專利名稱：蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)、監(jiān)控單元裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)、蓄電池組監(jiān)控單元裝置以及蓄電池組的在線檢測方法。
背景技術(shù)：
蓄電池組作為通信行業(yè)中基站、機房的后備電源供電系統(tǒng)，起到非常重要的作用， 其保證了通信設(shè)備的不間斷工作。因此對蓄電池組的監(jiān)控和維護，從而保障整個通信系統(tǒng)的可靠性，具有非常重大的意義。蓄電池的管理和維護工作是十分費時費力的事情，蓄電池沒有經(jīng)過較好的維護， 往往會提前進入報廢期。目前蓄電池的維護需要維護人員親自到現(xiàn)場進行放電測試，檢測故障電池，大大消耗了人力、時間。因此對蓄電池的智能化維護和管理顯得尤為重要。在市電故障的情況下，運維人員需要掌握蓄電池組可利用的放電時間，提前做好防掉電準備。預知放電時間需要準確預知蓄電池組的當前放電剩余容量。當前剩余容量估算的方法公開的有多種。有一種需要通過大電流來放電測試，通過獲取的電壓值與原來存儲的標準值比較，從而獲取對應(yīng)的蓄電池組的剩余容量。但是該方法需要將蓄電池組脫離實際負載來進行測試，比較麻煩；而且隨著電池使用年限的增多， 電池的性能就會偏離原來的標準曲線對應(yīng)的容量關(guān)系值，這樣累積誤差會越來越大，精度難以保證。內(nèi)阻法來測量單體對應(yīng)的容量，內(nèi)阻與容量并沒有嚴格的線性關(guān)系，只是具有一定的相關(guān)性。內(nèi)阻測量需要逐個檢測單體，費時費力。檢測的結(jié)果與人為的因素關(guān)系比較密切，操作不當就會誤判為故障電池。而實際的故障電池從嚴格意義上來講，需要通過放電過程準確檢測，從而知道實際容量。專利號W097. 41448估算蓄電池的剩余容量，通過獲取3條不同負載電流下的放電曲線，進行歸一化處理，得到不同負載電流下的電壓-容量的對應(yīng)關(guān)系。在實際放電的過程中，根據(jù)負載電流的范圍選擇最接近的已知電流曲線，按照線性內(nèi)插的方法得出電壓-剩余容量的對應(yīng)關(guān)系，從而估算出剩余容量。該方法首先要獲得大量的曲線數(shù)據(jù)進行存儲，獲取數(shù)據(jù)復雜；通過內(nèi)插法進行估算依據(jù)選擇的放電曲線，本身就存在的誤差較大。另外由于該專利沒有考慮蓄電池的老化，所以其所測到的數(shù)據(jù)隨著蓄電池使用年限的增加誤差會越來越大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)，可對蓄電池組放電測試進行遠程控制，能夠快速查詢蓄電池組的相關(guān)信息，為維護提供更可靠依據(jù)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種蓄電池組監(jiān)控單元裝置以及蓄電池組的在線測試方法，能夠方便、快速、準確地估算出蓄電池組的剩余容量。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種蓄電池組監(jiān)控單元裝置，包括依次連接的采集接口防雷單元、多路開關(guān)單元、用以進行信號放大處理的信號調(diào)理電路、用以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的A/D采集轉(zhuǎn)換電路、CPU處理器單元、通信接口單元，還包括驅(qū)動電路、溫度傳感器單元和電流傳感器單元；其中，
所述驅(qū)動電路，連接于CPU處理器單元與多路開關(guān)單元之間，用于實現(xiàn)CPU處理器單元與多路開關(guān)單元的接口；
所述溫度傳感器單元和電流傳感器單元均與蓄電池組連接，分別用以采集蓄電池組的標示溫度和放電電流；
所述采集接口防雷單元，同時與溫度傳感器單元、電流傳感器單元、蓄電池組的電壓采集端口連接，用以對采集接口進行防雷保護并將來自電流傳感器單元、電壓采集端口和溫度傳感器單元的模擬信號傳輸至多路開關(guān)單元；
所述多路開關(guān)單元，由CPU處理器單元通過驅(qū)動電路進行控制，將所述模擬信號分時傳輸至信號調(diào)理電路，經(jīng)信號調(diào)理電路、A/D采集轉(zhuǎn)換電路處理后傳輸至CPU處理器單元； 所述CPU處理器單元，用以根據(jù)采集數(shù)據(jù)(即從所接收到的模擬信號中獲取，包括溫度傳感器單元所采集的標示溫度、電流傳感器單元所采集的放電電流、以及蓄電池組的單體電壓和總電壓)繪制本次放電曲線，通過對比本次放電曲線和相同負載下繪制的歷史放電曲線以計算得出蓄電池組的老化率，再根據(jù)老化率、歷史放電曲線以及本次放電曲線計算得出所需的測試數(shù)據(jù)，并將測試數(shù)據(jù)通過通訊接口單元上報。其中，所述信號調(diào)理電路包括
