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蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括高精度電壓采樣模塊、高精度電流采樣模塊、采樣處理模塊及中央處理模塊，所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸入端連接到蓄電池，所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸出端連接到采樣處理模塊，所述采樣處理模塊連接到中央處理模塊。通過本實(shí)用新型公開的蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，利用蓄電池在線被動(dòng)監(jiān)測內(nèi)阻的技術(shù)，通過檢測充電機(jī)對(duì)蓄電池均充的過程，根據(jù)蓄電池充電狀態(tài)下，電池電壓和電池電流的變化特性，計(jì)算出電池的內(nèi)阻，完全避免了主動(dòng)發(fā)送信號(hào)對(duì)蓄電池的干擾和影響，提高了蓄電池的使用壽命，并且避免了更復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
【專利說明】蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用電池充電狀態(tài)的自身工作性質(zhì)，以被動(dòng)的方式進(jìn)行蓄電池內(nèi)阻在線檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池作為電源系統(tǒng)停電時(shí)的備用電源，已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，通信和電力等行業(yè)。如果電池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，所以必須對(duì)蓄電池的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面的在線監(jiān)測。蓄電池狀態(tài)的重要標(biāo)志之一就是它的內(nèi)阻。無論是蓄電池即將失效，容量不足或是充放電不當(dāng)，都能從它的內(nèi)阻變化中體現(xiàn)出現(xiàn)。因此可以通過測量蓄電池內(nèi)阻，對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。目前測量蓄電池內(nèi)阻的常見方法有:
[0003](I)密度法。密度法主要通過測量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內(nèi)阻，常用于開口式鉛酸電池的內(nèi)阻測量，不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測量。該方法的適用范圍窄。
[0004](2)開路電壓法。開路電壓法是通過測量蓄電池的端電壓來估計(jì)蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋€(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池，在浮充狀態(tài)下其端電壓仍可能表現(xiàn)得很正常。
[0005](3)直流放電法。直流放電法就是通過對(duì)電池進(jìn)行瞬間大電流放電,測量電池上的瞬間電壓降，通過歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。目前這種方法已經(jīng)在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，一些主流廠家在線監(jiān)測儀就是采用直流放電發(fā)進(jìn)行電池內(nèi)阻的測試。但是直流放電法通常需要提供幾十安培的放電電流，因而放電電阻體積大，功耗大，并且這種大電流放電對(duì)蓄電池本身也可能造成損害，影響蓄電池的容量及壽命。
[0006](4)交流注入法。交流法是通過對(duì)蓄電池注入一股恒定的交流電流信息，測量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號(hào)以及兩者的相位差，再由阻抗公式來確定蓄電池的內(nèi)阻。該方法仍然要主動(dòng)對(duì)電池組施加影響，并且交流信號(hào)的控制較為復(fù)雜。
[0007]因此，亟待一種控制系統(tǒng)簡單，可有效避免對(duì)蓄電池工作影響，不影響蓄電池工作壽命，適應(yīng)范圍廣的蓄電池內(nèi)阻檢測系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]鑒于已有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種控制簡單，不會(huì)對(duì)對(duì)蓄電池造成影響的蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案。
[0010]一種蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括:
[0011]高精度電壓采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)高精度電壓數(shù)據(jù)采樣；
[0012]高精度電流采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)高精度電流數(shù)據(jù)采樣；
[0013]采樣處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)電壓或電流數(shù)據(jù)采樣的整流處理；
[0014]中央處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻的計(jì)算和決策處理；
[0015]所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸入端連接到蓄電池，所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸出端連接到采樣處理模塊，所述采樣處理模塊連接到中央處理模塊。
[0016]所述高精度電流采樣模塊使用電流傳感器組成，連接到蓄電池的充放電回路上。
[0017]所述高精度電壓采樣模塊連接到蓄電池的正負(fù)極兩端。
[0018]本實(shí)用新型所述的蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，利用蓄電池在線被動(dòng)監(jiān)測內(nèi)阻的技術(shù)，通過檢測充電機(jī)對(duì)蓄電池均充的過程,根據(jù)蓄電池充電狀態(tài)下，電池電壓和電池電流的變化特性，高精度采樣電池電壓和電池電流，計(jì)算特定時(shí)間間隔內(nèi)電池電壓和電流的變化量，送到中央處理模塊利用歐姆定律計(jì)算電池內(nèi)阻，此方案完全避免了主動(dòng)發(fā)送信號(hào)對(duì)蓄電池的干擾和影響，提高了蓄電池的使用壽命，并且避免了更復(fù)雜的控制系統(tǒng)，成本降低，可罪性提聞。
[0019]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)實(shí)施例的組成示意圖。
