专利名称：蓄电池组的容量在线测算系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及蓄电池运行监控技术，具体为蓄电池组的容量在线测算系统。
背景技术：
电池是电力电源系统中直流供电系统的重要组成部分，它作为直流供电电源，主要担负着为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保继电保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。实践证实，电池和电池组的定期检测和监测是非常重要和必须的，是备用电源系统中非常重要而又往往被人们忽视的重要环节。欲准确知道电池的健康状况，只有对电池进行容量试验。核对性容量放电实验虽然能100%地测定蓄电池的容量，但是，这种测试方法有很多弊端，如成本昂贵、设备粗笨和对专人进行培训等，更主要的是这种测试必需把电池从设备上隔离开相当长的一段时间，而在这段时间里，假如没有电池做为后备电源，危险性显而易见。传统的离线容量测试法这种方法须将电池从系统上脱离下来，接上并网恒流放电仪，使电池组以恒定电流对蓄电池组进行放电，同时利用并网恒流放电仪对蓄电池组中的各电池端电压进行实时监测，直至其中有一单体的端电压到达规定的终止电压时停止放电，其放电时间与放电电流的乘积即为该电池的实际容量。此种检测方法测量电池的容量数值准确，能够清楚的判别电池是否为失效电池。但此种方法存在下列缺陷
①电池须脱离系统，若这期间市电忽然中断，另一组电池需要独自承担供电任务，增加系统瘫痪风险；
②粗笨的电热丝需要多人搬运，且至少须一人测量一人记录数据；
③个别电池端电压可能由于并网放电仪监测端电压存在误差，造成过度放电或放电不
足；
④整组电池须花费二十几小时充电，有时需离线之整流器，且易造成某几个电池过
充；
⑤须消耗大量之电能与热能。传统的容量测试法这种容量测试法不须将电池组脱离系统，只要将整流器关闭， 让电池组直接对系统放电，同时用万用表测量各电池的端电压的变化情况。这种方法相对离线容量测试法轻松、简单且节省了许多电能，但是同样由于人工测量的时间间隔，存在某些单体过度放电的可能性。装上监控系统后多少解决了这个问题，但是为安全起见，只能放电20%左右，而失效电池放电电压在放电深度20%的情况下与有效电池的放电电压不能有效区分开来，除非在较深的放电深度下才能得到体现。所以相对于通信系统低于额定容量 80%的电池视为失效电池的规定来说，这种方法也难于满足要求。

发明内容
针对上述问题，本发明提供一种测量效果好、有效提高后备电源系统可靠性的蓄电池组的容量在线测算系统。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是
蓄电池组的容量在线测算系统，包括中央处理器以及与中央处理器连接的蓄电池内阻测量单元、容量测算数据库单元，容量测算数据库单元内储存有基于各个类型的电池的内阻和容量一一对应关系建立的测算数据值，系统对蓄电池组的容量测算步骤为
A.中央处理器通过蓄电池内阻测量单元对蓄电池组中所要测量的电池的内阻数据；
B.中央处理器根据所测量的电池类型及所得的电池内阻数据从容量测算数据库单元中获得对应的测算数据值，根据测算数据值得到所测量的电池的容量大小。进一步，容量测算数据库单元中各个类型电池的内阻和容量一一对应的关系为 电池的容量大小等于该类型电池的标准内阻值除以测量的电池内阻值。进一步，步骤A中的电池内阻数据测量过程如下
Al.向所要测量的电池瞬间施放大电流，记录电池的电压大小Ul及电流大小Il ；
A2.在保持第一次大电流的情况下向所要测量的电池瞬间施放另一大电流，记录此时电池的电压大小U2及电流大小12 ；
A3.将电压U1、电压U2及电流II、电流12送入中央处理器，中央处理器根据以下运算获得所需的内阻值内阻值=(U1-U2)/ (12-11) - Ro, Ro为该类型电池的标准内阻值。进一步，本发明包括界面及通讯单元，所述界面及通讯单元与中央处理器连接，中央处理器通过界面及通讯单元与后台通讯连接。进一步，本发明包括用于对蓄电池组的运行状态进行监测的监测单元，监测单元分别与中央处理器及蓄电池内阻测量单元连接。本发明的有益效果是本发明通过蓄电池内阻测量单元对蓄电池组的各单体蓄电池进行测量，测量得到电池内阻值后接着从容量测算数据库单元获取对应容量，整个测量过程简单、可靠，能准确测算出蓄电池组中各单体电池的容量，确保蓄电池组中每一节电池运行在最优化的工作状态下，大大减少蓄电池组的维护工作，提高运行蓄电池组的可靠性及性能，减少因电池而造成的环境污染，具有良好的社会效益和环保性。


下面结合附图和具体实施方式
进行进一步的说明
图I为本发明一种实施例的系统组成框图。
