不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置及方法。所述電池定壓回溯在線測試裝置包括一電池放電電流閉環(huán)控制模塊和一電池電流采樣調(diào)理模塊；所述的電池放電電流閉環(huán)控制模塊包括一PID控制器、一驅(qū)動波形發(fā)生器和一放電執(zhí)行機構(gòu)，所述PID控制器的輸出端連接至所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸入端，所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸出端連接至所述放電執(zhí)行機構(gòu)；所述電池電流采樣調(diào)理模塊對電池的放電電流進(jìn)行采樣及濾波處理，所述電池電流采樣調(diào)理模塊的輸出值與給定值的差值作為所述PID控制器的輸入信號。本發(fā)明實現(xiàn)對電池在線式恒流測試，大大節(jié)約了測試成本，且本發(fā)明方法測試精度更高，量化電池性能，測試結(jié)果更直觀。
【專利說明】不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，各數(shù)據(jù)中心、銀行網(wǎng)點、高速公路及高鐵等都得到了快 速的發(fā)展，而這些行業(yè)都需要高質(zhì)量的電能保證系統(tǒng)的安全不間斷工作，因此這些行業(yè)為 UPS行業(yè)帶來了發(fā)展契機。其中UPS的后備能源一蓄電池的性能決定了系統(tǒng)的后備工作時 間，UPS廠商及其客戶均希望系統(tǒng)常規(guī)供電正常的情況下得到可靠的、相對準(zhǔn)確的電池性能 相關(guān)信息，以此作為電池維護、更新、備用預(yù)案的準(zhǔn)備工作等的參考，因此在線式UPS急需 要一種在線的、相對準(zhǔn)確的、定性的反映電池性能參數(shù)的測試方案。
[0003] 現(xiàn)有電池測試的常用方法為有在線測試和離線測試兩種，在對電能質(zhì)量要求較高 的系統(tǒng)中，離線式電池測試會帶來相應(yīng)的風(fēng)險，而且測試的準(zhǔn)備工作相對繁瑣；在線式測試 方法往往需要建立一個或幾個復(fù)雜的數(shù)據(jù)表格或者復(fù)雜的算法，將實際電池放電情況與數(shù) 據(jù)表格中的參數(shù)進(jìn)行對比，獲得電池性能的信息，由于負(fù)載的不同及不穩(wěn)定等因素，為了獲 得更加準(zhǔn)確的電池性能，需要建立愈加繁瑣的表格信息，表格的獲取麻煩且占用大量的內(nèi) 存空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的其中一目的在于提供一種不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝 置。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在 線測試裝置，所述電池定壓回溯在線測試裝置包括一電池放電電流閉環(huán)控制模塊和一電池 電流采樣調(diào)理模塊；所述的電池放電電流閉環(huán)控制模塊包括一 PID控制器、一驅(qū)動波形發(fā) 生器和一放電執(zhí)行機構(gòu)，所述PID控制器的輸出端連接至所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸入端， 所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸出端連接至所述放電執(zhí)行機構(gòu)；所述電池電流采樣調(diào)理模塊對電 池的放電電流進(jìn)行采樣及濾波處理，所述電池電流采樣調(diào)理模塊的輸出值與給定值的差值 作為所述PID控制器的輸入信號。
[0006] 在本發(fā)明一實施例中，所述不間斷電源系統(tǒng)包括AC/DC模塊、DC/DC模塊或DC/AC 模塊以及電池，所述AC/DC模塊的輸出端與所述DC/DC模塊或DC/AC模塊的輸入端及所述 電池連接；所述的放電執(zhí)行機構(gòu)即為所述的AC/DC模塊，所述的AC/DC模塊為可控的整流電 路。
[0007] 在本發(fā)明一實施例中，所述不間斷電源系統(tǒng)包括AC/DC模塊、DC/DC降壓充電模 塊、DC/DC升壓放電模塊、DC/AC模塊或DC/DC模塊以及電池；所述AC/DC模塊的第一輸出 端接至所述DC/DC降壓充電模塊的輸入端，所述DC/DC降壓充電模塊的輸出端接至電池，所 述AC/DC模塊的第二輸出端接至所述DC/AC模塊或DC/DC模塊的第一輸入端，所述DC/DC 升壓放電模塊的輸入端接至電池，所述DC/DC升壓放電模塊的輸出端接至所述DC/AC模塊 或DC/DC模塊的第二輸入端；所述的放電執(zhí)行機構(gòu)即為所述的DC/DC升壓放電模塊；所述 的DC/DC升壓放電模塊用于電池的放電，所述的DC/DC降壓充電模塊用于電池的充電，所述 的AC/DC模塊為可控的整流電路。
