RU2466418C2 - Method of evaluating technical condition and processing accumulators in accumulator batteries - Google Patents
Method of evaluating technical condition and processing accumulators in accumulator batteries Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466418C2 RU2466418C2 RU2009145966/28A RU2009145966A RU2466418C2 RU 2466418 C2 RU2466418 C2 RU 2466418C2 RU 2009145966/28 A RU2009145966/28 A RU 2009145966/28A RU 2009145966 A RU2009145966 A RU 2009145966A RU 2466418 C2 RU2466418 C2 RU 2466418C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- batteries
- measurement
- voltage
- value
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю технического состояния аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации, и распространяется, в том числе, на стационарные аккумуляторы и моноблочные батареи, предназначенные для эксплуатации в стационарном положении (т.е. не перемещаемые с места на место) и постоянно соединенные с нагрузкой и питанием от источника постоянного тока, используемые, например, на электростанциях и подстанциях, в телекоммуникационных и телефонных системах и сетях.The invention relates to electrical engineering, in particular to monitoring the technical condition of a rechargeable battery during operation, and applies, inter alia, to stationary batteries and monoblock batteries intended for operation in a stationary position (i.e., which cannot be moved from place to place) and permanently connected to the load and powered by a direct current source, used, for example, in power plants and substations, in telecommunication and telephone systems and networks.
Эксплуатация систем питания, имеющих в составе аккумуляторы, объединенные в аккумуляторные батареи (АБ), требует постоянного контроля состояния аккумуляторов. Это связано с изменением параметров аккумуляторов в процессе эксплуатации со временем (старение), в зависимости от температуры (изменение физико-химических процессов), от режимов эксплуатации (например, токи разряда, заряда, глубина разряда, вид зарядной характеристики) и т.д. Эксплуатация систем питания требует точно оценивать состояние аккумуляторов в АБ, так как неисправность одного из них может привести к неработоспособности всю АБ и систему питания в целом.The operation of power systems containing batteries combined in rechargeable batteries (AB) requires constant monitoring of the state of the batteries. This is due to changes in battery parameters during operation over time (aging), depending on temperature (change in physicochemical processes), operating modes (for example, discharge currents, charge currents, discharge depth, type of charging characteristic), etc. The operation of power systems requires an accurate assessment of the condition of the batteries in the battery, since a failure of one of them can lead to inoperability of the entire battery and the power system as a whole.
В настоящее время можно выделить следующие известные основные способы тестирования АБ.Currently, we can distinguish the following known basic methods for testing AB.
К числу наиболее распространенных в настоящее время известных способов тестирования состояния АБ относится измерение емкости путем разряда в соответствии с п.5.1 ГОСТ Р МЭК 60896-2-99, при котором оценка технического состояния АБ осуществляется путем определения фактической емкости АБ при разряде полностью заряженной АБ, т.е. путем длительного 20 часового разряда АБ [1]. Разряд осуществляется на управляемый источник тока. Ток разряда в процессе разряда стабилизируется на заданном уровне, независимо от напряжения на АБ. При этом емкость определяется путем эмпирических вычислений как произведение тока разряда на время разряда. В процессе заряда измеряется емкость, вкачиваемая в АБ. По соотношению вкачанной и отданной емкостей оценивают качество батареи. Для исправных батарей это соотношение обычно находится в пределах 1,1-1,3. При большем различии батарея, как правило, признается деградировавшей. К числу очевидных недостатков данного способа тестирования следует отнести необходимость вывода системы АБ из режима эксплуатации на длительный период, и, следовательно, невозможность осуществлять постоянный контроль технического состояния АБ и составляющих ее аккумуляторов в процессе эксплуатации.Among the most common currently known methods for testing the state of the battery is the measurement of capacity by discharge in accordance with clause 5.1 of GOST R IEC 60896-2-99, in which the technical condition of the battery is assessed by determining the actual capacity of the battery when the battery is fully charged, those. by a long 20 hour discharge of AB [1]. The discharge is carried out on a controlled current source. The discharge current during the discharge stabilizes at a given level, regardless of the voltage on the battery. In this case, the capacitance is determined by empirical calculations as the product of the discharge current by the discharge time. During the charge, the capacity pumped into the battery is measured. The quality of the battery is estimated by the ratio of the pumped in and given tanks. For serviceable batteries, this ratio is usually in the range 1.1-1.3. With greater differences, the battery is generally recognized as degraded. The obvious disadvantages of this testing method include the need to bring the AB system out of operation for a long period, and, therefore, the inability to constantly monitor the technical condition of the battery and its constituent batteries during operation.
Другим известным способом оценки технического состояния АБ является измерение внутреннего сопротивления АБ путем разряда в соответствии с параграфом 5.5 ГОСТ Р МЭК 60896-2-99, а именно определение внутреннего сопротивления аккумуляторов по двум значениям разрядного тока и напряжения. При этом разрядный ток первой ступени выбирается в зависимости от тока десятичасового режима разряда и равен увеличенному в 4-6 раз номинальному 10-ти часовому току разряда, напряжение регистрируется на 20 секунде разряда. Ток второй ступени выбирается равным увеличенному в 20-40 раз номинальному 10-ти часовому току разряда, напряжение регистрируется на 5 секунде разряда. Далее линейной экстраполяцией определяются расчетная ЭДС и ток короткого замыкания аккумулятора. По полученной вольтамперной характеристике определяют внутреннее сопротивление аккумулятора. Данный способ оценки состоянии АБ трудно осуществить в условиях работающих электроустановок, так как требует выведения АБ из эксплуатации на период измерения. Трудность состоит и в обеспечении длительности второй ступени разрядного тока, в особенности на аккумуляторных батареях большой емкости (например, при емкости АБ 3000 ампер/часов требуется ток 6000-12000 ампер), напряжение у потребителей при протекании тока второй ступени может оказаться ниже допустимого уровня и, таким образом, проведение данных испытаний АБ требует обязательного вывода ее из режима эксплуатации. Кроме того, данный метод испытаний дает информацию при стабильных условиях испытаний и не учитывает динамические реакции, что приводит к довольно высокой погрешности результатов испытаний (порядка 10%).Another well-known method for assessing the technical condition of batteries is to measure the internal resistance of a battery by discharging in accordance with paragraph 5.5 of GOST R IEC 60896-2-99, namely, determining the internal resistance of batteries by two values of discharge current and voltage. In this case, the discharge current of the first stage is selected depending on the current of the ten-hour discharge mode and is equal to the nominal 10-hour discharge current increased by 4-6 times, the voltage is recorded at 20 seconds of the discharge. The current of the second stage is chosen equal to the nominal 10-hour discharge current increased by 20-40 times, the voltage is recorded at 5 second of the discharge. Next, the calculated EMF and the short circuit current of the battery are determined by linear extrapolation. The current-voltage characteristic obtained determines the internal resistance of the battery. This method of assessing the state of the battery is difficult to implement in the conditions of operating electrical installations, as it requires the removal of the battery from operation for the measurement period. The difficulty lies in ensuring the duration of the second stage of the discharge current, especially on high-capacity batteries (for example, with a battery capacity of 3000 amperes / hour, a current of 6000-12000 amperes is required), the voltage at consumers with the current flowing in the second stage may be lower than the permissible level and Thus, the performance of AB test data requires its mandatory withdrawal from operation. In addition, this test method provides information under stable test conditions and does not take into account dynamic reactions, which leads to a rather high error of test results (about 10%).
