蓄電池的檢測方法
2023-04-24 16:14:01 2
蓄電池的檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種蓄電池的檢測方法，所述方法包括：採集蓄電池在連續和長時間工作下的長時工作數據；根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的工作曲線；採集蓄電池當前工作的當前工作數據；從所述工作曲線上查找所述當前工作數據的對應數據；根據所述對應數據判斷所述蓄電池的當前工作情況。本發明蓄電池的檢測方法，利用長時間採集的長時工作數據得到工作曲線，利用工作曲線圖預測電池性能，最大限度降低成本。根據數據的長期跟蹤記錄，可分析維護效果。
【專利說明】蓄電池的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種蓄電池檢測方法，尤其是一種長時間的對蓄電池進行檢測的方法。
【背景技術】
[0002]蓄電池在很多場合都需要使用，而且蓄電池是典型的啞設備，加上數量巨大，而現有技術並沒有沒有完整的閉環監測管理體系和完善的性能檢測手段。而對於蓄電池的數據採集也很不完備，沒有精準的展示變化過程，所以不能進行量化和維護。蓄電池的故障率很高，使用壽命很短。
[0003]所以現有的蓄電池檢測方法無法實現對蓄電池的精確監控，無法及時得知或者預測蓄電池處於故障狀態從而無法對蓄電池進行維護或更換，從而造成很高的經濟成本。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種蓄電池的檢測方法，利用長時間採集到的數據來分析得到蓄電池的當前工作狀況。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了一種蓄電池的檢測方法，所述方法包括:
[0006]採集蓄電池在連續和長時間工作下的長時工作數據；
[0007]根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的工作曲線；
[0008]採集蓄電池當前工作的當前工作數據；
[0009]從所述工作曲線上查找所述當前工作數據的對應數據；
[0010]根據所述對應數據判斷所述蓄電池的當前工作情況。
[0011]所述採集蓄電池在連續和長時間工作下的長時工作數據具體為，每隔固定時間間隔採集蓄電池在長時間工作下的長時工作數據。
[0012]所述根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的工作曲線具體為，所述根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的多個參數工作曲線或者混合參數工作曲線。
[0013]所述從所述工作曲線上查找所述當前工作數據的對應數據具體為，利用所述多個參數工作曲線或者混合參數工作曲線，根據所述當前工作數據，從所述混合參數工作曲線上查找所述當前工作數據的多個對應數據。
[0014]所述根據所述對應數據判斷所述蓄電池的當前工作情況後還包括:根據所述多個對應數據，判斷所述蓄電池是否故障，故障原因。
[0015]所述工作數據具體為電壓、電流和溫度。
[0016]本發明蓄電池的檢測方法，利用長時間採集的長時工作數據得到工作曲線，利用工作曲線圖預測電池性能，最大限度降低成本。根據數據的長期跟蹤記錄，可分析維護效
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【專利附圖】
【附圖說明】[0017]圖1為本發明蓄電池的檢測方法的流程圖；
[0018]圖2為本發明蓄電池的檢測方法的工作曲線圖之一；
[0019]圖3為本發明蓄電池的檢測方法的工作曲線圖之二。
【具體實施方式】
[0020]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0021]圖1為本發明蓄電池的檢測方法的流程圖，如圖所示，本實施例具體包括如下步驟:
