[發明專利]一種鉛酸蓄電池組壽命的預測方法

有效

• 申請號: 201410538111.8
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104316879B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 湯定陽;王建微;劉恒
• 申請（專利權）人: 珠海許繼電氣有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚志強

本發明公開了一種鉛酸蓄電池組壽命的預測方法，定期活化蓄電池組，獲取其活化充電容量，并以此獲取每次定期活化的時間t與對應充電容量S_c的變量點(t，S_c)；將每次活化后所得的變量點(t，S_c)歸化到對應的正常容量點(t_i，S_ci)，其中i為對應定期活化的次數；調用最小二乘法，根據正常容量點(t_i，S_ci)擬合出一條充電容量S_c與時間t的拋物線函數S_c＝at²+bt+c，以作為蓄電池組壽命的預測曲線，其中a、b、c為拋物線的相關系數。本發明提高了預測的準確度，且適用于各種蓄電池組，預測成本較低；本發明采用單一的參數進行預測，降低了計算復雜度。

技術領域

本發明涉及配電網領域，特別是一種鉛酸蓄電池組壽命的預測方法。

背景技術

鉛酸蓄電池作為傳動、保護、控制和通信的獨立直流電源，被廣泛應用于配電網自動化系統中，當發生交流供電故障或正常市電中斷時發揮“獨立電源”的作用，為合閘操作機構分合閘、配電終端設備運行提供電能。因此，蓄電池穩定、可靠、安全運行對配電網自動化具有十分重要的意義。

配電網中蓄電池安裝多處于戶外，運行環境惡劣，加上對蓄電池使用不當，容易導致蓄電池內部水損失、極板腐蝕，造成蓄電池容量下降，性能降低。隨著蓄電池分布越來越廣、數量越來越多，而相對的運維人員較少且運維方式簡單，致使無法及時檢測蓄電池，很多情況下都是在發生事故斷電后才發現電池容量嚴重劣化，嚴重危及人身安全及造成巨大經濟財產損失。

因此在線預測鉛酸蓄電池劣化程度變得日趨重要，然而容量檢測由于受到大量因素(溫度、電壓、充放電電流及次數、放電深度、內阻、溶液的密度、使用時間、自放電等)的影響，難以準確進行在線預測，且目前唯一準確的獲取電池剩余容量方式為離線核對性放電實驗，其放電試驗時間之長，從而給檢測帶來了諸多不便。

現有技術電池失效預測的方法目前主要集中在三個方向：

1.單一參數內阻分析法：

依據電池老化后SOH下降，進而內阻增大，即通過SOH與內阻呈高度的非線性來預測電池壽命。

其中，SOH(State ofHealth)即電池的健康度，由下面公式表示：

SOH＝當前電池最大容量/電池標稱容量×100％。

SOH以百分比反映了電池當前的容量能力，對于一塊新的電池，其SOH往往是大于等于100％，隨著電池的老化，SOH逐漸下降，IEEE標準1188.1996中規定當電池容量能下降到80％，即SOH<80％時，電池就應該被更換。

2.EIS(電化學阻抗譜)分析法：

是現階段最復雜的檢測方法，其思想是對電池注入多個不同頻率的正弦信號，用模糊邏輯對采集的數據進行分析以估計電池的性能。該方法需要事前做大量數據采集分析，得到該類型電池的特征。這種方法對己知型號電池的性能估計有比較理想的準確性。

3.多輸入參數估計方法：

即基于數據驅動的參數估計方法，從失效機理中找出特征量進行分析預估，有通過放電特征曲線陡降復升段的各不同電壓特性進行預測分析的，有通過從蓄電池放電過程中多個影響因素(如溫度、放電電流、內阻、上次放點深度、浮充電壓、浮充保持時間及本次放電深度等)數據中挖掘SOH規律。常用的包含各種優化了的神經網絡法(模糊神經網絡、GA-Elman神經網絡)、支持向量機法等較為先進的方法，這些算法具有預測時間短、準確度高等優點。

其中，基于單一的內阻參數的壽命預測缺點在于：內阻在電池容量下降25％～30％后才會出現明顯變化，而目前失效80％判為失效，所以通過內阻測量方式精度方面偏差很大。