信號放大電路，用于將多路開關(guān)單元輸出的模擬信號放大至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍內(nèi)；
信號隔離電路，用于實現(xiàn)信號放大電路輸出的模擬信號與后級電路的隔離； 低通濾波電路，用于濾除信號隔離電路輸出的模擬信號中的高頻成分。一種蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)，包括網(wǎng)管中心、協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器、開關(guān)電源以及如上所述的蓄電池組監(jiān)控單元裝置，其中，
所述網(wǎng)管中心，用于負責向協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器發(fā)送攜帶放電截止條件信息的啟動遠程放電測試命令，以及接收協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器上報的測試數(shù)據(jù)并顯示；
所述協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器，用于在接收到啟動遠程放電測試命令時向開關(guān)電源發(fā)送放電開始命令，并根據(jù)放電截止條件向開關(guān)電源發(fā)送放電結(jié)束命令；接收蓄電池組監(jiān)控單元裝置上報的測試數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)管中心；
所述開關(guān)電源，用于根據(jù)放電開始/結(jié)束命令控制蓄電池組的放電過程； 所述蓄電池組監(jiān)控單元裝置，用于在蓄電池組的放電過程中，采集記錄蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流以及標示溫度并實時上報，據(jù)此繪制本次放電曲線、實時計算蓄電池組在當前標示溫度下放出的容量并將該容量值換算為基準溫度下的容量值，同時，比較本次放電曲線和相同負載下繪制的歷史放電曲線以實時更新計算蓄電池組的老化率；在放電結(jié)束時根據(jù)最終更新的老化率、歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘恳约氨敬畏烹娗€計算得出所需的測試數(shù)據(jù)，并將測試數(shù)據(jù)上報給協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器。其中，所述網(wǎng)管中心與協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器之間采用2M時隙網(wǎng)/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸方式或者無線傳輸方式進行通信。其中，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器與蓄電池組監(jiān)控單元裝置之間采用RS232/422/485串行方式或者無線傳輸方式進行通信。一種蓄電池組的在線檢測方法，所測試數(shù)據(jù)包括蓄電池組的剩余容量，該方法包括
啟動待檢測的蓄電池組的放電過程；
在蓄電池組的放電過程中，同時進行以下操作采集記錄蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流以及標示溫度，據(jù)此繪制反映總電壓和放電電流關(guān)系的本次放電曲線；實時計算蓄電池組在當前標示溫度下放出的容量，并將該容量值換算為基準溫度下的容量值；比較本次放電曲線和相同負載下繪制的放電深度最深的歷史放電曲線以實時計算并更新蓄電池組的老化率；
在放電結(jié)束時根據(jù)最終更新的老化率、歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘坑嬎惚敬螠y試開始時蓄電池組的實際總?cè)萘浚俑鶕?jù)該實際總?cè)萘?、本次放電曲線、放出的容量信息計算得到所需的測試數(shù)據(jù)。其中，在所述放電過程中，控制蓄電池組的放電深度大于15%。其中，在蓄電池組的放電過程中，每隔預設(shè)的放電時間間隔或者總電壓每下降預
設(shè)的幅度時，按照公式計算蓄電池組的老化本 S中，C1為當前總電壓V/放電時
間T下本次蓄電池組在基準溫度下放出的容量值，C2為該電壓V/放電時間T下歷史數(shù)據(jù)中查得的蓄電池組在基準溫度下放出的容量值。其中，所述蓄電池組的剩余容量的計算方法為