[0022]步驟101，採集蓄電池在連續和長時間工作下的長時工作數據；
[0023]具體的，可以每隔固定時間間隔採集蓄電池在長時間工作下的長時工作數據；
[0024]優選的，利用算法和工作數據採集設備，按一定的時間間隔(例如每8分鐘)採集一次蓄電池的長時工作數據，並且同時記錄長時工作數據的採集時間。採集的長時工作數據包括但不限於:電壓、電流、溫度等等。數據的採集的重點在於長期跟蹤記錄各個維度的數據，縱向的分析數據可以提高數據的可追溯性。可以從不同維度記錄蓄電池的停電數據，維度可以是按地區記錄，按月份記錄，按停電時間長短記錄，停電數據，當然包括但不限於以上維度。
[0025]步驟102，根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的工作曲線；
[0026]具體的，根據長時工作數據描繪所述蓄電池的多個參數工作曲線或混合參數工作曲線；
[0027]優選的，採集到的長時工作數據通過工具和算法以需要的維度展示出來，包括但不限於電壓與時間的曲線圖、電流與時間的曲線圖、溫度與時間的曲線圖、停電時長與地區的曲線圖以及在同一個圖中展示的混合參數曲線圖。
[0028]圖2為本發明蓄電池的檢測方法的工作曲線圖之一，某基站，停電後來電的一段情況，圖中為電壓-時間曲線。
[0029]橫坐標為數據採集時間，每10分鐘採集一次，縱坐標為總電壓值。如圖所示，當市電出現故障停止供電時，蓄電池電壓從54伏快速下降到49伏，之後緩慢的線性下降，當電壓下降到接近48伏時，市電來電，蓄電池停止放電，市電給蓄電池均充電，電壓快速上升到接近56伏，均充結束後轉入浮充。
[0030]圖3為本發明蓄電池的檢測方法的工作曲線圖之二，某基站，停電後來電的一段情況，圖中為電流-時間曲線。
[0031]橫坐標為數據採集時間，每10分鐘採集一次，縱坐標為一組電流值。如圖所示，當市電出現故障停止供電時，蓄電池開放電，電流從O值快速變為-20A，在放電期間，基本保持不變，當市電來電時，蓄電池停止放電，市電給蓄電池供電，蓄電池電流為+30A，之後逐漸減小，直到浮充變為O。
[0032]對蓄電池進行長期的長時數據採集跟蹤，形象化展示出各種所需維度的數據曲線。例如分析電壓電流時間曲線圖。例如把蓄電池充電時單流的方向定位正值，放電時電流的方向定位負值。
[0033]蓄電池所處的各個狀態的特徵為:
[0034]浮充狀態時，蓄電池電壓基本穩定，比如穩定為54伏左右；蓄電池電流基本為零值，由於一些實際存在的因素，在零值附件有較小的波動。
[0035]恆流充狀態:電流以一正值恆定不變；電壓呈逐漸變大的趨勢。
[0036]恆壓充狀態:電壓以一正值恆定不變；電流為正值，呈逐漸減小的趨勢。
[0037]放電狀態:電流為負值；電壓呈減小的趨勢；
[0038]從電壓時間曲線圖中，可以看到電壓按時間的各個階段的值及變化趨勢。從電流時間曲線圖中，可以看到電流按時間的各個階段的值及變化趨勢。綜合對比分析電壓電流曲線圖，判斷蓄電池的運行現狀。
[0039]步驟103，採集蓄電池當前工作時的工作數據；
[0040]步驟104，從工作曲線上查找所述當前工作數據的對應數據；
[0041]利用所述多個參數工作曲線或者混合參數工作曲線，根據所述當前工作數據，從所述混合參數工作曲線上查找所述當前工作數據的多個對應數據。
[0042]步驟105，根據所述對應數據判斷所述蓄電池的當前工作情況。
[0043]通過曲線圖分析蓄電池的運行狀態的規則:
[0044]放電:開始放電時，蓄電池的電壓會從原來的值瞬間降低，一般降低的差值為3-4伏左右，具體電池因性能不同會有所不同。降低後電壓會有一個小幅度的回升，然後緩慢下降；放電時電流會從正值或零值瞬間降為負值，在整個放電過程電流值都為負值。
[0045]來電:來電時，蓄電池電壓會瞬間升高，然後緩慢上升開始充電，充滿後進入浮充；電流瞬間由負值變為正值，保持平穩一段時間後下降或直接逐漸下降。
[0046]恆流充電:來電後，若進入橫流充電，則電流基本恆定，電壓逐漸升高。
[0047]恆壓充電:此階段，電壓恆定不變，電流逐漸減小。
