一种配网终端电池智能检测存储方法

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，具体是指一种配网终端电池智能检测存储方法。

背景技术

随着配网智能化与数字化建设如火如荼地开展，配网自动化终端的投运数量剧增。根据抽样调查，当配网自动化终端运行年限超过3年，作为终端后备电源的电池组就会开始出现不同程度的老化、容量下降甚至故障等问题。电池组在投入使用之后，其运行环境需要保持在适当的温湿度，即温度为(20±5)℃，湿度不大于75％。此外，每节电池需定期进行电流/电压测量和核容计算，以判断电池的性能好坏，并以此作为是否需要进行深度充放电活化维护的依据。当电池深度放电时，通过多次测量其输出电压和输出电流，算出电池内阻，将多次计算出的内阻数据导入数据库中，得出电池的内阻变化曲线。待电池放电完成，将放电期间多次测量出的时间、电池容量等数据也导入数据库中，可得出电池容量变化曲线。

结合内阻变化曲线和容量变化曲线，生成可判断电池性能好坏的依据曲线图，若电池存在容量明显下降或内阻值突增的情况，可以判断其性能已经大幅降低甚至电池已经发生损坏。通过掌握电池性能曲线的变化，对电池性能的健康状态进行预判，可及时将不合格的电池进行淘汰、更换，对容量值在可维护容量范围内的电池进行活化维护，有效实现预防性维护的效果。同时由于制造工艺、设备运行方式和储存环境不同等原因，即使是同一厂家、同一生产批次、同款规格型号的电池，在容量、内阻等方面仍会存在一定差异，这就导致在充电过程中，电池组里的单节电池容易出现满电更满而缺电更缺这种两极分化现象，也称为“充电不均衡现象”。当电池组老化后，各节电池的容量各不相同，若其中一节电池出现故障，则会造成整组电池性能再次急剧下降，严重影响电池的使用年限。另外，充电不均衡现象不仅影响到电池组的充放电效率，还会造成设备运行存在重大安全隐患。为了避免上述问题，需实时监测充电过程中各节电池情况并及时对其进行相应管理。

发明内容

本发明的目的在于实现配网自动化终端蓄电池状态的在线实时监控，在蓄电池出现异常的情况下能够及时快速反馈异常信息并提醒及时尽快进行更换作业，以保证智能电网的配网自动化终端的可靠性，提供一种配网终端电池智能检测存储方法。

本发明提供的技术方案为：一种配网终端电池智能检测存储方法，包括智能检测系统，所述智能检测系统由触摸屏、可编程控制器、多个继电器、充电器、电池、电流电压检测电路、电池活化检测电路组成，通过多个继电器与各模块之间的连通或断开，有序对电流电压检测电路与充放电回路进行开断，从而使所述智能检测系统能够对电池充电养护管理、对电池容量核查测试、对电池放电活化维护。

作为本发明进一步的改进，所述继电器连通时，电池进行充电或浮充，充电器通过将充电电压控制在一定范围内，以设置恒定值方式对电池充电；当继电器连通时，电池进行放电，装置对电流电压进行实时检测和电池容量计算，最后根据电池容量情况判断电池可用性，对仍具有可用性的电池直接进行活化，对可用性不高的电池判断为电池损坏并更换。

作为本发明进一步的改进，所述电池充电养护管理根据用户在触摸屏输入的设定内容对电池进行恒压充电，满足电池恒充补充电量与浮充维持电量的日常储存需求。

作为本发明进一步的改进，所述电池容量核查测试是指通过采集电池充电或放电时的数据进行容量计算，根据电池容量的多少判断是否需要进行电池活化维护工作。

作为本发明进一步的改进，所述电池放电活化维护是指将电池放电至截止电压后再充电，有利于维持电池容量与延长电池寿命，满足电池修复维护的需求。

作为本发明进一步的改进，所述智能检测系统具备电流电压检测功能，实现实时监测电池状态和测量电池剩余容量，通过触摸屏将功能状态与相关数据一并显示，便于使用者快速了解装置的运行情况；还具备电池活化检测功能，定期对电池进行活化，令电池的内部离子活性受到激发，使电池特性恢复到正常使用的标准范围；还具备温湿度恒定功能，在内部增设了温湿度恒定功能，通过连接温湿度传感器，智能调节温度在(20±5)℃范围内，且湿度不大于75％。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明能够分析蓄电池使用情况、提前发现并应对电池老化、损坏等风险的作用。

