一种电源检测用储能放电系统测试平台

技术领域

本发明涉及一种测试平台，具体为一种电源检测用储能放电系统测试平台。

背景技术

电源是将其它形式的能转换成电能的装置，电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供用电设备中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响用电设备的工作性能和使用寿命，这些因素都需要在电源生产的过程中进行测试，只有通过了测试之后，保证了其具有稳定性之后的电源，才能够投入到实际的应用过程中去。

目前常规储能放电控制系统测试方式主要使用信号发生器、可调电源、万用表、示波器等辅助设备进行测试，测试流程复杂，从而导致测试效率不高，且测试人员的劳动强度较大，为此，我们提供一种电源检测用储能放电系统测试平台。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种电源检测用储能放电系统测试平台，通过设置储能分析单元，对电源储能过程中的电流、电压、温度以及容量情况进行分析，对电源在充电储能过程中的稳定性以及能源转化效率进行计算，提高了对电源储能过程的检测效率和准确度，同时也保证了电源在充电过程中的安全性；通过设置放电控制单元和老化评价单元，对电源的放电过程进行监控，并对电源有效的放电次数进行记录，同时对电源放电过程中温升速度、电能释放效率进行分析，最终进行电源的老化评价，为电源的老化评价提供理论依据，对电源的放电性能的掌握提供了帮助，同时简化的设备的复杂性，提高了检测效率。

本发明所解决的技术问题为：

(1)如何通过设置储能分析单元，对电源储能过程中的电流、电压、温度以及容量情况进行分析，解决现有技术中无法在单一设备上对电源进行持续性状态跟踪的问题；

(2)如何通过设置放电控制单元和老化评价单元，对电源的放电过程进行监控，并对电源有效的放电次数进行记录，同时对电源放电过程中温升速度、电能释放效率进行分析，最终进行电源的老化评价，解决现有技术中对于电源老化缺乏必要数据支撑的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种电源检测用储能放电系统测试平台，包括数据采集单元、储能分析单元、放电控制单元、老化评价单元、警报单元、数据存储单元和显控平台；

所述数据采集单元用于实时采集储能电流数据、储能电压数据、放电电流数据、放电电压数据、储能温度数据、放电温度数据以及储能采集时间数据和放电采集时间数据，数据采集单元还对储能过程中的储能容量数据以及放电过程中的放电容量数据进行实时采集并传输至数据存储单元进行存储，储能容量数据表示储能过程的某一时刻电源内的电能储量，放电容量数据表示放电过程中某一时刻电源内的电能储量；

所述储能分析单元对电源储能过程中的储能状态进行监测分析，并将得到的储能电流离散系数、储能电压离散系数、储能温升数据均值、储能效率数据和储能时间数据传输至老化评价单元，将储能温度警报信号和储能超时信号传输至警报单元，将充电完成信号传输至放电控制单元；

所述放电控制单元用于对电源的放电状态进行控制分析，得到放电温升速度均值、放电次数和放电效率数据并将其发送至老化评价单元，将放电温度警报信号和压降警报信号传输至警报单元；

所述老化评价单元用于对电源在频繁放电过程中的老化状态进行分析评价，得到老化系数，当老化系数大于等于预设老化系数阈值时，判定电源老化严重，不能正常使用，并计算电源在整个充放电过程中的充电次数和放电次数并将其传输至显控平台进行显示；

所述警报单元用于对信号进行识别并进行语音警报。

本发明的进一步技术改进在于：所述储能分析单元进行监测分析的具体步骤如下：

步骤S21：从数据存储单元中提取储能电流数据、储能电压数据、储能温度数据、储能容量数据和储能采集时间数据，将储能电流数据标记为Ici，储能电压数据标记为Uci，储能温度数据标记为Tci，储能容量数据标记为Wci，储能采集时间数据标记为tci，其中，i表示储能过程中采集数据的顺序编号，且i＝1,2,3……n1；