Известны также способы оценки технического состояния АБ, основанные на измерении внутреннего сопротивления на переменном токе малой амплитуды (в десятки раз меньше номинального тока) [3], короткоимпульсный способ [2], путем нагрузки АБ большими токами малой длительности и метод измерения симметрии, при котором АБ делится на ряд групп и производится пороговое сравнение напряжения в группах в режиме эксплуатации [4].There are also known methods for assessing the technical condition of batteries based on measuring internal resistance with alternating current of small amplitude (ten times less than the rated current) [3], a short-pulse method [2], by loading the batteries with large currents of short duration and a method for measuring symmetry, in which AB is divided into a number of groups and a threshold comparison of the voltage in the groups in the operation mode is performed [4].
К числу существенных недостатков вышеуказанных способов тестирования и оценки состояния аккумуляторов и аккумуляторных батарей следует отнести, аналогично вышеописанным способам оценки технического состояния АБ и входящих в ее состав аккумуляторов, необходимость выведения системы питания с АБ из эксплуатации для проведения тестов на время от десятков минут до суток; зависимость результатов от состояния АБ, т.е. от ее фактического заряда, предыдущего состояния и т.п. При использовании метода измерения напряжения симметрии к числу существенных недостатков следует отнести сложность выработки уровня порогового контроля.Significant disadvantages of the above methods for testing and assessing the condition of batteries and rechargeable batteries should be attributed, similarly to the methods described above for assessing the technical condition of batteries and their batteries, the need to decommission a power supply system from batteries for testing from tens of minutes to days; dependence of the results on the state of AB, i.e. from its actual charge, previous state, etc. When using the method of measuring the voltage of symmetry, the number of significant drawbacks should include the complexity of developing the level of threshold control.
Известны также различные способы определения параметров АБ, в частности способ определения составляющих полного внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи путем сравнения напряжения на ней и выходе аналоговой моделирующей установки при прохождении импульсов зарядного и разрядного токов через батарею и включенный последовательно с ней безындуктивный резистор, напряжение с которого подается на вход аналоговой моделирующей установки [5]. При достижении совпадения изменений напряжений, контролируемого ходом лучей двухлучевого осциллографа, подключенного к клеммам батареи и выходу аналоговой моделирующей установки, определяют передаточную функцию полученной модели по установленным значениям параметров моделирующей установки, а также составляющие полного внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи из условия равенства передаточных функций полученной модели и математического выражения полного внутреннего сопротивления батареи в операторной форме.There are also various methods for determining the parameters of the battery, in particular, a method for determining the components of the total internal resistance of a battery by comparing the voltage on it and the output of an analog modeling installation while passing pulses of charging and discharge currents through the battery and a non-inductive resistor connected in series with it, the voltage from which is supplied to the input of an analog modeling installation [5]. When a coincidence of voltage changes is achieved, controlled by the beam path of a two-beam oscilloscope connected to the battery terminals and the output of an analog modeling installation, the transfer function of the obtained model is determined by the set values of the modeling installation parameters, as well as the components of the internal battery resistance from the condition that the transfer functions of the obtained model are equal and mathematical expression of the total internal resistance of the battery in operator form.
Недостатками этого способа являются низкая точность из-за субъективности оценки экспериментатором совпадения переходных характеристик модели и батареи, а также высокая трудоемкость определения параметров АБ.The disadvantages of this method are the low accuracy due to the subjectivity of the experimenter's assessment of the coincidence of the transient characteristics of the model and the battery, as well as the high complexity of determining the AB parameters.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов в АБ, основанный на измерении на переменном токе малой амплитуды, подаваемом в цепь АБ.The closest in technical essence and the achieved result is a method of measuring the internal resistance of the batteries in the battery, based on the measurement of alternating current of small amplitude supplied to the battery circuit.
Данный способ определяет только один параметр - внутреннее сопротивление, что является недостаточным для принятия решения о качестве аккумулятора. Это происходит из-за того, что наиболее важной характеристикой аккумулятора является его емкость и соответственно возможность отдавать энергию. Кроме того, измерение на переменном токе при работающей системе искажается системой питания и нагрузкой (т.е. система питания и нагрузка демпфируют измерительные импульсы, подаваемые на АБ), что приводит к существенным ограничениям применения данного метода испытаний и высокой погрешности измерений. Измерение на переменном токе производится токами малой амплитуды, что не обеспечивает отстройку от крайне нелинейного начального участка нагрузочной характеристики аккумулятора, таким образом, вычисленные по данной методике параметры могут оказаться применимы к малым токам, а на больших токах параметры аккумуляторы будут сильно отличаться от расчетных.This method determines only one parameter - internal resistance, which is insufficient to decide on the quality of the battery. This is due to the fact that the most important characteristic of a battery is its capacity and, accordingly, the ability to give energy. In addition, the measurement on alternating current when the system is running is distorted by the power system and the load (i.e., the power system and the load damp the measuring pulses supplied to the battery), which leads to significant limitations on the use of this test method and high measurement error. Measurement on alternating current is carried out by small amplitude currents, which does not provide detuning from the extremely nonlinear initial portion of the battery load characteristic, thus, the parameters calculated by this technique may be applicable to low currents, and at high currents, the parameters of the batteries will differ greatly from the calculated ones.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков вышеописанных способов оценки технического состояния аккумуляторов в АБ, расширение функциональных возможностей при обеспечении высокой достоверности результатов комплексной проверки аккумуляторных батарей в автоматизированном режиме в процессе эксплуатации, основанной на создание простой системы непрерывного контроля.The objective of the present invention is to eliminate the disadvantages of the above methods for assessing the technical condition of batteries in batteries, expanding functionality while ensuring high reliability of the results of a comprehensive check of batteries in an automated mode during operation, based on the creation of a simple continuous monitoring system.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в осуществлении непрерывного (квазинепрерывного) контроля аккумуляторов во всех режимах эксплуатации АБ и системы питания в целом - разряд, заряд, работа в буферном режиме, быстром заряде, что позволяет оценивать качество аккумуляторов, не выводя систему электропитания и АБ из эксплуатации, и при полном соответствии режима тестирования режиму эксплуатации АБ и системы питания, без внесения дополнительной нагрузки эксплуатируемой системы ни по переменному, ни по постоянному току, в отсутствие нагрузки АБ большими импульсными токами и не уменьшая количество циклов заряд-разряда.The technical result achieved by the invention is to carry out continuous (quasi-continuous) battery monitoring in all operating modes of the battery and the power system as a whole - discharge, charge, buffer operation, fast charge, which allows you to evaluate the quality of the batteries without removing the power system and battery from operation, and with full compliance of the testing mode with the operating mode of the battery and the power system, without introducing additional load of the operating system, neither in alternating, nor in constant t oku, in the absence of battery load with large pulsed currents and without reducing the number of charge-discharge cycles.
