[發(fā)明專利]通過電感電容串聯(lián)放電檢測蓄電池內(nèi)阻的方法

無效

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• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103163377A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 郭海峰;凌志斌;李永興;張百華;李勇琦;陳滿
• 申請（專利權）人: 中國南方電網(wǎng)有限責任公司調峰調頻發(fā)電公司;上海交通大學
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種蓄電池內(nèi)阻的檢測方法，具體地說，是一種通過電感電容串聯(lián)放電檢測蓄電池內(nèi)阻的方法。屬于工業(yè)測控技術領域。

背景技術

蓄電池在工業(yè)、交通、通訊行業(yè)中廣泛應用，作為設備的主要電源或者備用電源，對被供電設備的安全、可靠地運行至關重要。因此，工作人員對蓄電池的性能是十分關心的。用內(nèi)阻檢測法判定蓄電池性能，實現(xiàn)蓄電池的在線維護，是目前公認的最佳方案之一。通過內(nèi)阻在線檢測可以使工作人員及早地做好蓄電池的維護、更換工作，保證被供電設備安全、可靠地運行。因此對蓄電池內(nèi)阻的檢測，特別是在線監(jiān)測，具有重要的實際意義。

蓄電池的內(nèi)阻可以間接地反映電池的容量和性能狀況。電池的容量越大，內(nèi)阻就越小，因此可以通過對蓄電池內(nèi)阻的測量，實現(xiàn)對電池的容量進行在線評估。蓄電池性能變差時其內(nèi)阻也會增大。但由于蓄電池的內(nèi)阻很小，滿容量時內(nèi)阻約為幾個毫歐，甚至零點幾個毫歐，因此內(nèi)阻法在實現(xiàn)時有較大的技術難度。

對蓄電池內(nèi)阻的檢測是一個比較復雜的過程，目前常見方法主要有：密度法、開路電壓法、直流放電法和交流信號注入法。

密度法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，不適合常用的膠體蓄電池和密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻檢測。開路電壓法通過測量蓄電池的端電壓來估計蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至得出錯誤結論。

直流放電法和交流信號注入法是目前較常見的方法。

直流放電法是IEC896.2－1995標準中提出的方法，通過對蓄電池進行2次大小不同的大電流放電，測量蓄電池上的電壓降，通過歐姆定律計算出電池內(nèi)阻。直流放電法必須在靜態(tài)或脫機的狀態(tài)下才能實現(xiàn)測量，無法真正實現(xiàn)蓄電池的在線測量；大電流的放電對蓄電池存在損害，如果為監(jiān)測蓄電池而頻繁的進行測量，對蓄電池的損害將會積累，反而影響蓄電池的容量以及壽命；直流法的測量重復性一直是困擾直流法發(fā)展的瓶頸，一般測量周期為一個月以上，甚至達到一年。

交流信號注入法通過給蓄電池施加一個交流低頻小電流信號，測出蓄電池兩端的低頻電壓和流過的低頻電流以及兩者的相位差，從而計算出蓄電池的內(nèi)阻。由于直流系統(tǒng)母線和饋電電纜分布電容的存在，且分布電容隨直流系統(tǒng)容量、供電現(xiàn)場特點的不同而不同，分布電容對施加的低頻電流信號起了分流作用，使電池內(nèi)阻的監(jiān)測分辨率大大降低，而且施加的低頻電流信號對直流系統(tǒng)來說也為一干擾源。

本申請人之前申請的專利：

如公開號為CN1727909的中國發(fā)明專利，該專利提供一種通過電感放電檢測蓄電池內(nèi)阻的方法，該方法既可以在線也可以離線對蓄電池內(nèi)阻進行監(jiān)測，但需要對放電開關進行適當?shù)目刂?，一旦開關失控或者受到干擾出現(xiàn)無法斷開的現(xiàn)象，將對整個蓄電池系統(tǒng)造成安全問題。

如公開號為CN102768304A的中國發(fā)明專利，該專利提供一種儲能系統(tǒng)蓄電池組內(nèi)阻的在線檢測方法，該方法只能對蓄電池內(nèi)阻進行在線的監(jiān)測，對于長期處于備用狀態(tài)的蓄電池不能適用，同時該方法算法較為復雜，實現(xiàn)難度較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的不足和缺陷，提出一種通過電感電容串聯(lián)放電檢測蓄電池內(nèi)阻的方法，其實現(xiàn)簡單，安全性高，可實現(xiàn)對蓄電池內(nèi)阻的在線監(jiān)測和離線測量。

為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種通過電感電容串聯(lián)放電檢測蓄電池內(nèi)阻的方法，該方法通過開關控制一個與蓄電池并聯(lián)的電感電容串聯(lián)回路的通斷，在蓄電池中產(chǎn)生變化的電流，引起其端電壓的變化，由電流與端電壓的變化關系來計算得到蓄電池內(nèi)阻。

優(yōu)選地，本發(fā)明上述方法包括如下步驟：

第一步、放電控制

把電感L、電容C和開關S串聯(lián)后并聯(lián)在蓄電池的兩端，測量時，將開關S閉合，電路處于二階電路零狀態(tài)響應狀態(tài)，蓄電池通過電阻、電感和電容放電，得到變化的放電電流，變化的放電電流引起蓄電池端電壓的變化。

第二步、電壓電流信號的采集

對第一步的電路的電壓電流信號進行同步采樣測量以得到電壓電流在同一個時刻的值。對電路中電壓電流信號進行采樣測量以得到蓄電池組端電壓的時間序列[u(1),u(2),u(3),……,u(M)]和電流的時間序列[i(1),i(2),i(3),……,i(M)]。

第三步、數(shù)據(jù)的處理

對蓄電池的端電壓和放電電流在放電的不同時間進行兩次測量就可以聯(lián)立一個關于蓄電池電動勢E和蓄電池內(nèi)阻r的方程組，從而求解出蓄電池內(nèi)阻，即對蓄電池內(nèi)阻的一次測量。