步骤S22：分别求取储能电流数据和储能电压数据的平均值，得到储能电流均值和储能电压均值，根据储能电流均值和储能电压均值分别求出储能电流方差和储能电压方差，储能分析单元中预设有电流方差限值和电压方差限值，分别将储能电流方差与电流方差限值、储能电压方差与电压方差限值进行比值运算，得到储能电流离散系数和储能电压离散系数；

步骤S23：储能分析单元中预设有储能温度阈值，将储能温度阈值与储能温度数据进行比较，当储能温度数据小于等于储能温度阈值时，判定储能温度正常，直接进入步骤S25；当储能温度数据大于储能温度阈值时，判定储能温度异常，生成储能温度警报信号，进入步骤S24；

步骤S24：建立虚拟的第一平面直角坐标系，将储能采集时间数据作为横轴，将储能温度数据作为纵轴，并以(tci，Tci)作为坐标点标记在虚拟的第一平面直角坐标系中，并用光滑曲线将相邻的各坐标点进行连接，测算光滑曲线上的各点的斜率，对应点的斜率值表示在该时间点时的温升速度，对各点斜率值求和并进行平均值计算得到斜率均值并将其标记为储能温升速度均值；

步骤S25：建立虚拟的第二平面直角坐标系，将储能采集时间数据作为横轴，将储能电流数据和储能电压数据的乘积作为纵轴，将储能电流数据和储能电压数据的乘积标记为实时储能功率Pci，以(tci，Pci)作为坐标点标记在虚拟的第二平面直角坐标系中，并用平滑曲线将相邻的各坐标点进行连接，根据平滑曲线，令实时储能功率对储能采集时间数据进行积分，得到积分容量数据；

步骤S26：储能分析单元中预设有饱和容量数据，当储能容量数据小于饱和容量数据时，判定电源仍有储能空间，不进行任何处理，当储能容量数据大于等于饱和容量数据，判定电源的储能空间已满，生成充电完成信号，并将此时的储能容量数据与积分容量数据进行比值运算，得到储能效率数据，同时计算储能过程的所需时间并将其标记为储能时间数据，将储能时间数据与储能分析单元中的预设储能时限进行比较：

当储能时间数据小于等于预设储能时限时，判定储能时间正常，不进行任何处理；

当储能时间数据大于预设储能时限时，判定储能时间异常，生成储能超时信号。

本发明的进一步技术改进在于：所述放电控制单元中设置有自动控制器，放电控制单元对电源放电状态进行控制分析的具体步骤如下：

步骤S31：自动控制器在接收并识别到充电完成信号时，开启计时器，当计时器上的时间与预设放电延时时间一致时，重置并关闭计时器，生成放电电脉冲信号并发送至储能模块，驱动储能模块进行放电，自动控制器中预设有放电信号脉冲宽度，即单次放电的持续时间，当单次放电持续时间结束后，重新开启计时器，并在计时器达到预设放电延时时间，生成放电电脉冲信号并发送至储能模块，驱动储能模块进行放电；

步骤S32：从数据存储单元中提取放电电流数据、放电电压数据、放电温度数据和放电采集时间数据，将放电电流数据标记为Ifj，放电电压数据标记为Ufj，放电温度数据标记为Tfj，放电采集时间数据标记为tfj，其中，j表示放电过程中采集数据的顺序编号，且j＝1,2,3……n2；

步骤S33：对放电次数进行记录并将其标记为k，且k为正整数，且分别将放电电流数据、放电电压数据、放电温度数据和放电采集时间数据按照不同的放电次数进行划分；

步骤S34：放电控制单元中存储有放电温度阈值，将放电温度阈值与放电温度数据进行比较，当放电温度数据小于等于放电温度阈值时，判定放电温度正常，直接进入步骤S35；当放电温度数据大于放电温度阈值时，判定放电温度异常，生成放电温度警报信号，且如步骤S24中同样计算得出放电温升速度均值；