Указанный технический результат достигается тем, что к аккумуляторной батарее и составляющим ее аккумуляторам подключают измерительные приборы для измерения напряжения и в процессе эксплуатации аккумуляторной батареи квазинепрерывно, с постоянным временным интервалом дискретизации, осуществляют измерения напряжения на каждом аккумуляторе и аккумуляторной батареи в целом, фиксируют измеренные параметры с обеспечением возможности сохранения и накапливания измеряемых значений в течение срока эксплуатации каждого аккумулятора и аккумуляторной батареи, и по измеренным значениям напряжения каждого аккумулятора и аккумуляторной батареи за период измерений, составляющий более одного интервала дискретизации, вычисляют безразмерный коэффициент состояния аккумулятора, являющийся показателем отношения энергии, отданной аккумулятором за период измерений, к величине энергии, соответствующей среднему значению энергии, отданной аккумуляторами в аккумуляторной батарее за период измерений, определяемый эмпирическим путем по формуле:The specified technical result is achieved by the fact that measuring devices for measuring voltage are connected to the battery and its constituent batteries and, during operation of the battery, quasi-continuously, with a constant sampling time interval, voltage measurements are performed on each battery and the battery as a whole, the measured parameters are recorded with providing the ability to store and accumulate measured values during the life of each battery and battery accumulator battery, and from the measured voltage values of each battery and battery for the measurement period of more than one sampling interval, calculate the dimensionless coefficient of state of the battery, which is an indicator of the ratio of the energy given by the battery for the measurement period to the amount of energy corresponding to the average value of energy given batteries in the battery for the measurement period, determined empirically by the formula:
где:Where:
Qt,n - безразмерный коэффициент состояния n-го аккумулятора в аккумуляторной батарее за период измерения t, в диапазоне от первого измерения t1 до конечного tk;Q t, n is the dimensionless coefficient of state of the nth battery in the battery for the measurement period t, in the range from the first measurement t 1 to the final t k ;
Ui - напряжение на аккумуляторной батарее при i-м измерении;U i - voltage on the battery during the i-th measurement;
Ui-1 - напряжение на аккумуляторной батарее при измерении, предыдущем i-му измерению;U i-1 - voltage on the battery in the measurement previous i-th measurement;
Uan,i - напряжение на n-м аккумуляторе при i-м измерении;Ua n, i is the voltage on the nth battery during the i-th measurement;
Uan,i-1 - напряжение на n-м аккумуляторе при измерении, предыдущем i-му измерению;Ua n, i-1 - voltage on the nth battery in the measurement previous to the i-th measurement;
Usi - среднее значение напряжения аккумуляторов в аккумуляторной батарее при i-м измерении;Us i - the average value of the voltage of the batteries in the battery during the i-th measurement;
Usi-1 - среднее значение напряжения аккумуляторов в аккумуляторной батарее при измерении, предыдущем i-му измерению;Us i-1 - the average value of the voltage of the batteries in the battery during the measurement previous to the i-th measurement;
а по величине отклонения значения безразмерного коэффициента состояния от 1 производят непрерывную оценку технического состояния каждого из аккумуляторов АБ в процессе эксплуатации и отбраковку неисправных аккумуляторов при отклонении безразмерного коэффициента более чем на 10-40% за период измерений (например, при контрольном цикле разряда/заряда).and according to the deviation of the value of the dimensionless state coefficient from 1, a continuous assessment of the technical condition of each of the batteries in the battery during operation and rejection of faulty batteries when the dimensionless coefficient deviates by more than 10-40% for the measurement period (for example, during the control discharge / charge cycle) .
Измерения осуществляют не реже 1 раза в минуту. При этом измерение напряжений осуществляют в течение не менее 10 интервалов дискретизации.Measurements are carried out at least 1 time per minute. In this case, the voltage measurement is carried out for at least 10 sampling intervals.
Безразмерный коэффициент состояния аккумулятора имеет физический смысл, отражающий разницу в энергии, полученной или отданной конкретным аккумулятором в АБ по отношению к усредненному значению энергии, отданной аккумуляторами в АБ, т.е. аккумулятор, который отдает меньше (или больше) энергии или принимает при заряде меньше (или больше) энергии будет выделяться соответствующим изменением значения безразмерного коэффициента состояния аккумулятора. При этом отклонение показателя безразмерного коэффициента состояния аккумулятора от единицы свидетельствует об изменении рабочих параметров аккумулятора от нормированных эксплуатационных показателей, вызванных нарушением протекающих в аккумуляторе физико-химических процессов, прямым следствием которых является изменение емкости и показателей выработки энергии аккумулятора, что приводит к неработоспособности как данного аккумулятора, так и содержащей его АБ.The dimensionless coefficient of state of the battery has physical meaning, reflecting the difference in the energy received or supplied by a particular battery in the battery with respect to the average value of the energy given by the batteries in the battery, i.e. a battery that gives less (or more) energy or receives less (or more) energy when charging will be released by a corresponding change in the value of the dimensionless coefficient of state of the battery. In this case, the deviation of the indicator of the dimensionless coefficient of state of the battery from one indicates a change in the operating parameters of the battery from normalized operational indicators caused by a violation of the physicochemical processes taking place in the battery, the direct consequence of which is a change in the capacity and indicators of battery energy production, which leads to inoperability of this battery , and its containing AB.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
Фиг 1 - Электрическая схема контроля напряжений на аккумуляторах АБ;Fig 1 - Electric circuit for monitoring the voltage on the batteries AB;
Фиг 2 - Электрическая схема контроля напряжений на аккумуляторах АБ совместно с соединителями;Fig 2 - Electric circuit for monitoring the voltage on the batteries AB together with the connectors;
Фиг 3 - Пример реализации системы контроля технического состояния аккумуляторов.Fig 3 - An example implementation of a system for monitoring the technical condition of batteries.