[0021]圖2為蓄電池的充電電壓隨時(shí)間變化的一個(gè)實(shí)施例不意圖。
[0022]圖3為蓄電池的充電電流隨時(shí)間變化的一個(gè)實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括:
[0025]高精度電壓采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)高精度電壓數(shù)據(jù)采樣；
[0026]高精度電流采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)高精度電流數(shù)據(jù)采樣；
[0027]采樣處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)電壓或電流數(shù)據(jù)采樣的整流處理；
[0028]中央處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻的計(jì)算和決策處理；
[0029]所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸入端連接到蓄電池，所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸出端連接到采樣處理模塊，所述采樣處理模塊連接到中央處理模塊。
[0030]所述高精度電流采樣模塊使用電流傳感器組成，連接到蓄電池的充放電回路上。
[0031]所述高精度電壓采樣模塊連接到蓄電池的正負(fù)極兩端。
[0032]利用所述蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)阻檢測的方法，包括如下步驟:
[0033]步驟1、啟動(dòng)并開始檢測蓄電池充電過程的工作狀態(tài)；
[0034]步驟2、檢測到蓄電池處于均充工作狀態(tài)時(shí)，使用采樣模塊實(shí)時(shí)高精度采樣電池電壓和電池電流；
[0035]步驟3、計(jì)算特定時(shí)間間隔內(nèi)電池電壓和電流的變化量，送到中央處理模塊利用歐姆定律計(jì)算電池內(nèi)阻；
[0036]所述采樣模塊包括高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊。[0037]所述計(jì)算得到的電池內(nèi)阻經(jīng)由中央模塊識(shí)別后，如果無異常情況時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)重復(fù)進(jìn)入步驟1，開始檢測蓄電池充電過程的工作狀態(tài)，循環(huán)計(jì)算電池內(nèi)阻，當(dāng)有異常情況時(shí)，中央處理單元當(dāng)電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)上報(bào)進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0038]整個(gè)處理過程中，可以實(shí)時(shí)檢測和顯示當(dāng)前蓄電池的工作狀態(tài)和當(dāng)前電池內(nèi)阻。
[0039]如圖2所示為一個(gè)蓄電池充電電壓隨時(shí)間變化的一個(gè)實(shí)施例示意圖,如圖3所示為對(duì)應(yīng)圖2的一個(gè)蓄電池充電電流隨時(shí)間變化的一個(gè)實(shí)施例不意圖。蓄電池平時(shí)有三種工作狀態(tài)，分別是浮充狀態(tài)、均充狀態(tài)、放電狀態(tài)，在此三種狀態(tài)中，只有均充狀態(tài)下，其電壓和電流才是同時(shí)根據(jù)內(nèi)阻變化。由于電池在三種狀態(tài)下，其電壓和電流的值有明顯的區(qū)別，系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測判斷蓄電池在那個(gè)工作狀態(tài)。本方法通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的電壓和電流，可知tO-tl時(shí)間內(nèi)，蓄電池處于均充狀態(tài)，通過實(shí)時(shí)采樣tO-tl時(shí)間內(nèi)任一較短時(shí)間內(nèi)的電壓變化值A(chǔ)V和電流變化值Λ I，經(jīng)由采樣處理單元處理后，即可以送入中央處理模塊，利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算得到蓄電池內(nèi)阻值:R = Δν/ΔΙ0
[0040]實(shí)際中，不同蓄電池的工作狀態(tài)曲線受多方面因素的影響呈現(xiàn)不同，其均充狀態(tài)持續(xù)時(shí)間根據(jù)充電機(jī)的不同型號(hào)，持續(xù)時(shí)間也是不確定的，一般至少是數(shù)秒以上，由此系統(tǒng)就可以在此時(shí)間內(nèi)通過捕獲蓄電池均充狀態(tài)內(nèi)的第一階段的電壓和電流的變化量，然后將該數(shù)據(jù)送至中央處理單元，然后根據(jù)歐姆定律，使用電壓和電流變化量計(jì)算出蓄電池的內(nèi)阻。
[0041]通過采用上述技術(shù)方案，可利用蓄電池在線被動(dòng)監(jiān)測內(nèi)阻的技術(shù)，完全避免了主動(dòng)發(fā)送信號(hào)對(duì)蓄電池的干擾和影響，提高了蓄電池的使用壽命，并且避免了更復(fù)雜的控制系統(tǒng)，成本降低，可靠性提高。
[0042]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 高精度電壓采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)高精度電壓數(shù)據(jù)采樣； 高精度電流采樣模塊，用于實(shí)現(xiàn)高精度電流數(shù)據(jù)采樣； 采樣處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)電壓或電流數(shù)據(jù)采樣的整流處理； 中央處理模塊，用于實(shí)現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻的計(jì)算和決策處理； 所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸入端連接到蓄電池，所述高精度電壓采樣模塊和高精度電流采樣模塊輸出端連接到采樣處理模塊，所述采樣處理模塊連接到中央處理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述高精度電流采樣模塊使用電流傳感器組成，連接到蓄電池的充放電回路上。
3.如權(quán)利要求1所述的蓄電池內(nèi)阻在線被動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述高精度電壓采樣模塊連接到蓄電池的正負(fù)極兩端。
【文檔編號(hào)】G01R27/08GK203519727SQ201320557315
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】陳壽平, 王道龍, 蘇俊妮, 邱育義, 劉建鋒, 鄺麗英, 李崇仁, 林文慧, 陳仕宜, 李肖莎, 張建華, 李錦圖, 簡志超, 梁廣賢, 謝春楊 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司東莞供電局, 廣州拓威訊科技發(fā)展有限公司