先根據(jù)公式C3 =C4 計算出本次放電開始時蓄電池組的實際總?cè)萘緾3;其中，C4為所述歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘?，P為蓄電池組的老化率；
然后根據(jù)公式 = C3，將C3換算到當前標示溫度t下的容量Ct ；其中，K
是溫度系數(shù)，h為基準溫度；
最后根據(jù)公式C5 = G-C6計算出當前蓄電池組的剩余容量C5;其中，C6為當前蓄電池
組在當前標示溫度下已經(jīng)放出的容量值。本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于
1)采用本發(fā)明，維護人員可對蓄電池組進行遠程放電測試，不僅簡單方便，不用脫離負載來進行測試，而且能夠迅速地查詢蓄電池組的各種測試數(shù)據(jù)，為維護提供了可靠的依據(jù)；
2)本發(fā)明所提供的測試數(shù)據(jù)的估算方法簡單快速，而且克服了蓄電池組的老化問題， 提高了估算的精確度。


圖1是本發(fā)明實施例提供的蓄電池組監(jiān)控單元裝置結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的信號調(diào)理電路的組成框圖。圖3是本發(fā)明實施例提供的信號隔離電路的組成框圖。圖4是本發(fā)明實施例提供的蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例提供的蓄電池組放電剩余容量的在線測試方法流程。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參閱圖1所示的蓄電池組監(jiān)控單元裝置030的結(jié)構(gòu)框圖。本實施例中，蓄電池組監(jiān)控單元裝置030包括采集接口防雷單元130、溫度傳感器單元110、電流傳感器單元 120、多路開關(guān)單元140、驅(qū)動電路170、信號調(diào)理電路150、A/D采集轉(zhuǎn)換電路160、CPU處理器單元180、通信接口單元190、供電單元200。其各個組成部分的功能分別如下所述。溫度傳感器單元110 用來貼在蓄電池組的單體表面上，測量其標示溫度；可采用專用的集成溫度傳感器，例如數(shù)字單總線溫度傳感器DS1820(此時輸出的信號為數(shù)字信號， 則可直接輸出給CPU處理器單元180進行處理)，也可以使用模擬溫度傳感器AD590 (此時輸出的信號為模擬信號，則需經(jīng)信號調(diào)理電路150和A/D采集轉(zhuǎn)換電路160處理后再傳輸給CPU處理器單元180，圖1中以此連接方式為例)等。電流傳感器單元120 用來測量蓄電池組的充放電電流值；采用霍爾電流傳感器， 在應(yīng)用時安裝于蓄電池組的母線排連接線纜上。采集接口防雷單元130 直接與蓄電池組的電壓采集端口相連接，還與溫度傳感器單元110、電流傳感器單元120的信號輸出端口連接；主要是對設(shè)備硬件內(nèi)部電路進行保護，防止因遭受雷擊而損害設(shè)備，可采用的保護器件有PTC熱敏電阻、大功率電阻、壓敏電阻、放電管的組合，能夠有效防止外部高壓、大電流所造成的損害；在應(yīng)用時，采集接口防雷單元130若采用大功率電阻與壓敏電阻的組合，則與單體電壓測量端口連接，該電阻的阻值大概5Ω 50Ω之間，這樣既保證了采集信號的精度，又起到了很好的防雷效果。；
驅(qū)動電路170 實現(xiàn)CPU處理器單元180與多路開關(guān)單元140的接口，增強CPU處理器單元180對多路開關(guān)單元140的驅(qū)動能力。多路開關(guān)單元140 由CPU處理器單元180通過驅(qū)動電路170進行控制，將各種模擬信號分時輸出到后級的信號調(diào)理電路150 ；多路開關(guān)單元140由光電繼電器開關(guān)和模擬開關(guān)組合，光電繼電器開關(guān)實現(xiàn)了模擬信號與數(shù)字控制信號的隔離。信號調(diào)理電路150 實現(xiàn)把外部輸入的模擬信號調(diào)整到A/D轉(zhuǎn)換器所要求的采集電壓范圍之內(nèi)，可以在0 5 V范圍之內(nèi)。A/D采集轉(zhuǎn)換電路160 用于將模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，由CPU處理器單元180 來讀取該數(shù)字信號數(shù)據(jù)并進行處理；A/D采集轉(zhuǎn)換電路160采用分辨率位數(shù)較高的器件，保證了轉(zhuǎn)換的精度。