На фиг.1 представлена электрическая схема контроля напряжений на аккумуляторах и АБ. На данной схеме к аккумуляторной батарее 1, состоящей из последовательно соединенных аккумуляторов 2, и к каждому из аккумуляторов 2 и аккумуляторной батарее 1 подключены измерительные устройства 3 для измерения напряжений на каждом из устройств. Подключенные измерительные устройства 3 не оказывают влияния на рабочие характеристики аккумуляторной батареи 1 и позволяют проводить постоянный контроль напряжения, не выводя АБ из процесса эксплуатации.Figure 1 presents the electrical circuit for monitoring the voltage on the batteries and AB. In this diagram, measuring
Способ оценки технического состояния основывается на квазипостоянном периодическом измерении напряжения контролируемых аккумуляторов в АБ и на АБ в целом (от 10 раз в секунду до 1 раза в минуту) и определении на основании измеренных значений для каждого аккумулятора безразмерного коэффициента состояния, на основании которого можно оценить текущее состояние аккумулятора и производить отбраковку неработоспособных аккумуляторов в АБ. При этом данные измерений фиксируются любым известным из уровня техники способом, например, включая, но не ограничиваясь, с помощью самописца и/или в электронном виде в памяти измерительных устройств 3 или иных устройств, обладающих памятью для хранения результатов, и сохраняются в течение всего срока службы каждого аккумулятора и аккумуляторной батареи.The method of assessing the technical condition is based on a quasi-constant periodic measurement of the voltage of the monitored batteries in the battery and on the battery as a whole (from 10 times per second to 1 time per minute) and determining, based on the measured values for each battery, a dimensionless state coefficient, based on which the current condition of the battery and the rejection of inoperative batteries in the battery. Moreover, the measurement data are recorded by any method known from the prior art, for example, including, but not limited to, using the recorder and / or in electronic form in the memory of measuring
В процессе измерения осуществляют фиксацию и сохранение следующих значений измерений для аккумуляторной батареи, состоящей из N аккумуляторов (N - количество аккумуляторов в АБ):During the measurement process, the following measurement values are fixed and stored for a battery consisting of N batteries (N is the number of batteries in the battery):
Ui - напряжения на АБ при i-м измерении;U i - voltage on the battery at the i-th measurement;
Uan,i - напряжения на n-м аккумуляторе при i-м измерении;Ua n, i - voltage on the nth battery during the i-th measurement;
где индексы означают следующее:where the indices mean the following:
i - номер измерения;i is the measurement number;
n - номер аккумулятора в АБ.n is the battery number in AB.
Измерения проводятся с постоянным временным интервалом дискретизации.Measurements are taken with a constant sampling time interval.
Как уже выше отмечалось, изменение параметров состояния аккумулятора напрямую зависит от изменения физико-химических процессов, происходящих в аккумуляторе, приводящих к изменению параметров выработки энергии аккумулятором в результате изменения его емкости.As noted above, a change in the state parameters of a battery directly depends on a change in the physicochemical processes taking place in the battery, leading to a change in the parameters of energy production by the battery as a result of a change in its capacity.
Энергия, отданная аккумулятором за промежуток времени измерений t=tk-t1, включающий более одного интервала дискретизации, может быть получена интегрированием или суммированием изменения мощностей за период дискретизации. Метод суммирования более прост и является наиболее предпочтительным в реализации, так как период дискретизации постоянен.The energy given by the battery during the measurement period t = t k -t 1 , including more than one sampling interval, can be obtained by integrating or summing the power changes over the sampling period. The summation method is simpler and most preferred in implementation, since the sampling period is constant.
Поскольку ток в АБ и ток в аккумуляторах один и тот же, так как рассматривается последовательное соединение аккумуляторов (фиг.1), изменение мощности на каждом аккумуляторе за период дискретизации может быть определено в виде произведения значений изменения напряжения за период дискретизации на n-м аккумуляторе на показатель изменения тока, протекающего в АБ, который, при условии допущения постоянства внутреннего сопротивления АБ за период дискретизации, может быть определен в виде отношения показателя изменения напряжения АБ за период дискретизации на значение внутреннего сопротивления АБ. Стабильность значения внутреннего сопротивления АБ за период дискретизации, не превышающий 1 минуты, подтверждается в том числе и производителями аккумуляторов, допускающих не более чем 20% изменение внутреннего сопротивления АБ в процессе эксплуатации, а, как правило, срок службы аккумулятора устанавливается 5-10 лет. Таким образом, как при измерениях за период дискретизации, так и за период измерений, включающий несколько периодов дискретизации, значение внутреннего сопротивления АБ можно считать постоянным.Since the current in the battery and the current in the batteries are the same, since the series connection of the batteries is considered (Fig. 1), the change in power on each battery during the sampling period can be determined as the product of the values of the voltage change during the sampling period on the nth battery the rate of change of current flowing in the battery, which, subject to the assumption that the internal resistance of the battery is constant over the sampling period, can be determined as the ratio of the rate of change of battery voltage for the period discretization on the value of internal resistance AB. The stability of the value of the internal resistance of the battery for a sampling period of not more than 1 minute is confirmed, among other things, by manufacturers of batteries that allow no more than 20% change in the internal resistance of the battery during operation, and, as a rule, the battery life is set to 5-10 years. Thus, both during measurements for the sampling period, and for the measurement period, including several sampling periods, the value of the internal resistance of the battery can be considered constant.
Поскольку измерения осуществляют в процессе эксплуатации АБ, то расчет энергии аккумулятора осуществляют и при разряде АБ и при заряде, характеризующемся изменением направления тока, отражающимся при расчетах в виде изменения знака напряжения как на АБ, так, соответственно, и на каждом аккумуляторе, что обусловливает независимость общего знака энергии от направления тока.Since the measurements are carried out during the operation of the battery, the battery energy is calculated both when the battery is discharged and when the charge is characterized by a change in the current direction, which is reflected in the calculations in the form of a change in the voltage sign both on the battery and, accordingly, on each battery, which makes it independent general sign of energy from the direction of the current.
Таким образом, для каждого аккумулятора в АБ показатель отданной энергии за период времени измерений, не меньший периода дискретизации, определяют на основании следующей формулы:Thus, for each battery in the battery, the indicator of the energy delivered for the measurement time period, not less than the sampling period, is determined on the basis of the following formula:
где t1-tk - временной период, за который рассчитывается данный параметр, который может включать несколько интервалов дискретизации, в общем случае включающий k-1 интервалов дискретизации. Данный период наиболее удобно выбирать длительностью 1 час. Размерность параметра ватт*время.where t 1 -t k is the time period for which this parameter is calculated, which may include several sampling intervals, in the general case including k-1 sampling intervals. This period is most convenient to choose with a duration of 1 hour. Dimension of parameter watt * time.
Параметр Eat,n имеет физический смысл, отражающий величину энергии, полученной или отданной конкретным аккумулятором в АБ. Аккумулятор, который отдает меньше (или больше энергии) или принимает при заряде меньше (или больше энергии) будет выделяться соответствующим изменением значения Eat,n. Однако данный параметр не позволяет осуществлять быструю оценку текущего состояния аккумулятора и требует длительного наблюдения и довольно сложной процедуры сопоставления сходных параметров для разных аккумуляторов в АБ и необходимости дополнительного измерения внутреннего сопротивления АБ.The parameter Ea t, n has a physical meaning, reflecting the amount of energy received or given by a specific battery in the battery. A battery that gives less (or more energy) or receives less (or more energy) when charged will be released by a corresponding change in the value of Ea t, n . However, this parameter does not allow a quick assessment of the current state of the battery and requires a long observation and a rather complicated procedure for comparing similar parameters for different batteries in the battery and the need for additional measurement of the internal resistance of the battery.