[0008] 本發(fā)明另一目的在于提供一種基于上述不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測 試裝置的電池定壓回溯在線測試方法。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于上述不間斷電源系統(tǒng)的電池定 壓回溯在線測試裝置的電池定壓回溯在線測試方法，包括如下步驟： 步驟1 :實時監(jiān)控電池端電壓Ubat、電池電流值Ibat，AC/DC模塊的輸出電壓值U、不間 斷電源系統(tǒng)輸出電壓值Uout和輸出電流值lout ; 步驟2 :不間斷電源系統(tǒng)判斷是否有電池在線測試命令，若有，則進(jìn)入步驟3,否則退 出； 步驟3 :判斷電池是否處于浮充狀態(tài)且負(fù)載功率P=Uout · lout > A · C，其中A>0, C為 電池的標(biāo)稱容量，若是，則進(jìn)入步驟4,否則返回不滿足電池測試條件信息； 步驟4 :緩慢調(diào)整AC/DC模塊的輸出電壓值U使其小于電池端電壓Ubat ; 步驟5 :判斷電池電流值Ibat是否小于等于-A · C，若是則進(jìn)入步驟6,否則返回步驟 4 ； 步驟6 :將電池電流值Ibat與給定值Iref=-A · C的差值，經(jīng)PID控制器輸出至驅(qū)動波 形發(fā)生器，驅(qū)動波形發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動信號控制AC/DC模塊，實現(xiàn)電池恒流放電閉環(huán)控制，電 池測試計時器清零并啟動電池測試計時器計時； 步驟7 :當(dāng)電池端電壓Ubat <電池放電終點電壓Ulow，記錄電池測試計時器記錄的測 試時間T，并設(shè)置電池放電電流閉環(huán)控制的給定值Iref大于零，恢復(fù)AC/DC模塊正常整流工 作模式； 步驟8 :根據(jù)測試時間T與電池理想放電時間T0比較，計算Κ=Τ/Τ0,以判斷電池性能； 其中，電池理想放電時間Τ0,即電池處于標(biāo)稱容量狀態(tài)下，以放電電流為A ·(：進(jìn)行恒流放電 至電池放電終止電壓對應(yīng)的理論時間值； 所述的電池電流值Ibat大于0時，電池處于充電狀態(tài)；所述的電池電流值Ibat小于0 時，電池處于放電狀態(tài)。
[0010] 本發(fā)明另一目的在于提供一種基于上述不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測 試裝置的電池定壓回溯在線測試方法。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于上述不間斷電源系統(tǒng)的電池定 壓回溯在線測試裝置的電池定壓回溯在線測試方法，包括如下步驟： 步驟1 :實時監(jiān)控電池端電壓Ubat、電池電流值Ibat，AC/DC模塊的輸出電壓值U、輸出 電壓值Uout和輸出電流值lout ; 步驟2 :系統(tǒng)判斷是否有電池在線測試命令，若有，則進(jìn)入步驟3,否則退出； 步驟3 :判斷電池是否處于浮充狀態(tài)且負(fù)載功率P=Uout · lout > A · C，其中A>0, C為 電池的標(biāo)稱容量，若是，則進(jìn)入步驟4,否則返回不滿足電池測試件信息； 步驟4 :關(guān)閉DC/DC降壓充電模塊，開啟DC/DC升壓放電模塊，并緩慢增加電池放電電 流閉環(huán)控制的給定值； 步驟5 :將電池電流值Ibat與給定值Iref=A · C的差值，經(jīng)PID控制器輸出至驅(qū)動波 形發(fā)生器，驅(qū)動波形發(fā)生器產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號控制DC/DC升壓放電模塊，實現(xiàn)對電池放電電 流的閉環(huán)控制； 步驟6 :判斷電池放電電流值是否大于等于A · C，若是則進(jìn)入步驟7,否則返回步驟4， 步驟7 :電池測試計時器清零并啟動電池測試計時器計時，當(dāng)蓄電池的端電壓Ubat彡 電池測試終點電壓Ulow，記錄電池測試計時器記錄的測試時間T，緩慢降低電池放電電流 控制閉環(huán)的給定值至0,關(guān)閉DC/DC升壓放電模塊，開啟DC/DC降壓充電模塊，不間斷電源系 統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)； 步驟8 :根據(jù)測試時間T與電池理想放電時間T0比較，計算Κ=Τ/Τ0,以判斷電池性能； 電池理想放電時間Τ0,即電池處于標(biāo)稱容量狀態(tài)下，以放電電流為A · C進(jìn)行恒流放電至電 池放電終止電壓對應(yīng)的理論時間值。
[0012] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果： 其一，不間斷電源系統(tǒng)中僅增加一電池電流采樣調(diào)理電路及一閉環(huán)控制即可實現(xiàn)對電 池在線式恒流測試，可在線測試，實現(xiàn)簡單，測試前期準(zhǔn)備工作較少，大大節(jié)約了測試成本 等特點； 其二，通過對電池放電電流的閉環(huán)控制，使得電池放電電流穩(wěn)定，可不受負(fù)載波動等因 素影響，克服了以往電池測試需要負(fù)載相對穩(wěn)定的問題； 其三，本發(fā)明中，通過放電控制器緩慢增加電池放電電流，直到電池放電電流等于某一 值(如放電倍率為0. 1)并保持，進(jìn)入測試環(huán)節(jié)，如此可有效防止電池未接的時候突然進(jìn)入電 池測試導(dǎo)致輸出掉電的故障； 其四，測試過程中，電池放電倍率可控，可簡單的通過關(guān)鍵電壓點及測試時間實現(xiàn)對電 池性能的評估，從而簡化了電池性能評估的算法；將建立龐大的不同蓄電池、不同放電倍率 的離散信息表的問題轉(zhuǎn)化為控制放電倍率的問題，參考信息容易獲取，測試精度更高，量化 電池性能，測試結(jié)果更直觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置原理圖。
