[發明專利]一種電池可使用時長和容量預測方法與裝置

在審

• 申請號: 202111165917.3
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113866644A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 鐘劍
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司龍巖供電公司;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396;G06F17/16;G06N20/00
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 郭夢羽

本發明涉及一種電池可使用時長和容量的檢測方法與裝置，包括如下檢測步驟：S1，對N個與待測電池同類型的樣本電池進行恒流放電測試，獲得N組電壓時序數據urr1、urr2...urrN；S2，構造針對每組電壓時序數據的各自獨立適用的時間歸一化公式；S3，根據所述時間歸一化公式對N組電壓時序數據分別進行時間歸一化，根據時間歸一化后的N組電壓時序數據繪制點集圖，得到一條收斂軌跡；S4，對所述收斂軌跡進行數據擬合得到時間歸一化標準曲線L，所述時間歸一化標準曲線L的電壓取值范圍記為[UA,UB]；S5，對待測電池進行恒流放電，獲得待測電池的相關參數；S6，預測待測電池可使用時長；S7，求待測電池的容量。

技術領域

本發明涉及電池容量檢測技術領域，具體涉及一種電池可使用時長和容量預測方法與裝置。

背景技術

現有的蓄電池組進行容量核對性充放電試驗時，采用C10(10小時放電率，蓄電池容量為200Ah，C10＝200/10＝20A)恒流放電，當放出容量超過額定容量80％(如例行檢修)、或100％(如新安裝蓄電池組)時，若每節蓄電池電壓仍大于1.8V(額定電壓為2V的蓄電池)，說明蓄電池組容量合格。測試合格后，靜置1～2h，再用C10電流依次進行恒流限壓充電、恒壓充電以及浮充電，充電完成后方可投入運行。該核對性試驗方法主要存在以下幾點缺陷：

(1)消耗大量的時間、人力和財力資源

目前理論上蓄電池組放電試驗需恒流放電8(如已投運的蓄電池組)小時或10小時(如新安裝的蓄電池組)，放電完成后，充電耗時約15小時，加上充放電前期的準備工作及變電站往返路程耗時，完成一組蓄電池組核對性充放電試驗需要3天時間。如果蓄電池全核對性充放電試驗外委開展，按單個變電站耗時3天計算，項目維護費用成本高。另外，試驗過程中的不可控因素也增加了資源成本。一方面在蓄電池組放電試驗過程中，當出現不合格蓄電池，放電檢測儀則發出報警，并停止放電，此時需要試驗人員手動剔除不合格蓄電池，重新進行信號線拆除和安裝，再從放電檢測儀上刪除該蓄電池，方可重新開始放電步驟，當不合格蓄電池較多時，將大大增加試驗時長；另一方面蓄電池放電試驗使用的信號采集器線夾小，咬合力小，試驗過程中由于人員操作、設備振動等原因，十分容易松脫，而一旦脫落，則需重新連接信號線，重新開始試驗，導致試驗人員需要全程嚴密觀察處理。

(2)備用蓄電池組帶來安全隱患

大部分情況下，進行蓄電池組核對性放電試驗時需將待測蓄電池組退出直流系統，同時接入一組備用蓄電池組到直流系統中。而備用蓄電池組需要檢修人員自行攜帶，由于蓄電池型號復雜多樣，備用蓄電池組難于與變電站直流系統完全匹配，且來回運輸過程中蓄電池組存在損壞的可能性。長時間使用備用蓄電池組作為變電站直流系統備用電源，當變電站附近發生嚴重短路故障時，備用蓄電池組可能由于自身問題無法正常供電。這將導致站內交流系統電壓下降嚴重，依靠交流電源工作的直流充電機可能會因此而停止工作，使站內保護裝置無法動作切除故障，只能依靠上一級保護動作來切除故障，延長了處理故障的時間。

《現代工業經濟和信息化》總第151期2017年第19期的一篇論文《鉛酸電池剩余放電時間預測模型研究》中提到了時間、電壓歸一化的數據處理方案，只是一種常見的數據預處理方案，即將數據歸一化，壓縮到0至1的范圍。該處理方案的缺點是，當各放電曲線的起始電壓和終止電壓差距大時，歸一化后的曲線不會重合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電池可使用時長和容量預測方法與裝置，其可不受電池類型與批次的限制，并同時提升預測模型的可應用范圍。

為實現上述目的，本發明通過如下技術方案實現：

一種電池可使用時長和容量檢測方法，包括如下檢測步驟：

S1，對N個與待測電池同類型的樣本電池進行恒流放電測試，獲得N組電壓時序數據urr1、urr2...urrN；

S2，構造針對每組電壓時序數據的各自獨立適用的時間歸一化公式；