Достоверность и наглядность оценки технического состояния каждого аккумулятора, согласно изобретению, достигается при определении безразмерного коэффициента состояния Qt,n, являющегося отношением значения разности энергии Eat,n, на n-м аккумуляторе за период измерений t к значению параметра Est, являющемуся средним значением разности энергии за период измерений в АБ, которое определяют на основе среднего значения напряжения аккумуляторов в АБ - Usi, по следующей формуле:The reliability and visibility of assessing the technical condition of each battery, according to the invention, is achieved by determining the dimensionless state coefficient Q t, n , which is the ratio of the value of the energy difference Ea t, n , on the nth battery during the measurement period t to the value of the parameter Es t , which is the average the value of the energy difference for the measurement period in the battery, which is determined on the basis of the average value of the battery voltage in the battery - Us i , according to the following formula:
Таким образом, с учетом постоянства внутреннего сопротивления АБ за период измерений, безразмерный коэффициент состояния n-го аккумулятора АБ определяют на основании измеренных значений напряжений следующим образом:Thus, taking into account the constancy of the internal resistance of the battery over the measurement period, the dimensionless coefficient of state of the nth battery of the battery is determined on the basis of the measured voltage values as follows:
Для аккумуляторов, параметры которых соответствуют среднему значению в АБ, данный безразмерный коэффициент состояния аккумулятора будет менее 1, параметр «плохого» аккумулятора будет более 1. Введя пороговое значение превышения значения Qt,n, например, на 10-40% от 1, осуществляют отбраковку неисправных аккумуляторов АБ.For batteries, the parameters of which correspond to the average value in AB, this dimensionless coefficient of state of the battery will be less than 1, the parameter of the “bad” battery will be more than 1. By entering the threshold value for exceeding the value of Q t, n , for example, by 10-40% from 1, carry out rejection of faulty batteries.
Возможность оценки технического состояния аккумуляторов в АБ по постоянно измеряемым значениям напряжений на аккумуляторах и АБ позволяет существенно упростить контроль эксплуатационных характеристик аккумуляторов и отбраковку неисправных элементов АБ, не прерывая процесс эксплуатации АБ, не нагружая АБ и не оказывая влияния на физические и химические процессы, происходящие в процессе эксплуатации АБ.The ability to assess the technical condition of batteries in batteries from constantly measured voltages on batteries and batteries can significantly simplify the monitoring of battery performance and the rejection of faulty battery cells without interrupting battery operation, without loading the battery and without affecting the physical and chemical processes that occur in the operation of the battery.
Для повышения точности могут быть использованы иные формулы определения показателей разности энергии за период измерений на n-м аккумуляторе и АБ (например, формула трапеций) при соблюдении допущений постоянства внутреннего сопротивления за период измерений и независимости общего знака показателя энергии от направления тока при разряде и заряде АБ.To improve the accuracy, other formulas for determining the energy difference indicators for the measurement period on the nth battery and AB (for example, the trapezoidal formula) can be used, subject to the assumptions of the constancy of internal resistance for the measurement period and the independence of the general sign of the energy indicator from the direction of the current during discharge and charge AB
Безразмерный коэффициент состояния аккумулятора также может содержать фильтрацию, которая позволит сглаживать небольшие изменения рабочих режимов в процессе эксплуатации.The dimensionless coefficient of state of the battery may also contain filtering, which will smooth out small changes in operating conditions during operation.
Возможность осуществления способа оценки состояния аккумулятора АБ согласно изобретению поясняется примером, представленным в таблице 1.The possibility of implementing a method for assessing the state of the battery AB according to the invention is illustrated by the example presented in table 1.
В таблице 1 представлены результаты измерений, с интервалом дискретизации 1 минута, напряжений на аккумуляторах и АБ в режиме заряда/разряда 4-х 12-ти вольтовых аккумуляторов и пример расчета безразмерного коэффициента состояния Qt,n для каждого аккумулятора.Table 1 presents the measurement results, with a sampling interval of 1 minute, voltages on the batteries and batteries in the charge / discharge mode of 4 12-volt batteries and an example of calculating the dimensionless state coefficient Q t, n for each battery.
В данной таблице первая строка 1 соответствует режиму буферного заряда, т.е. нахождение АБ в заряженном состоянии, строки 2-6 соответствуют измерениям в режиме разряда, строки 7-14 соответствуют измерениям в режиме нахождения АБ в разряженном состоянии без нагрузки, строки 15-23 соответствуют измерениям, осуществленным в режиме заряда АБ.In this table, the
Поскольку значения Qt,n рассчитываются за период измерений не менее одного периода дискретизации, то параметры Qt,n в примере приведены, начиная со второго измерения, фиксирующего первый интервал периода дискретизации за весь период измерения. Очевидно, что значения Qt,n аккумуляторов АБ на первых интервалах дискретизации (строки 1-3) существенно превышают среднее значение параметров (равное 1), что вызвано особенностью метода суммирования, характеризующегося высокой погрешностью при малой выборке оцениваемых значений. Однако уже начиная с третьего интервала дискретизации, т.е. при проведении 4 измерения, осуществляемого в приведенном примере через 3 минуты, значения Qt,n стабилизируются и дают объективное представление о работоспособности аккумуляторов, что говорит о высокой надежности данного метода контроля качества аккумуляторов в АБ.Since the values of Q t, n are calculated for the measurement period of at least one sampling period, the parameters Q t, n in the example are given starting from the second measurement, fixing the first interval of the sampling period for the entire measurement period. Obviously, the values of Q t, n of the accumulator batteries in the first sampling intervals (lines 1-3) significantly exceed the average value of the parameters (equal to 1), which is caused by the peculiarity of the summation method, which is characterized by a high error with a small sample of estimated values. However, starting from the third sampling interval, i.e. when 4 measurements are carried out in the above example after 3 minutes, the values of Q t, n are stabilized and give an objective idea of the performance of the batteries, which indicates the high reliability of this method of battery quality control in batteries.
Изменение значения безразмерного коэффициента состояния Qt,n при измерениях на начальной стадии перехода в режим заряда АБ (строка 15) обусловлено неизбежными в данной ситуации скачками напряжения, что и нашло отражение в значениях измеренных напряжений на аккумуляторах и АБ и, соответственно, в значениях Qt,n. Однако, уже начиная со следующего измерения (строка 16), значения Qt,n стабилизируются, что подтверждает надежность данного способа оценки состояния аккумуляторов в АБ, представляющего объективную картину состояния аккумуляторов в сети за период измерений, включающий несколько периодов дискретизации, предпочтительно больше 10.The change in the value of the dimensionless state coefficient Q t, n during measurements at the initial stage of transition to the battery charge mode (line 15) is caused by voltage jumps that are inevitable in this situation, which was reflected in the values of the measured voltages on the batteries and batteries and, accordingly, in the values of Q t, n . However, starting from the next measurement (line 16), the values of Q t, n are stabilized, which confirms the reliability of this method of assessing the state of batteries in the battery, which presents an objective picture of the state of the batteries in the network for the measurement period, including several sampling periods, preferably more than 10.
Таким образом, из расчета параметров безразмерных коэффициентов состояния для каждого из 4-х аккумуляторов Qt,l-Qt,4 видно, что даже небольшой набор данных, а именно 23 измерения за 23 минуты, позволяет выделить наиболее плохие аккумуляторы в АБ (первый и второй аккумуляторы).Thus, from the calculation of the parameters of dimensionless state coefficients for each of the 4 batteries Q t, l -Q t, 4 it can be seen that even a small data set, namely 23 measurements in 23 minutes, allows you to select the worst batteries in the battery (first and second batteries).