[0048]一次下電:當蓄電池放電到一定值後，為了延長蓄電池的放電時長，關閉一些設備，即為一次下電。一次下電後，蓄電池仍是放電狀態，蓄電池電壓有小幅的的回升，電流仍為負值，與之前相比絕對值較低很多，以小電流放電。
[0049]油機發電:大功率油機發電，可能會同時給蓄電池充電，此時蓄電池電壓升高，電流為正值；小功率油機發電，可能會不能滿足供電要求，蓄電池需一起供電，此時，蓄電池電壓降低，電流為負值。油機發電的情況較複雜，需在長期數據比較時具體情況具體分析。
[0050]在蓄電池的正常運行時，可能會遇到頻繁放電的現象，可能會導致數據變化不穩定；也可能會存在有噪聲點；在分析蓄電池數據時，應整體縱向長期跟蹤，才增加數據的正確性。
[0051]在對蓄電池數據進行分析時，涉及到的狀態包括但不限於以上狀態以及可能的情況。
[0052]將採集到的數據進行整理分析，通過算法找到一些可以標識運行狀態和電池性能的參數。比如，包括但不限於T48、T90、C48以及冗餘時長等等。
[0053]蓄電池組T48放電時長:蓄電池組所在供電單元，當發生停電故障時，由蓄電池組開始放電的時刻與蓄電池組系統輸出總電壓下降到48V的時刻的差值，稱該值為蓄電池組T48放電時長，單位為小時。
[0054]蓄電池組T90放電時長:蓄電池組所在地(區縣級)，當發生停電故障時，90%以下的停電時長小於某一值，稱該值為蓄電池組T90放電時長,單位為小時。
[0055]此指標為統計學意義，因此對應的理論是概率論裡的中心極限定理。在計算上，通過計算某一地區停電時長的分布的均值和標準差，然後查標準正態分布表可以查出相應的T90值。通過長期分析從動環提取的停電狀況，我們發現停電是有規律可預測的，且非常符合正態分布曲線，如果能長期跟蹤，並結合往年的歷史數據，可對每個區域的電網狀況進行預判，並提前分類分片預防。這個T90數據，是在刨除小概率事件和自然停電事件後，對該網絡中所有供電單元的最小可放電時長的一個從數據上的明確要求，對重點站、常規站、難點站增加不同的補充時間即可對所有供電單元的蓄電池後備時長提出清晰的要求。能達到這個時長，從理論上即可認為只有10%的停電狀況可能需要去發電。
[0056]蓄電池組C48:蓄電池組的輸出總電壓下降到48V時的放出容量，此指標為具體值。
[0057]實踐中以C48的變化作為評判蓄電池下降趨勢的依據(在維護中，相對容易做到在到達48V之前的蓄電池放電曲線是基本線性或可預測的)，跟蹤單站一段時間的最大停電時段內的T48和C48變化趨勢，可以實現對全網整體後備電源情況的橫向比較和判斷。
[0058]供電單元蓄電池組冗餘時長的定義:蓄電池組T48放電時長與供電單元T90放電時長的差值，即為蓄電池組冗餘時長，單位為小時。
[0059]步驟106，根據所述多個對應數據，判斷所述蓄電池是否故障，故障原因。
[0060]具體的，分析蓄電池故障如下:
[0061]根據長期的長時工作數據跟蹤得到的參數工作曲線，進行深度分析的規則。
[0062]電壓_時間曲線圖:放電期間，在電壓穩定階段，可能但不限於有以下幾種情況:
[0063]電壓線性緩慢降低:蓄電池性能較好；
[0064]電壓以拋物線趨勢變化:可能有落後單體存在；需更換蓄電池落後單體(或進行其他調整)；
[0065]電壓曲線出現明顯拐點:可能是有部分單體已放完電量；需更換蓄電池落後單體；
[0066]電流_時間曲線圖:放電期間，兩組蓄電池並聯供電，單流曲線圖可以但不限於有以下幾種情況:
[0067]放電前期兩組蓄電池電流分叉:兩組蓄電池放電能力不均衡，可能是因為其中一組內阻較大；可能需緊螺絲；需要說明的是，導致不均衡的原因不限於所列；
[0068]放電後期兩組蓄電池電流分叉:兩組蓄電池性能不均衡，有一組實際容量較小；
[0069]針對曲線圖分析性能和故障的規則，包括但不限於以上情況。所述維護方案，包括但不限於以上情況，具體問題以實際為準。
[0070]現有的蓄電池的運行狀態的數據，只是採集近幾次或某個短時間內的數據，不能縱向整體對比。採集數據的維度範圍有限，缺乏全局性的綜合對比，丟失了大量的可預測信息，阻礙對蓄電池的深度分析。若採集到的是發生意外時的數據，則僅僅考慮此次事件或依據短時間內的記錄去做數據分析，會嚴重影響對整體的判斷，數據的可靠性很低。