步骤S35：对每一次放电过程中采集的放电电压数据进行平均值计算，得到每一次的放电电压均值Usk，计算相邻两次放电电压均值的压降数据ΔU

步骤S36：对每一次放电过程中采集的放电电流数据进行平均值计算，得到每一次的放电电流均值Isk，从而根据放电电流均值、放电电压均值和放电信号脉冲宽度的乘积得出每一次的电能释放值，并求出k次放电过程中的电能释放总值，获取k次放电后储能模块的剩余储能数据，将饱和容量数据与剩余储能数据进行差值计算得到放电电量数据，将电能释放总值与放电电量数据进行比值运算得到放电效率数据。

本发明的进一步技术改进在于：所述老化评价单元对电源的老化状态进行分析评价的具体步骤如下：

步骤S41：获取到储能电流离散系数、储能电压离散系数、储能温升数据均值、储能效率数据和储能时间数据，并分别标记为a，b，ΔTc，δ

步骤S42：获取到放电温升速度均值、放电次数和放电效率数据，并将放电温升速度均值标记为ΔTf，将放电效率数据标记为δ

步骤S43：将储能老化系数和放电老化系数代入到计算式：老化系数＝x*储能老化系数+y*放电老化系数，其中x、y分别为预设比例分配系数。

本发明的进一步技术改进在于：所述警报单元对信号进行识别处理的方式具体如下：

步骤S51：当识别到储能温度警报信号和放电温度警报信号时，将其转化为切断信号传输至显控平台，并发出报警音，显控平台接收到切断信号将电源电路切断；

步骤S52：当识别到储能超时信号时，将其转送至显控平台，显控平台接收到储能超时信号，在屏幕上闪烁“储能超时字样”并进行相应的语音播报；

步骤S53：当识别到压降警报信号时，将其转送至显控平台，显控平台接收到压降警报信号，在屏幕上闪烁“压降异常字样”并进行相应的语音播报。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在使用时，储能分析单元对电源储能过程中的储能状态进行监测分析，并将得到的储能电流离散系数、储能电压离散系数、储能温升数据均值、储能效率数据和储能时间数据传输至老化评价单元，将储能温度警报信号和储能超时信号传输至警报单元，将充电完成信号传输至放电控制单元，通过设置储能分析单元，对电源储能过程中的电流、电压、温度以及容量情况进行分析，对电源在充电储能过程中的稳定性以及能源转化效率进行计算，提高了对电源储能过程的检测效率和准确度，同时也保证了电源在充电过程中的安全性。

2、放电控制单元用于对电源的放电状态进行控制分析，得到放电温升速度均值、放电次数和放电效率数据并将其发送至老化评价单元，将放电温度警报信号和压降警报信号传输至警报单元；老化评价单元对电源在频繁放电过程中的老化状态进行分析评价，得到老化系数，当老化系数大于等于预设老化系数阈值时，判定电源老化严重，不能正常使用，并计算电源在整个充放电过程中的充电次数和放电次数并将其传输至显控平台进行显示，警报单元对信号进行识别并进行语音警报，通过设置放电控制单元和老化评价单元，对电源的放电过程进行监控，并对电源有效的放电次数进行记录，同时对电源放电过程中温升速度、电能释放效率进行分析，最终进行电源的老化评价，为电源的老化评价提供理论依据，对电源的放电性能的掌握提供了帮助，同时简化的设备的复杂性，提高了检测效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种电源检测用储能放电系统测试平台，包括数据采集单元、储能分析单元、放电控制单元、老化评价单元、警报单元、数据存储单元和显控平台；

所述数据采集单元用于实时采集储能电流数据、储能电压数据、放电电流数据、放电电压数据、储能温度数据、放电温度数据以及储能采集时间数据和放电采集时间数据，数据采集单元还对储能过程中的储能容量数据以及放电过程中的放电容量数据进行实时采集并传输至数据存储单元进行存储，储能容量数据表示储能过程的某一时刻电源内的电能储量，放电容量数据表示放电过程中某一时刻电源内的电能储量；

所述储能分析单元对电源储能过程中的储能状态进行监测分析，并将得到的储能电流离散系数、储能电压离散系数、储能温升数据均值、储能效率数据和储能时间数据传输至老化评价单元，将储能温度警报信号和储能超时信号传输至警报单元，将充电完成信号传输至放电控制单元；