具体实施例方式参照图1，本发明的蓄电池组的容量在线测算系统，包括中央处理器以及与中央处理器连接的蓄电池内阻测量单元、容量测算数据库单元，容量测算数据库单元内储存有基于各个类型的电池的内阻和容量一一对应关系建立的测算数据值，本发明既可定期自动对蓄电池组中的各单节电池进行容量测算，也可手动对蓄电池组中的各单节电池进行容量测算，使各节电池的容量得到定期的维护和实时监测。系统对蓄电池组的容量测算步骤为A.中央处理器通过蓄电池内阻测量单元对蓄电池组中所要测量的电池的内阻数据，电池内阻数据测量过程如下
Al.向所要测量的电池瞬间施放大电流，记录电池的电压大小Ul及电流大小Il ；
A2.在保持第一次大电流的情况下向所要测量的电池瞬间施放另一大电流，记录此时电池的电压大小U2及电流大小12 ；
A3.将电压U1、电压U2及电流II、电流12送入中央处理器，中央处理器根据以下运算获得所需的内阻值内阻值=(U1-U2)/ (12-11) - Ro, Ro为该类型电池的标准内阻值；
B.中央处理器根据所测量的电池类型及所得的电池内阻数据从容量测算数据库单元中获得对应的测算数据值，根据测算数据值得到所测量的电池的容量大小，容量测算数据库单元中各个类型电池的内阻和容量一一对应的关系为电池的容量大小等于该类型电池的标准内阻值除以测量的电池内阻值。系统基于所测量的内阻值获得电池组的对应容量值，当所测量的内阻越大时，电池组的容量越小。优选的是，系统还包括界面及通讯单元，所述界面及通讯单元与中央处理器连接， 中央处理器通过界面及通讯单元与后台通讯连接。中央处理器计算得到内阻值及容量值后，可以进一步通过界面及通信单元实现显示与通信。另外，为了对蓄电池组总电压、各单节蓄电池电压、充电电流、放电电流进行在线监控，系统优选包括用于对蓄电池组的运行状态进行监测的监测单元，监测单元分别与中央处理器及蓄电池内阻测量单元连接。此监测单元与界面及通讯单元配合可以便于系统及人员对蓄电池组进行监控，大大减少蓄电池组的维护工作，提高运行蓄电池组的可靠性及性能。本发明在实现时，可以采用ARM技术、BMS系统、RS-232硬件握手技术、DA技术(数模技术)等先进的硬件技术与嵌入式软件、UC/0S-II操作系统、UC/ GUI图形界面编程等先进的软件应用技术相结合，使得整体的功能更加完善，工作更加智能化。 本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.蓄电池组的容量在线测算系统，其特征在于包括中央处理器以及与中央处理器连接的蓄电池内阻测量单元、容量测算数据库单元，容量测算数据库单元内储存有基于各个类型的电池的内阻和容量一一对应关系建立的测算数据值，系统对蓄电池组的容量测算步骤为A.中央处理器通过蓄电池内阻测量单元对蓄电池组中所要测量的电池的内阻数据；B.中央处理器根据所测量的电池类型及所得的电池内阻数据从容量测算数据库单元中获得对应的测算数据值，根据测算数据值得到所测量的电池的容量大小。
2.根据权利要求I所述的蓄电池组的容量在线测算系统，其特征在于容量测算数据库单元中各个类型电池的内阻和容量一一对应的关系为电池的容量大小等于该类型电池的标准内阻值除以测量的电池内阻值。
3.根据权利要求I所述的蓄电池组的容量在线测算系统，其特征在于步骤A中的电池内阻数据测量过程如下Al.向所要测量的电池瞬间施放大电流，记录电池的电压大小Ul及电流大小Il ；A2.在保持第一次大电流的情况下向所要测量的电池瞬间施放另一大电流，记录此时电池的电压大小U2及电流大小12 ；A3.将电压U1、电压U2及电流II、电流12送入中央处理器，中央处理器根据以下运算获得所需的内阻值内阻值=(U1-U2)/ (12-11) - Ro, Ro为该类型电池的标准内阻值。
4.根据权利要求I所述的蓄电池组的容量在线测算系统，其特征在于包括界面及通讯单元，所述界面及通讯单元与中央处理器连接，中央处理器通过界面及通讯单元与后台通讯连接。
5.根据权利要求I所述的蓄电池组的容量在线测算系统，其特征在于包括用于对蓄电池组的运行状态进行监测的监测单元，监测单元分别与中央处理器及蓄电池内阻测量单元连接。
全文摘要
本发明公开了蓄电池组的容量在线测算系统，包括中央处理器以及与中央处理器连接的蓄电池内阻测量单元、容量测算数据库单元，中央处理器通过蓄电池内阻测量单元对蓄电池组中所要测量的电池的内阻数据，中央处理器根据所测量的电池类型及所得的电池内阻数据从容量测算数据库单元中获得对应的测算数据值，根据测算数据值得到所测量的电池的容量大小。本发明能准确测算出蓄电池组中各单体电池的容量，确保蓄电池组中每一节电池运行在最优化的工作状态下，大大减少蓄电池组的维护工作，提高运行蓄电池组的可靠性及性能，减少因电池而造成的环境污染，具有良好的社会效益和环保性。
文档编号G01R31/36GK102608538SQ20121005504
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者王国平 申请人:王国平