CPU處理器單元180 用于接收處理協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020的命令；讀取經(jīng)A/D采集轉(zhuǎn)換電路160處理后的單體電壓、總電壓、放電電流，標示溫度，根據(jù)這些采集數(shù)據(jù)進行放電曲線的繪制和測試數(shù)據(jù)的計算，并進行測試數(shù)據(jù)的實時上報。通信接口單元190 負責蓄電池組監(jiān)控單元裝置030與協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020之間的通訊，將測試數(shù)據(jù)(包括采集的單體電壓、總電壓、充放電電流、蓄電池組標示溫度、蓄電池組均浮充狀態(tài)、放電剩余容量、放電剩余時間、落后單體等)實時傳輸給協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器，由其上報到網(wǎng)管中心；通信接口單元190可以采取無線傳輸和有線傳輸多種方式，本實施例采用RS422串行通信方式。供電單元200 負責給蓄電池組監(jiān)控單元裝置030提供電源，包括模擬電路的電源、數(shù)字電路部分電源，其中模擬電源與數(shù)字電源之間采取隔離，降低共模干擾。如圖2所示，上述的信號調(diào)理電路150包括了信號放大電路210、信號隔離電路 220、低通濾波電路230三部分。其中，信號放大電路210用于將外部輸入的模擬電壓信號放大至A/D轉(zhuǎn)換器要求的輸入電壓范圍之內(nèi)，利用高精度的運輸放大器來實現(xiàn)，其放大電路中反饋電阻選用高精度的金屬膜電阻器，從而保證了信號無失真的通過，保持原始信號。模擬信號隔離電路220用于實現(xiàn)外部輸入的模擬電壓信號與電路內(nèi)部的隔離，有效隔離外部的共模干擾信號，可采用線性光耦進行隔離，保證采集輸入信號的精度。低通濾波電路230主要把模擬信號中的高頻成分有效濾除掉，提高模擬信號采集的精度。請參閱圖3所示的模擬信號隔離電路220的結(jié)構(gòu)框圖，上述的模擬信號隔離電路 220又由高精度的線性光耦320、溫漂小的電壓基準源300、電壓基準源330、低噪聲的運放電路310、運放電路340、隔離電源模塊350組成。其中，隔離電源模塊350為線性光耦兩端的運放電路310和運放電路320供電隔離開來，保證信號徹底前后級隔離；電壓基準源300為運放電路310提供一個標準的參考源，使得運放電路310把輸入信號調(diào)理得更精確(因為隔離的緣故，所以在線性光耦之后又專門提供一個電壓基準源330);運放電路310和運放電路340就是為了實現(xiàn)輸入信號與輸出信號的比例換算關(guān)系，本實施例采用了 1:1的換算關(guān)系。請參閱圖4，該圖所示為本實施例中蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括遠端的網(wǎng)管中心010、協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020、蓄電池組監(jiān)控單元裝置030、開關(guān)電源040。其中，網(wǎng)管中心010 負責接收遠端蓄電池組監(jiān)控單元裝置030上報的測試信息， 包括蓄電池組的剩余容量、蓄電池組的剩余放電時間、蓄電池組中的落后單體、蓄電池組的充放電狀態(tài)、蓄電池組的單體電壓、蓄電池組的總電壓、蓄電池組的充放電電流、蓄電池組的標示溫度值；負責將接收的測試信息進行人性化的界面顯示，方便用戶操作、查詢，便于對蓄電池組進行維護工作；負責向協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020發(fā)送啟動遠程放電測試命令，同時配置放電保護參數(shù)(包括放電終止電壓、放電保護時長、放電終止剩余容量等參數(shù))，確保遠程放電的安全、可靠。協(xié)議轉(zhuǎn)換器020 負責接收網(wǎng)管中心010的各種命令及參數(shù)，當收到遠程放電測試命令時，向開關(guān)電源040發(fā)送放電測試開始命令，從而控制蓄電池組開始放電；接收蓄電池組監(jiān)控單元裝置030上報的測試信息并將其轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)管中心010，并根據(jù)測試信息和放電保護參數(shù)判斷當前是否滿足放電截止條件，若滿足，則向開關(guān)電源040發(fā)送放電測試結(jié)束命令。開關(guān)電源040 用以為基站各設(shè)備供電，并根據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換器020的放電測試開始命令和放電測試結(jié)束命令控制蓄電池組的放電過程。蓄電池組監(jiān)控單元裝置030 其結(jié)構(gòu)如圖1所示，負責在蓄電池組的放電過程中， 實時采集蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流、標示溫度，據(jù)此繪制本次放電曲線、實時