[0071]而且現有的蓄電池數據只是以表格的形式抽象的存儲數據，在查找時會遇到數量大、條目繁瑣的問題，人為的觀察也會遺漏數據，導致錯誤判斷，更不能去進行縱向對比以及其它各種維度的比較。在分析查找一次放電記錄時，不能有效的展示各個時間點的差異，達不到全局展示的效果，影響對數據的推斷力和對比力。
[0072]另外，現有技術只能初步粗略的根據電流正負的變化來判斷蓄電池充放電兩種狀態，至於蓄電池處於充放電過程的哪個具體的階段、下一個時間段的趨勢、蓄電池目前的運行狀況、存在的故障、可能的原因、兩組蓄電池的充放電能力以及供電單元運營風險的分析都不能進進行判斷。對於精細化的維護是嚴重的缺失。
[0073]本發明蓄電池的檢測方法，利用長時間採集的長時工作數據得到工作曲線，利用工作曲線圖預測電池性能、評估運營風險。因為長期跟蹤的長時工作數據計算得出T48和C48等，可預測蓄電池的當期容量，分析蓄電池的性能。根據冗餘時長得出供電單元運營風險。合理進行油機發電，最大限度降低成本。根據數據的長期跟蹤記錄，可分析維護效果。
[0074]專業人員應該還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、計算機軟體或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬體和軟體的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
[0075]結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬體、處理器執行的軟體模塊，或者二者的結合來實施。軟體模塊可以置於隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬碟、可移動磁碟、CD-ROM、或【技術領域】內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
[0076]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種蓄電池的檢測方法，其特徵在於，所述方法包括: 採集蓄電池在連續和長時間工作下的長時工作數據； 根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的工作曲線； 採集蓄電池當前工作的當前工作數據； 從所述工作曲線上查找所述當前工作數據的對應數據； 根據所述對應數據判斷所述蓄電池的當前工作情況。
2.根據權利要求1所述的蓄電池的檢測方法，其特徵在於，所述採集蓄電池在連續和長時間工作下的長時工作數據具體為，每隔固定時間間隔採集蓄電池在長時間工作下的長時工作數據。
3.根據權利要求1所述的蓄電池的檢測方法，其特徵在於，所述根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的工作曲線具體為，所述根據所述長時工作數據描繪所述蓄電池的多個參數工作曲線或者混合參數工作曲線。
4.根據權利要求3所述的蓄電池的檢測方法，其特徵在於，所述從所述工作曲線上查找所述當前工作數據的對應數據具體為，利用所述多個參數工作曲線或者混合參數工作曲線，根據所述當前工作數據，從所述混合參數工作曲線上查找所述當前工作數據的多個對應數據。
5.根據權利要求1所述的蓄電池的檢測方法，其特徵在於，所述根據所述對應數據判斷所述蓄電池的當前工作情況後還包括:根據所述多個對應數據，判斷所述蓄電池是否故障，故障原因。
6.根據權利要求1所述的蓄電池的檢測方法，其特徵在於，所述工作數據具體為電壓、電流和溫度。
【文檔編號】G01R31/36GK103884987SQ201210552388
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2012年12月19日
【發明者】胡繼業 申請人:北京創智信科科技有限公司