示模块60、以及上位机70。

所述电压在线巡检模块10、内阻在线巡检模块20、电流-温度在线检测模块30、接地状态在线监测模块40、在线活化去硫化功能模块50相互并联，并与所述主控及显示模块60信号传输，所述主控及显示模块60与所述上位机70远程通信。

具体地，所述电压在线巡检模块10用于对各蓄电池的电压进行采集和检测。其包括电压采集单元和电压检测单元。此外，对于采集得到的电压数据，可生成总电压曲线、各单体电压曲线、以及电压条曲线。且当蓄电池电压出现异常时，可进行报警。

如图4所示，所述内阻在线巡检模块20用于对各蓄电池的内阻进行采集和检测。其包括滤波单元、计算单元、以及放电单元。且所述内阻在线巡检模块20与相应蓄电池通过四线法连接。其中，四线法即蓄电池的正负极分别有两根线与所述内阻在线巡检模块20连接，一根对蓄电池进行脉冲放电，另一根用于信号采集，测量系统只从激励和采集线汇合处计算内阻。从而，完全避免线阻对测量结果的影响，降低了对线缆连接质量的要求。

具体地，所述内阻在线巡检模块20收到测量内阻的命令后，计算单元采用内部算法控制电流的幅度和频率，放电单元形成专有的放电波形对电池放电。放电电流为2~6安培，以确保蓄电池的电压响应来自于蓄电池的真实能量层而不是表面能量层。

所述内阻在线巡检模块20提供的脉冲电流放电会引起电池电压的微小波动，由采集线将微弱电压信号采集到模块中。通过内部系统识别与放大处理后，转换为数字信号进行运算。最终得出蓄电池的欧姆电阻、极化电阻、以及极化电容的数值。在数据处理过程中，滤波单元和软件算法可以对有效信号进行甄别，剔除电池充电设备或其他设备带来的干扰信号，保证最终内阻数值具有很高的重复精度。

所述电流-温度在线检测模块30用于对各蓄电池的电流和温度进行采集、检测。检测后的数据传输至主控及显示模块60中，由主控及显示模块60诊断预测系统程序对数据进行分析比较，最终给出蓄电池的健康状态结果。对处于非健康状态的蓄电池将给出维护建议。所述电流-温度在线检测模块30包括电流-温度采集单元和电流-温度检测单元。

所述接地状态在线监测模块40可在线监测蓄电池对地的绝缘状态，防止蓄电池对地短路状态的发生，同时还可以监测蓄电池有无外壳破裂状况，确保蓄电池的安全。为实现上述功能，所述接地状态在线监测模块40包括检测单元。

所述活化去硫化功能模块50用于对单只蓄电池进行补充电等活化程序，确保整个蓄电池组的所有电池都处于健康状态。所述活化去硫化功能模块50包括活化单元和去硫化单元。当任一蓄电池内阻增大或亏容时，所述活化去硫化功能模块50自动启动。

所述主控及显示模块60包括控制单元、显示单元、以及无线传输单元，所述控制单元与所述显示单元电性连接，从而，显示单元可将控制单元输出的数据处理结果进行显示。所述控制单元与所述电压在线巡检模块10、内阻在线巡检模块20、电流-温度在线检测模块30、接地状态在线监测模块40、活化去硫化功能模块50数据传输，所述主控及显示模块60通过所述无线传输单元与所述上位机70进行远程通信。

所述上位机70可以为远程后台计算机，其与所述主控及显示模块60进行远程数据通信。

本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统可应用于各种蓄电池组的性能监测。可在线监测每节电池的电压，配合恒流放电容量测试仪静态测量电池组容量，综合测量判定电池性能。并对失效电池予以显示及报警，也可对电池进行有效的活化维护。此外，本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统具有远端通讯功能，可实现遥测、遥信、遥控功能，以使直流屏的电池得以及时的维护，保证直流屏的安全运行，提高供电系统的可靠性和自动化程度。

综上所述，本实用新型的蓄电池智能诊断预测系统以智能化与网络化的形式，通过对蓄电池内阻、电压、温度及充放电电流等的监测，真实有效地反映蓄电池的健康状况，从而及时发现出现问题的蓄电池，提早预防蓄电池故障的发生。为蓄电池的安全运行与维护提供科学、准确的依据，解除用户的后顾之忧。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述蓄电池智能诊断预测系统包括：电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、活化去硫化功能模块、主控及显示模块、以及上位机；

所述电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、在线活化去硫化功能模块相互并联，并与所述主控及显示模块信号传输，所述主控及显示模块与所述上位机远程通信。

2.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述电压在线巡检模块包括电压采集单元和电压检测单元。

3.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述内阻在线巡检模块包括滤波单元、计算单元、以及放电单元。

4.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述内阻在线巡检模块与相应蓄电池通过四线法连接。

5.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述电流-温度在线检测模块包括电流-温度采集单元和电流-温度检测单元。

6.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述接地状态在线监测模块包括检测单元，所述检测单元用于检测蓄电池对地的绝缘状态，并可检测蓄电池有无外壳破裂状况。

7.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述活化去硫化功能模块包括活化单元和去硫化单元。

8.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，当任一蓄电池内阻增大或亏容时，所述活化去硫化功能模块自动启动。

9.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述主控及显示模块包括控制单元、显示单元、以及无线传输单元，所述控制单元与所述显示单元电性连接，所述控制单元与所述电压在线巡检模块、内阻在线巡检模块、电流-温度在线检测模块、接地状态在线监测模块、活化去硫化功能模块数据传输，所述主控及显示模块通过所述无线传输单元与所述上位机进行远程通信。

10.根据权利要求1所述的蓄电池智能诊断预测系统，其特征在于，所述上位机为远程后台计算机。