8計算蓄電池組在當前標示溫度下放出的容量并將該容量值換算為基準溫度下的容量值，同時，比較本次放電曲線和相同負載下繪制的歷史放電曲線以實時更新計算蓄電池組的老化率；在放電結(jié)束時根據(jù)最終更新的老化率、歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘恳约氨敬畏烹娗€計算得出所需的測試數(shù)據(jù)(包括蓄電池組當前的剩余容量、剩余放電時間、落后單體、蓄電池組狀態(tài)等)，并將測試數(shù)據(jù)上傳到協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020，由其上報給網(wǎng)管中心010。上述系統(tǒng)中，網(wǎng)管中心010與協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020之間的通信方式有多種，可采取 ΕΙ/IP方式(2M時隙網(wǎng)或IP網(wǎng)絡(luò))或無線傳輸方式，該無線傳輸包括GPRS、GSM、CDMA、WCDMA 等無線方式。上述系統(tǒng)中，協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器020與蓄電池組監(jiān)控單元裝置030之間的通訊可采用有線、無線方式。有線方式包括串行通信，例如RS232/422/485、IP網(wǎng)絡(luò)通信等；無線方式包括ZIGBEE、WIFI、RF通信方式等。請參閱圖5，本實施例提供的蓄電池組放電剩余容量的在線測試方法包括以下步驟
501、網(wǎng)管中心下發(fā)遠程啟動放電測試命令給協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器，協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器接收到后再向開關(guān)電源發(fā)送放電測試開始命令，開關(guān)電源控制蓄電池組開始放電。其中，遠程啟動放電測試命令中包括放電保護參數(shù)，協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器由此放電保護參數(shù)可獲知放電截止條件。由于蓄電池組在放電初始階段，電壓下降比較快，會出現(xiàn)一個短暫跌落再上升一些的趨勢，最后在一直保持下降的趨勢，直到放電結(jié)束，所以為了跳過起初的電壓下降又上升的那段區(qū)間，保證轉(zhuǎn)換的精度，需要控制蓄電池組的放電深度超過 15%。一般將單體電壓下降至1.8V即總電壓下降至43. 2V作為完整充放電的放電結(jié)束條件。502、繪制完整的本次充放電曲線，繪制方法具體包括
在蓄電池組放電過程中，實時檢測蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流、標示溫度， 按照放電電流和放電時間的積分計算出在當前的標示溫度下放出的容量，在電壓每下降 0. IV的間隔或者每1分鐘的放電時間間隔記錄一次所采集到的總電壓、放電時間、標示溫度、放出的容量；記錄的同時，根據(jù)公式 C
Ce =- ——①
將當前標示溫度t下的放出容量換算到25攝氏度下的容量并存儲(本實施例中，以25 攝氏度作為基準溫度)；同時，根據(jù)采集數(shù)據(jù)繪制反映總電壓和放電電流對應(yīng)關(guān)系的本次放電曲線。上述公式①中-.Ce為換算到25攝氏度下的容量，Ct為t攝氏度下的容量，t是放
電時的環(huán)境溫度，K是溫度系數(shù)，10小時放電率時K=O. 006/°C，5小時放電率時K=O. 007/°C, 3小時放電率時K=O. 008/°C,1小時放電率時K=O. 01/°C。放電結(jié)束后，蓄電池組開始充電，在該充電過程中，實時檢測蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流、標示溫度，按照電流和時間的積分計算出在當前的標示溫度下充入的容量，在電壓每上升0. IV的間隔或者每1分鐘的充電時間間隔記錄一次所采集到的總電壓、放電時間、標示溫度、充入的容量；記錄的同時，根據(jù)公式①，將當前標示溫度t下的充入容量換算到25攝氏度下的容量并存儲(本實施例中，以25攝氏度作為基準溫度)；同時，根據(jù)采集數(shù)據(jù)繪制反映總電壓和充電電流對應(yīng)關(guān)系的本次充電曲線。至此，即完成了完整的充放電曲線的繪制，在本實施例的后續(xù)部分僅涉及到放電曲線。503、若本次放電深度超過15%，則選擇與本次測試時負載相同的歷史放電曲線待用。504、在放電過程中，按照預設(shè)時間間隔或者電壓下降大小間隔，對比本次測試放電曲線和歷史放電曲線，以計算更新蓄電池組的老化率。采取時間間隔的方法時，時間間隔可以取5分鐘到20分鐘之間，優(yōu)選10分鐘，間隔時間到后讀取此刻的電壓；采取下降一定電壓的方法時，電壓下降值可以取0. 05 0. 5V 的范圍，優(yōu)選0. IV。在每次計算時，以電壓為參考，同時在本次放電曲線中和歷史放電曲線中查找該電壓對應(yīng)的蓄電池組基準溫度下的放出容量值C1和C2,按照公式②計算得出老化率P ；