所述放电控制单元用于对电源的放电状态进行控制分析，得到放电温升速度均值、放电次数和放电效率数据并将其发送至老化评价单元，将放电温度警报信号和压降警报信号传输至警报单元；

所述老化评价单元用于对电源在频繁放电过程中的老化状态进行分析评价，得到老化系数，当老化系数大于等于预设老化系数阈值时，判定电源老化严重，不能正常使用，并计算电源在整个充放电过程中的充电次数和放电次数并将其传输至显控平台进行显示；

所述警报单元用于对信号进行识别并进行语音警报。

所述储能分析单元进行监测分析的具体步骤如下：

步骤S21：从数据存储单元中提取储能电流数据、储能电压数据、储能温度数据、储能容量数据和储能采集时间数据，将储能电流数据标记为Ici，储能电压数据标记为Uci，储能温度数据标记为Tci，储能容量数据标记为Wci，储能采集时间数据标记为tci，其中，i表示储能过程中采集数据的顺序编号，且i＝1,2,3……n1；

步骤S22：分别求取储能电流数据和储能电压数据的平均值，得到储能电流均值和储能电压均值，根据储能电流均值和储能电压均值分别求出储能电流方差和储能电压方差，储能分析单元中预设有电流方差限值和电压方差限值，分别将储能电流方差与电流方差限值、储能电压方差与电压方差限值进行比值运算，得到储能电流离散系数和储能电压离散系数；

步骤S23：储能分析单元中预设有储能温度阈值，将储能温度阈值与储能温度数据进行比较，当储能温度数据小于等于储能温度阈值时，判定储能温度正常，直接进入步骤S25；当储能温度数据大于储能温度阈值时，判定储能温度异常，生成储能温度警报信号，进入步骤S24；

步骤S24：建立虚拟的第一平面直角坐标系，将储能采集时间数据作为横轴，将储能温度数据作为纵轴，并以(tci，Tci)作为坐标点标记在虚拟的第一平面直角坐标系中，并用光滑曲线将相邻的各坐标点进行连接，测算光滑曲线上的各点的斜率，对应点的斜率值表示在该时间点时的温升速度，对各点斜率值求和并进行平均值计算得到斜率均值并将其标记为储能温升速度均值；

步骤S25：建立虚拟的第二平面直角坐标系，将储能采集时间数据作为横轴，将储能电流数据和储能电压数据的乘积作为纵轴，将储能电流数据和储能电压数据的乘积标记为实时储能功率Pci，以(tci，Pci)作为坐标点标记在虚拟的第二平面直角坐标系中，并用平滑曲线将相邻的各坐标点进行连接，根据平滑曲线，令实时储能功率对储能采集时间数据进行积分，得到积分容量数据；

步骤S26：储能分析单元中预设有饱和容量数据，当储能容量数据小于饱和容量数据时，判定电源仍有储能空间，不进行任何处理，当储能容量数据大于等于饱和容量数据，判定电源的储能空间已满，生成充电完成信号，并将此时的储能容量数据与积分容量数据进行比值运算，得到储能效率数据，同时计算储能过程的所需时间并将其标记为储能时间数据，将储能时间数据与储能分析单元中的预设储能时限进行比较：

当储能时间数据小于等于预设储能时限时，判定储能时间正常，不进行任何处理；

当储能时间数据大于预设储能时限时，判定储能时间异常，生成储能超时信号。

所述放电控制单元中设置有自动控制器，放电控制单元对电源放电状态进行控制分析的具体步骤如下：

步骤S31：自动控制器在接收并识别到充电完成信号时，开启计时器，当计时器上的时间与预设放电延时时间一致时，重置并关闭计时器，生成放电电脉冲信号并发送至储能模块，驱动储能模块进行放电，自动控制器中预设有放电信号脉冲宽度，即单次放电的持续时间，当单次放电持续时间结束后，重新开启计时器，并在计时器达到预设放电延时时间，生成放电电脉冲信号并发送至储能模块，驱动储能模块进行放电；