Наибольшее влияние на рассчитываемые коэффициенты оказывают значения напряжений на первом и втором аккумуляторах, полученные в результате 2, 6-8 измерений. Как видно из таблицы, первый и второй аккумуляторы характеризуются более высокими значениями Qt,n, причем второй аккумулятор очевидно обладает худшими значениями Qt,n, начиная с первых измерений. Первый аккумулятор, обладая в начале исследований повышенными значениями Qt,n (не более 0,6), демонстрирует сначала постепенное увеличение значения Qt,n до значения, близкого к единице, и затем существенное ухудшение значения Qt,n после перехода АБ в режим заряда, что свидетельствует о резком и необратимом изменении физико-химических параметров аккумулятора. При этом снижение значений Qt,n для остальных аккумуляторов при переходе АБ в режим заряда объясняется естественным улучшением параметров аккумулятора со стабильными физико-химическими свойствами в режиме заряда. При этом аккумуляторы, находящиеся в рабочем состоянии, и аккумуляторы деградировавшие реагируют на переход АБ в режим заряда одинаково уменьшением значения, однако перепад значения Qt,n тем меньше, чем лучше физико-химические параметры аккумулятора и выше его работоспособность. Таким образом, очевидно, что данный способ оценки состояния аккумуляторов в АБ позволяет не только осуществлять отбор неисправных аккумуляторов на основании стабильно высокого показателя значения Qt,n за период измерений, больший одного периода дискретизации, но и осуществлять контроль состояния в течение периода измерений, позволяющий планировать сроки замены аккумулятора в АБ по динамике изменения значения коэффициента Qt,n в течение периода наблюдения. Представленные в таблице значения Qt,n подтверждают, что отклонение значения Qt,n от 1 на 40% свидетельствует о необратимой деградации аккумулятора, а значения Qt,n, близкие к 1, относятся к аккумуляторам с нестабильными параметрами и пониженной работоспособностью. Очевидно, что для отбраковки аккумуляторов пороговое значение 40% достоверно подтверждает неработоспособность аккумулятора, в то же самое время нижний предел диапазона для выбора порогового значения может быть выбран исходя из требований условий эксплуатации АБ и, для достоверности результатов, превышать значение 1. Наиболее оптимальным значением нижнего предела следует принять 10% как значение, которое достоверно отображает необратимые процессы, протекающие в аккумуляторе.The greatest influence on the calculated coefficients is exerted by the voltage values on the first and second accumulators obtained as a result of 2, 6-8 measurements. As can be seen from the table, the first and second batteries are characterized by higher values of Q t, n , and the second battery obviously has worse values of Q t, n, starting from the first measurements. The first battery, possessing at the beginning of studies increased values of Q t, n (not more than 0.6), first shows a gradual increase in the value of Q t, n to a value close to unity, and then a significant deterioration in the value of Q t, n after the transition of AB to charge mode, which indicates a sharp and irreversible change in the physico-chemical parameters of the battery. In this case, the decrease in the values of Q t, n for the remaining batteries during the transition of the battery to the charge mode is explained by the natural improvement of the battery parameters with stable physicochemical properties in the charge mode. At the same time, the batteries in working condition and the batteries degraded respond to the transition of the battery to charge mode with the same decrease in value, however, the difference in the value of Q t, n is the smaller, the better the physicochemical parameters of the battery and its higher performance. Thus, it is obvious that this method of assessing the condition of batteries in the battery allows not only the selection of faulty batteries based on a stably high indicator of the value of Q t, n for the measurement period greater than one sampling period, but also to monitor the state during the measurement period, allowing to plan the time for replacing the battery in the battery according to the dynamics of changing the coefficient Q t, n during the observation period. The values of Q t, n presented in the table confirm that a deviation of Q t, n from 1 by 40% indicates irreversible degradation of the battery, and values of Q t, n close to 1 refer to batteries with unstable parameters and reduced performance. Obviously, for the rejection of batteries, a threshold value of 40% reliably confirms the inoperability of the battery, at the same time, the lower limit of the range for choosing a threshold value can be selected based on the requirements of the operating conditions of the battery and, for the reliability of the results, exceed the
Если при разряде или заряде АБ может быть использован стабильный ток и известно его значение, то из представленных выше формул может быть рассчитано внутреннее сопротивление Ran,i каждого аккумулятора:If a stable current can be used when discharging or charging the battery and its value is known, then from the above formulas the internal resistance Ra n, i of each battery can be calculated:
Ran,i=(Uan,i-Uan,i-1)/dIi Ra n, i = (Ua n, i -Ua n, i-1 ) / dI i
Этот параметр может быть использован как для сравнения с остальными аккумуляторами, так и с приведенным производителем в паспорте аккумулятора, расширяя тем самым возможности оценки состояния аккумуляторов в аккумуляторной батарее согласно изобретению, в том числе и по характеристике изменения внутреннего сопротивления каждого аккумулятора АБ.This parameter can be used both for comparison with other batteries, and with the manufacturer's data in the battery certificate, thereby expanding the ability to assess the condition of the batteries in the battery according to the invention, including the change in the internal resistance of each battery AB.
Так как при эксплуатации системы постоянно происходит заряд-разряд АБ, будет происходить и постоянный расчет безразмерного коэффициента состояния аккумулятора Qt,n, соответствующий состоянию конкретного аккумулятора АБ вSince during the operation of the system the charge-discharge of the battery constantly occurs, there will also be a constant calculation of the dimensionless coefficient of state of the battery Q t, n , corresponding to the state of a specific battery in
конкретной системе питания и при конкретных режимах эксплуатации.specific power system and specific operating conditions.
Таким образом, данный способ позволяет оценивать состояние аккумуляторов в АБ, используя в качестве возмущающего воздействия процессы, происходящие в системе питания. К таким воздействиям можно отнести, например, переход системы питания на питание от аккумуляторов вследствие отключения подачи внешней электроэнергии и последующий заряд АБ. Это обусловливает максимальное соответствие режима контроля режиму эксплуатации системы питания с АБ.Thus, this method allows you to assess the condition of the batteries in the battery, using processes in the power system as a disturbing effect. Such effects include, for example, the transition of the power system to battery power due to the disconnection of external power supply and the subsequent charge of the battery. This determines the maximum compliance of the control mode with the operating mode of the power system with battery.
Большинство современных систем питания производят регулярные циклы заряда-разряда АБ в процессе эксплуатации. Расчет параметров АБ в период таких циклов позволяет набирать статистику по изменению параметров аккумуляторов не только по отношению друг к другу, но и в процессе старения. При необходимости проведения или внепланового теста АБ достаточно произвести один цикл разряда-заряда. Полученные данные будут отображать текущее состояния АБ в целом и каждого аккумулятора в отдельности.Most modern power systems produce regular battery charge-discharge cycles during operation. Calculation of AB parameters during such cycles allows you to collect statistics on changes in battery parameters not only in relation to each other, but also during aging. If it is necessary to conduct an unscheduled test of AB, it is enough to carry out one discharge-charge cycle. The data obtained will display the current state of the battery as a whole and each battery separately.