權(quán)利要求
1.一種蓄電池組監(jiān)控單元裝置，其特征在于，包括依次連接的采集接口防雷單元、多路開關(guān)單元、用以進行信號放大處理的信號調(diào)理電路、用以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的A/D采集轉(zhuǎn)換電路、CPU處理器單元、通信接口單元，還包括驅(qū)動電路、溫度傳感器單元和電流傳感器單元；其中，所述驅(qū)動電路，連接于CPU處理器單元與多路開關(guān)單元之間，用于實現(xiàn)CPU處理器單元與多路開關(guān)單元的接口；所述溫度傳感器單元和電流傳感器單元均與蓄電池組連接，分別用以采集蓄電池組的標示溫度和放電電流；所述采集接口防雷單元，同時與溫度傳感器單元、電流傳感器單元、蓄電池組的電壓采集端口連接，用以對采集接口進行防雷保護并將來自電流傳感器單元、電壓采集端口和溫度傳感器單元的模擬信號傳輸至多路開關(guān)單元；所述多路開關(guān)單元，由CPU處理器單元通過驅(qū)動電路進行控制，將所述模擬信號分時傳輸至信號調(diào)理電路，經(jīng)信號調(diào)理電路、A/D采集轉(zhuǎn)換電路處理后傳輸至CPU處理器單元； 所述CPU處理器單元，用以根據(jù)采集數(shù)據(jù)繪制本次放電曲線，通過對比本次放電曲線和相同負載下繪制的歷史放電曲線以計算得出蓄電池組的老化率，再根據(jù)老化率、歷史放電曲線以及本次放電曲線計算得出所需的測試數(shù)據(jù)，并將測試數(shù)據(jù)通過通訊接口單元上報。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池組監(jiān)控單元裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理電路包括 信號放大電路，用于將多路開關(guān)單元輸出的模擬信號放大至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍內(nèi)；信號隔離電路，用于實現(xiàn)信號放大電路輸出的模擬信號與后級電路的隔離； 低通濾波電路，用于濾除信號隔離電路輸出的模擬信號中的高頻成分。
3.一種蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括網(wǎng)管中心、協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器、 開關(guān)電源以及如權(quán)利要求1所述的蓄電池組監(jiān)控單元裝置，其中，所述網(wǎng)管中心，用于負責向協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器發(fā)送攜帶放電截止條件信息的啟動遠程放電測試命令，以及接收協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器上報的測試數(shù)據(jù)并顯示；所述協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器，用于在接收到啟動遠程放電測試命令時向開關(guān)電源發(fā)送放電開始命令，并根據(jù)放電截止條件向開關(guān)電源發(fā)送放電結(jié)束命令；接收蓄電池組監(jiān)控單元裝置上報的測試數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)管中心；所述開關(guān)電源，用于根據(jù)放電開始/結(jié)束命令控制蓄電池組的放電過程； 所述蓄電池組監(jiān)控單元裝置，用于在蓄電池組的放電過程中，采集記錄蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流以及標示溫度并實時上報，據(jù)此繪制本次放電曲線、實時計算蓄電池組在當前標示溫度下放出的容量并將該容量值換算為基準溫度下的容量值，同時，比較本次放電曲線和相同負載下繪制的歷史放電曲線以實時更新計算蓄電池組的老化率；在放電結(jié)束時根據(jù)最終更新的老化率、歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘恳约氨敬畏烹娗€計算得出所需的測試數(shù)據(jù)，并將測試數(shù)據(jù)上報給協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器。