步骤S32：从数据存储单元中提取放电电流数据、放电电压数据、放电温度数据和放电采集时间数据，将放电电流数据标记为Ifj，放电电压数据标记为Ufj，放电温度数据标记为Tfj，放电采集时间数据标记为tfj，其中，j表示放电过程中采集数据的顺序编号，且j＝1,2,3……n2；

步骤S33：对放电次数进行记录并将其标记为k，且k为正整数，且分别将放电电流数据、放电电压数据、放电温度数据和放电采集时间数据按照不同的放电次数进行划分；

步骤S34：放电控制单元中存储有放电温度阈值，将放电温度阈值与放电温度数据进行比较，当放电温度数据小于等于放电温度阈值时，判定放电温度正常，直接进入步骤S35；当放电温度数据大于放电温度阈值时，判定放电温度异常，生成放电温度警报信号，且如步骤S24中同样计算得出放电温升速度均值；

步骤S35：对每一次放电过程中采集的放电电压数据进行平均值计算，得到每一次的放电电压均值Usk，计算相邻两次放电电压均值的压降数据ΔU

步骤S36：对每一次放电过程中采集的放电电流数据进行平均值计算，得到每一次的放电电流均值Isk，从而根据放电电流均值、放电电压均值和放电信号脉冲宽度的乘积得出每一次的电能释放值，并求出k次放电过程中的电能释放总值，获取k次放电后储能模块的剩余储能数据，将饱和容量数据与剩余储能数据进行差值计算得到放电电量数据，将电能释放总值与放电电量数据进行比值运算得到放电效率数据。

所述老化评价单元对电源的老化状态进行分析评价的具体步骤如下：

步骤S41：获取到储能电流离散系数、储能电压离散系数、储能温升数据均值、储能效率数据和储能时间数据，并分别标记为a，b，ΔTc，δ

步骤S42：获取到放电温升速度均值、放电次数和放电效率数据，并将放电温升速度均值标记为ΔTf，将放电效率数据标记为δ

步骤S43：将储能老化系数和放电老化系数代入到计算式：老化系数＝x*储能老化系数+y*放电老化系数，其中x、y分别为预设比例分配系数。

所述警报单元对信号进行识别处理的方式具体如下：

步骤S51：当识别到储能温度警报信号和放电温度警报信号时，将其转化为切断信号传输至显控平台，并发出报警音，显控平台接收到切断信号将电源电路切断；

步骤S52：当识别到储能超时信号时，将其转送至显控平台，显控平台接收到储能超时信号，在屏幕上闪烁“储能超时字样”并进行相应的语音播报；

步骤S53：当识别到压降警报信号时，将其转送至显控平台，显控平台接收到压降警报信号，在屏幕上闪烁“压降异常字样”并进行相应的语音播报。

工作原理：本发明在使用时，首先，数据采集单元实时采集储能电流数据、储能电压数据、放电电流数据、放电电压数据、储能温度数据、放电温度数据以及储能采集时间数据和放电采集时间数据，数据采集单元还对储能过程中的储能容量数据以及放电过程中的放电容量数据进行实时采集并传输至数据存储单元进行存储，储能分析单元对电源储能过程中的储能状态进行监测分析，并将得到的储能电流离散系数、储能电压离散系数、储能温升数据均值、储能效率数据和储能时间数据传输至老化评价单元，将储能温度警报信号和储能超时信号传输至警报单元，将充电完成信号传输至放电控制单元，放电控制单元用于对电源的放电状态进行控制分析，得到放电温升速度均值、放电次数和放电效率数据并将其发送至老化评价单元，将放电温度警报信号和压降警报信号传输至警报单元；老化评价单元对电源在频繁放电过程中的老化状态进行分析评价，得到老化系数，当老化系数大于等于预设老化系数阈值时，判定电源老化严重，不能正常使用，并计算电源在整个充放电过程中的充电次数和放电次数并将其传输至显控平台进行显示，警报单元对信号进行识别并进行语音警报。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。