Одновременно с контролем аккумуляторов может производиться и контроль соединителей аккумуляторов (перемычек, клемм). Данные параметры могут контролироваться как отдельно, так и вместе с аккумуляторами. В первом случае требуется измерение падения напряжения на соединителях, в последнем случае (фиг.2) измеряется напряжение на аккумуляторе 2 совместно с соединителем 4. При увеличении сопротивления соединителя 4 (как правило, это связано с увеличением сопротивления контакта при присоединении аккумулятора к соединителю) внутренне сопротивление пары аккумулятор-соединитель возрастает, что и приводит к значительному отклонению рассчитываемых параметров. Определение безразмерного коэффициента состояния соединителей аккумуляторов будет осуществляться аналогично, вышеописанным способом.At the same time as monitoring the batteries, battery connectors (jumpers, terminals) can also be monitored. These parameters can be monitored either separately or together with batteries. In the first case, it is necessary to measure the voltage drop across the connectors, in the latter case (Fig. 2), the voltage on the
Одновременно с рассчитанным значением качества АБ за период измерений t также фиксируют и сохраняют статистически обработанные значения напряжения на аккумуляторах, такие как минимальное, максимальное, среднее значение, разброс, отклонение значений напряжения за период сохранения (например, за 1 час). Также стоит отметить важность сохранения такого параметра, как температура аккумулятора. Температура не используется для вычисления в данном способе, но может быть полезна для оценки условий эксплуатации.Simultaneously with the calculated value of the quality of the battery for the measurement period t, statistically processed values of the voltage on the batteries are also recorded and stored, such as the minimum, maximum, average value, spread, deviation of the voltage values during the storage period (for example, for 1 hour). It is also worth noting the importance of maintaining a parameter such as battery temperature. Temperature is not used for calculation in this method, but may be useful for assessing operating conditions.
Таким образом, реализация способа, согласно изобретению, требует наличия измерительного оборудования для измерения напряжения и устройства, обладающего памятью для хранения результатов.Thus, the implementation of the method according to the invention requires measuring equipment for measuring voltage and a device having a memory for storing the results.
Наиболее просто способ может быть реализован на базе микропроцессорной системы, состоящей из получивших широкое применение в измерительной технике микропроцессора, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), блока памяти для хранения измерений и индикатора и/или интерфейса для передачи сохраненной и накопленной информации по результатам измерений и вычислений в другую автоматизированную систему. Объем памяти измерений, исходя из расчета эксплуатации АБ в течение 10 лет, состоящей из 30-ти 2-х вольтовых элементов (типичная система на 60 вольт для городских и сельских АТС), составляет 64 Мбайт. Данное значение получено исходя из хранения результатов измерений (10 слов по 16 бит) и расчета обобщенного параметра 1 раз в час. В настоящее время такой объем информации легко реализуется на базе одной микросхемы флеш-памяти, например, K9WBG08U1M имеет объем 64 Гбит, и, таким образом, вся система измерений, вычисления безразмерного коэффициента состояния каждого аккумулятора, хранения и индикации результатов измерений может быть реализована на микропроцессоре со встроенным АЦП, программно реализованным интерфейсом и микросхеме памяти.The simplest method can be implemented on the basis of a microprocessor system, consisting of a microprocessor that has been widely used in measurement technology, an analog-to-digital converter (ADC), a memory unit for storing measurements, and an indicator and / or interface for transmitting stored and accumulated information according to the measurement results and computing to another automated system. The amount of measurement memory, based on the calculation of battery operation for 10 years, consisting of 30 2-volt cells (a typical 60-volt system for urban and rural exchanges), is 64 MB. This value is obtained based on the storage of measurement results (10 words of 16 bits) and calculation of the
Пример реализации системы контроля технического состояния аккумуляторов, согласно изобретению, представлен на фиг.3.An example implementation of a system for monitoring the technical condition of batteries according to the invention is presented in FIG. 3.
Для реализации способа значения напряжения, измеренные на каждом из аккумуляторов 2, поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 6 (АЦП) и далее в цифровом формате поступают на микропроцессор 7, который программным образом осуществляет сохранение данных измерений в постоянное запоминающее устройство 8 (ПЗУ), а также программным способом осуществляет расчет безразмерного коэффициента состояния каждого аккумулятора по измеренным напряжениям и передает полученные данные в ПЗУ 8 и на устройство 5 отображения информации, выполненное, например, в виде жидкокристалического индикатора или дисплея. При формировании и направлении посредством последовательного интерфейса 9 запроса на микропроцессор 7 данные из ПЗУ 8 за любой период измерений передаются на устройство отображения информации 5 и в другую автоматизированную систему (на фиг.3 не показана).To implement the method, the voltage values measured on each of the
Таким образом, предлагаемый способ оценки технического состояния и отбраковки аккумуляторов в АБ может быть реализован промышленным способом с использованием известных устройств и имеет следующие достоинства перед аналогами:Thus, the proposed method for assessing the technical condition and rejection of batteries in the battery can be implemented industrially using known devices and has the following advantages over analogues:
- позволяет осуществлять непрерывный контроль и определять параметры качества аккумуляторов, не выводя систему электропитания и АБ из эксплуатации;- allows for continuous monitoring and determining the quality parameters of batteries, without taking the power supply system and battery out of operation;
- позволяет исключить дополнительную нагрузку эксплуатируемой системы по переменному и постоянному току, а также большими импульсными токами;- allows you to eliminate the additional load of the operating system for alternating and direct current, as well as high pulse currents;
- не оказывает влияния на количество циклов заряд-разряд;- does not affect the number of charge-discharge cycles;
- позволяет осуществлять контроль во всех режимах эксплуатации АБ и системы питания в целом - разряд, заряд, работа в буферном режиме, быстром заряде, что позволяет оценивать качество аккумуляторов в конкретный условиях эксплуатации;- allows you to monitor in all operating modes of the battery and the power system as a whole - discharge, charge, work in buffer mode, fast charge, which allows you to assess the quality of the batteries in specific operating conditions;
- упрощает аппаратуру контроля и таким образом уменьшает стоимость и увеличивает надежность диагностики;- simplifies the control equipment and thus reduces the cost and increases the reliability of diagnostics;
- подходит для любых систем, даже не оснащенных функциями контрольного разряда;- suitable for any systems that are not even equipped with control discharge functions;
- производит непрерывный контроль цепей соединения аккумуляторов в АБ (таких, как клеммы, перемычка, провода, шунты).- performs continuous monitoring of battery connection circuits in the battery (such as terminals, jumper, wires, shunts).
ЛитератураLiterature
1. ГОСТ Р МЭК 60896-2-99. Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний. Часть 2. Закрытые типы.1. GOST R IEC 60896-2-99. Lead-acid stationary batteries. General requirements and test methods.
2. Гусев Ю.П., Дороватовский Н.М., Поляков А.М. Оценка технического состояния аккумуляторных батарей электростанций и подстанций в процессе эксплуатации. Электро, 2002, №5. с.34-38.2. Gusev Yu.P., Dorovatovsky N.M., Polyakov A.M. Assessment of the technical condition of the batteries of power plants and substations during operation. Electro, 2002, No. 5. p. 34-38.