4.如權(quán)利要求3所述的蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)管中心與協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器之間采用2M時隙網(wǎng)/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸方式或者無線傳輸方式進行通信。
5.如權(quán)利要求3所述的蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器與蓄電池組監(jiān)控單元裝置之間采用RS232/422/485串行方式或者無線傳輸方式進行通fn °
6.一種蓄電池組的在線檢測方法，所測試數(shù)據(jù)包括蓄電池組的剩余容量，其特征在于， 該方法包括啟動待檢測的蓄電池組的放電過程；在蓄電池組的放電過程中，同時進行以下操作采集記錄蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流以及標示溫度，據(jù)此繪制反映總電壓和放電電流關(guān)系的本次放電曲線；實時計算蓄電池組在當前標示溫度下放出的容量，并將該容量值換算為基準溫度下的容量值；比較本次放電曲線和相同負載下繪制的放電深度最深的歷史放電曲線以實時計算并更新蓄電池組的老化率；在放電結(jié)束時根據(jù)最終更新的老化率、歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘坑嬎惚敬螠y試開始時蓄電池組的實際總?cè)萘?，再根?jù)該實際總?cè)萘俊⒈敬畏烹娗€、放出的容量信息計算得到所需的測試數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的蓄電池組的在線檢測方法，其特征在于，該方法還包括在所述放電過程中，控制蓄電池組的放電深度大于15%。
8.如權(quán)利要求7所述的蓄電池組的在線檢測方法，其特征在于，所述方法中，在蓄電池組的放電過程中，每隔預設(shè)的放電時間間隔或者總電壓每下降預設(shè)的幅度時，按照公式P =^"計算蓄電池組的老化率”；其中,C1為當前總電壓V/放電時間T下本次蓄電池組在基準溫度下放出的容量值，C2力邏電壓V/放電時間T下歷史數(shù)據(jù)中查得的蓄電池組在基準溫度下放出的容量值。
9.如權(quán)利要求8所述的蓄電池組剩余容量的在線檢測方法，其特征在于，所述蓄電池組的剩余容量的計算方法為先根據(jù)公式 = CA*P計算出本次放電開始時蓄電池組的實際總?cè)萘緾3 ；其中，C4為所述歷史放電曲線對應(yīng)的蓄電池組總?cè)萘?，P為蓄電池組的老化率；然后根據(jù)公式 = C3 + -。)],將C3換算到當前標示溫度t下的容量Ct ；其中，K是溫度系數(shù),“為基準溫度；最后根據(jù)公式Cj = -C6計算出當前蓄電池組的剩余容量C5 ；其中，C6為當前蓄電池組在當前標示溫度下已經(jīng)放出的容量值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄電池組遠程放電控制系統(tǒng)、監(jiān)控單元裝置及檢測方法，所述檢測方法包括在蓄電池組的放電過程中，同時進行以下操作采集記錄蓄電池組的單體電壓、總電壓、放電電流以及標示溫度，據(jù)此繪制本次放電曲線；實時計算蓄電池組在當前標示溫度下放出的容量，并將該容量值換算為基準溫度下的容量值；比較本次放電曲線和相同負載下繪制的歷史放電曲線以實時更新蓄電池組的老化率；在放電結(jié)束時計算本次測試開始時蓄電池組的實際總?cè)萘浚俑鶕?jù)該實際總?cè)萘?、本次放電曲線、放出的容量信息計算得到所需的檢測數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明，可進行遠程放電測試，能夠迅速地查詢蓄電池組的測試數(shù)據(jù)，克服了蓄電池組的老化問題，提高了估算的精確度。
文檔編號G01R31/36GK102455410SQ20101050976
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者夏春, 強應(yīng)海, 徐猛, 林彬, 陳木斌 申請人:深圳中興力維技術(shù)有限公司