附图说明

图1是本发明一种配网终端电池智能检测存储方法的设计原理图；

图2是本发明一种配网终端电池智能检测存储方法的充电特性曲线。

具体实施例

如图1所示，本发明提供了一种配网终端电池智能检测存储方法，包括智能检测系统，所述智能检测系统由触摸屏、可编程控制器、多个继电器、充电器、电池、电流电压检测电路、电池活化检测电路组成，通过多个继电器与各模块之间的连通或断开，有序对电流电压检测电路与充放电回路进行开断，从而使所述智能检测系统能够对电池充电养护管理、对电池容量核查测试、对电池放电活化维护。

本发明中继电器连通时，电池进行充电或浮充，充电器通过将充电电压控制在一定范围内，以设置恒定值方式对电池充电；当继电器连通时，电池进行放电，装置对电流电压进行实时检测和电池容量计算，最后根据电池容量情况判断电池可用性，对仍具有可用性的电池直接进行活化，对可用性不高的电池判断为电池损坏并更换。

本发明中电池充电养护管理根据用户在触摸屏输入的设定内容对电池进行恒压充电，满足电池恒充补充电量与浮充维持电量的日常储存需求；电池容量核查测试是指通过采集电池充电或放电时的数据进行容量计算，根据电池容量的多少判断是否需要进行电池活化维护工作；电池放电活化维护是指将电池放电至截止电压后再充电，有利于维持电池容量与延长电池寿命，满足电池修复维护的需求。

本发明中智能检测系统具备电流电压检测功能，实现实时监测电池状态和测量电池剩余容量，通过触摸屏将功能状态与相关数据一并显示，便于使用者快速了解装置的运行情况；电池运行状态的一个重要参数就是它的可用电量(剩余容量)或荷电状态，传统的电池容量试验就是对电池进行核容放电，即在适宜的环境温度下，以恒定电流将电池放电至某一终止电压所放出的容量，按以下公式进行容量计算：C＝If*t。

式中：C为电池容量(Ah)；If为恒定放电电流(A)；t为放电时间(h)。

因测量电池剩余容量的放电时间较长，需投入大量的人力、物力，为解决此问题，该装置在实时监测电池电流/电压的同时，将放电至终止电压那一刻的恒定电流与放电时间数据导入式(1)中，得出准确的电池剩余容量并显示结果于屏幕。装置以电池剩余容量为参考，判断电池可用性及是否需要进行活化维护。

本发明中智能检测系统具备电池活化检测功能，定期对电池进行活化，令电池的内部离子活性受到激发，使电池特性恢复到正常使用的标准范围；利用在不同循环次数下的电池容量保持率进行试验采样与数据分析，发现电池的循环容量常常会随着循环次数的增加而呈现线性或指数性的下降趋势。

电池活化的基本原理为：对电池进行标准充放电，使负氧化还原反应发生在电池的正负极上，从而消除电极表面因长期使用而产生的氧化保护膜，最终促使电池内部电化学反应稳定性得到大幅提升，在增加电池容量的同时降低电池内阻，使电池达到最佳状态，满足相应的循环性能标准。

针对电池老化需活化维护的情况，该装置设置了活化检测功能，当检测到电池的剩余容量偏低但还没完全损坏时，装置开始对该电池进行放电，在放至截止电压后自动转为充电状态，直至电池满电。

由附图2可以看出，当电池放电完全后开始充电时，容量逐渐升高，达到了电池容量维护的效果。

由于不同类型的电池充放电电压各不相同，为拓宽装置的适用性，在默认充电电压值的基础上增加了可调节区间，如下表所示。

还具备温湿度恒定功能，在充电特性上，锂电池对环境温度的变化很敏感，尤其是在低温环境下，电化学反应速率下降，参与反应的锂离子数量锐减，使电池充电内阻增大，充电容量降低，甚至会产生锂枝晶，导致电池内部短路。

铅酸蓄电池容量变化也与环境温度密切相关，其标准的工作温度为25℃。若电池长期超标运行，则温度每升高10℃，电池的寿命就会减半；温度每下降10℃，电池的放电容量就会降低1％。温度对电池自放电也有着一定的影响，当温度升高时，电池的自放电率与温度变化为正反馈。因此，铅酸蓄电池应配备必要的保温保湿措施及良好的通风设备。

该装置在内部增设了温湿度恒定功能，通过连接温湿度传感器，智能调节温度在(20±5)℃范围内，且湿度不大于75％。

以上对本发明及其实施例进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施例之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。