3. Таганова А.А., Бубнов Ю.И., Орлов С.Б. Герметичные химические источники тока: элементы и аккумуляторы, оборудование для испытаний и эксплуатации. - СПб.: Химиздат.2005.3. Taganova A.A., Bubnov Yu.I., Orlov S.B. Sealed chemical current sources: cells and batteries, equipment for testing and operation. - SPb .: Khimizdat. 2005.
4. http://www.vestnik-sviazy.ru/t/e.107_plugins/ content/content.php?content.1564. http://www.vestnik-sviazy.ru/t/e.107_plugins/ content / content.php? Content.156
5. "РД 45.120-2000 (НТП 112-2000). Нормы технологического проектирования, городские и сельские телефонные сети" (утв. Минсвязи РФ 12.10.2000).5. "RD 45.120-2000 (NTP 112-2000). Standards for technological design, urban and rural telephone networks" (approved by the Ministry of Communications of the Russian Federation 12.10.2000).
Claims (4)
где Qt,n - безразмерный коэффициент состояния n-го аккумулятора в аккумуляторной батарее за период измерения t в диапазоне от первого измерения t1 до конечного tk:
Ui - напряжение на аккумуляторной батарее при i-м измерении;
Uan,i - напряжение на n-м аккумуляторе при i-м измерении;
Usi - среднее значение напряжения аккумуляторов в аккумуляторной батарее при i-м измерении, при этом оценку технического состояния аккумуляторов осуществляют по величине отклонения значения безразмерного коэффициента состояния от 1, а отбраковку неисправных аккумуляторов производят при превышении значения безразмерного коэффициента 1 более чем на пороговое значение, выбираемое из диапазона 10-40% за период измерений в зависимости от требований режимов эксплуатации.1. A method for assessing the technical condition and rejection of batteries in a rechargeable battery, characterized in that measuring instruments for measuring voltage are connected to the rechargeable battery and its constituent batteries, and during operation of the rechargeable battery, the voltage across each rechargeable battery and rechargeable battery is measured quasi-continuously with a constant sampling time interval the battery as a whole, record the measured values with the possibility of saving and storing the result in measurements during the life of each battery, and from the measured voltage values of each battery and battery for a measurement period of more than one sampling interval, the dimensionless coefficient of state of the battery is calculated, which is an indicator of the ratio of the energy given by the battery for the measurement period to the amount of energy, corresponding to the average value of energy given by the batteries in the battery during the measurement period, determined empirically by mule
where Q t, n is the dimensionless coefficient of state of the n-th battery in the battery for the measurement period t in the range from the first measurement t 1 to the final t k :
U i - voltage on the battery during the i-th measurement;
Ua n, i is the voltage on the nth battery during the i-th measurement;
Us i is the average value of the voltage of the batteries in the battery during the i-th measurement, while the technical condition of the batteries is estimated by the deviation of the value of the dimensionless state coefficient from 1, and faulty batteries are rejected when the value of the dimensionless coefficient 1 is exceeded by more than a threshold value, selected from the range of 10-40% for the measurement period, depending on the requirements of the operating modes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009145966/28A RU2466418C2 (en) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Method of evaluating technical condition and processing accumulators in accumulator batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009145966/28A RU2466418C2 (en) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Method of evaluating technical condition and processing accumulators in accumulator batteries |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009145966A RU2009145966A (en) | 2011-06-20 |
| RU2466418C2 true RU2466418C2 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=44737524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009145966/28A RU2466418C2 (en) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Method of evaluating technical condition and processing accumulators in accumulator batteries |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2466418C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194711U1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Мовиком" | Wireless Battery Management Software and Hardware |
| RU208863U1 (en) * | 2021-10-04 | 2022-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ" (ООО "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ") | BUILT-IN DEVICE FOR REMOTE BATTERY CONTROL |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1065933A1 (en) * | 1982-02-25 | 1984-01-07 | Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for checking serviceability of storage cells in battery and determining termination of discharge of storage battery |
| JP2002334726A (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | Device and method for detecting abnormal cell of battery assembly |
| EP1289096A2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Hitachi, Ltd. | Battery apparatus for controlling plural batteries and control method of plural batteries |
| RU2326473C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-10 | Виктор Александрович Дзензерский | Electric method of accumulator batteries quality control |
-
2009
- 2009-12-07 RU RU2009145966/28A patent/RU2466418C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1065933A1 (en) * | 1982-02-25 | 1984-01-07 | Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for checking serviceability of storage cells in battery and determining termination of discharge of storage battery |
| JP2002334726A (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | Device and method for detecting abnormal cell of battery assembly |
| EP1289096A2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Hitachi, Ltd. | Battery apparatus for controlling plural batteries and control method of plural batteries |
| RU2326473C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-10 | Виктор Александрович Дзензерский | Electric method of accumulator batteries quality control |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194711U1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Мовиком" | Wireless Battery Management Software and Hardware |
| RU208863U1 (en) * | 2021-10-04 | 2022-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ" (ООО "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ") | BUILT-IN DEVICE FOR REMOTE BATTERY CONTROL |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009145966A (en) | 2011-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2397863B1 (en) | System for monitoring the status of a battery | |
| US4697134A (en) | Apparatus and method for measuring battery condition | |
| JP5818878B2 (en) | Lithium ion battery charge state calculation method | |
| US11046188B2 (en) | System for determining an indicator of an internal leakage current of a battery entity | |
| US7619417B2 (en) | Battery monitoring system | |
| EP2233937B1 (en) | Method for determining the state of health of a battery | |
| US9841465B2 (en) | Battery DC impedance measurement | |
| US10845421B2 (en) | Storage battery evaluation device, energy storage system, and storage battery evaluation method | |
| CN109856548B (en) | Power battery capacity estimation method | |
| WO2003034084A1 (en) | Electronic battery tester with relative test output | |
| KR20040016808A (en) | Power storage system having detecting device for detecting internal state of a rechargeable battery | |
| US7332913B2 (en) | Method and apparatus for determining to which battery cell in a string of battery cells a test instrument is connected | |
| CN203405512U (en) | Lead acid storage battery shorting current and internal resistance level testing device | |
| US11415634B2 (en) | Battery performance assessment method and apparatus | |
| RU194711U1 (en) | Wireless Battery Management Software and Hardware | |
| KR20210066609A (en) | Apparatus and method for diagnosing abnormal degratdated battery cell | |
| CN111208352A (en) | Storage battery internal resistance measuring method and system | |
| CN107430172B (en) | Battery monitoring apparatus and method using discharge pulse measurements | |
| RU2466418C2 (en) | Method of evaluating technical condition and processing accumulators in accumulator batteries | |
| US20220285957A1 (en) | Cell Fault Detection in Batteries with Parallel Cells | |
| CN117491896A (en) | Battery cell health state assessment method and device and electronic equipment | |
| CN116840702A (en) | Method and device for detecting abnormality of storage battery in running state | |
| Lazzarin et al. | A system for state-of-health diagnosis of lead-acid batteries integrated with a battery charger | |
| KR20200005104A (en) | Method for detecting fault of battery pack and apparatus performing the same | |
| KR20210037263A (en) | Apparatus and method for monitoring state of ess |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131208 |