[0014] 圖2實施例1中不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置原理圖。
[0015] 圖3實施例2中不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置原理圖。
[0016] 圖4實施例1中不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試方法流程圖。
[0017] 圖5實施例2中不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試方法流程圖。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0019] 如附圖1所述，不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置，包括一電池放電 電流閉環(huán)控制模塊和一電池電流采樣調(diào)理模塊；所述的電池放電電流閉環(huán)控制模塊包括一 PID控制器、一驅(qū)動波形發(fā)生器和一放電執(zhí)行機構(gòu)G (s)，所述PID控制器的輸出端連接至所 述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸入端，所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸出端連接至所述放電執(zhí)行機構(gòu)；所 述電池電流采樣調(diào)理模塊對電池的放電電流進(jìn)行采樣及濾波處理，所述電池電流采樣調(diào)理 模塊的輸出值與給定值的差值作為所述PID控制器的輸入信號。
[0020] 不間斷電源系統(tǒng)主要分為兩種，其一為電池直連式，蓄電池不需要配置充電模塊 和放電模塊；另一種在線式不間斷電源需包含一充電模塊、放電模塊，主要用于對對蓄電池 進(jìn)行充放電功能。
[0021] 通常不間斷電源系統(tǒng)的負(fù)載由用戶具體使用情況而定，甚至出現(xiàn)負(fù)載突變的現(xiàn) 象，無法保證測試中放電電流恒定。假設(shè)不間斷電源系統(tǒng)中各器件均為理想器件，無有功損 耗，則輸出功率P由兩部分組成，其中一部分為AC/DC模塊(即整流器)輸出功率P1，另一部 分為電池輸出功率P2,即P=P1+P2。當(dāng)AC/DC模塊（即整流器）異常時，P1=0,不間斷電源系 統(tǒng)由電池供電P=P2 ;當(dāng)AC/DC模塊（即整流器)正常時，不間斷電源系統(tǒng)由市電供電，同時為 電池充電，P2不大于零；當(dāng)電池測試時P2=A · CXUbattery，AC/DC模塊（即整流器）輸入功 率 P1=P-P2。
[0022] 實施例1 應(yīng)用于電池直連式的不間斷電源系統(tǒng)，如圖2所示，不間斷電源系統(tǒng)包括依次連接的 AC/DC模塊、DC/DC模塊或DC/AC模塊以及電池，所述電池連接至AC/DC模塊的輸出端，所述 的放電執(zhí)行機構(gòu)為AC/DC模塊，所述的AC/DC模塊為可控的整流電路；此類系統(tǒng)無獨立的充 放電控制回路，電池充電由AC/DC模塊控制，當(dāng)AC/DC模塊異常時，蓄電池放電完全由負(fù)載 決定。其中AC/DC模塊實現(xiàn)交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的功能，DC/DC模塊或DC/AC模塊主 要是將前級獲得的相對穩(wěn)定的直流電能轉(zhuǎn)換為負(fù)載要求的電能。
[0023] 電池與直流母線直接相連，只有當(dāng)母線電壓低于電池端電壓時，電池才能被動的 放電。在一定的負(fù)載條件下，可以通過控制AC/DC模塊輸入功率間接的對電池放電電流進(jìn) 行控制。但是輸出負(fù)載不確定，整機損耗無法實時的、準(zhǔn)確的獲取等諸多因素導(dǎo)致了無法精 確控制整流器輸入功率，但是電池放電電流很容易獲取，本發(fā)明的思路將穩(wěn)定的放電電流 作為控制的目標(biāo)，實現(xiàn)電池恒流放電狀態(tài)進(jìn)行電池性能測試，即將電池放電電流作為整流 器控制的目標(biāo)形成閉環(huán)控制。由于AC/DC在正常工作狀態(tài)是作為充電器，當(dāng)電池放電時，可 認(rèn)為電池的充電電流為負(fù)，便可直接利用UPS已有的恒流充電功能對放電進(jìn)行閉環(huán)控制， 將充電電流閉環(huán)給定值設(shè)定為-A · C，本實施例A取值為0. 1，實際放電電流Ibat經(jīng)采樣 后，將其取負(fù)后作為充電電流反饋值。相較于傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)，本系統(tǒng)僅需要加入一個電池 電流采樣調(diào)理模塊，通過一定的控制邏輯將各部分有效的配合起來，就能實現(xiàn)電池測試，具 體測試過程如下： 所述的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置的電池定壓回溯在線測試方法， 包括如下步驟實現(xiàn)： 步驟1 :實時監(jiān)控電池端電壓Ubat、電池電流值Ibat，AC/DC模塊的輸出電壓值U、不間 斷電源系統(tǒng)輸出電壓值Uout和輸出電流值lout ; 步驟2 :不間斷電源系統(tǒng)判斷是否有電池在線測試命令，若有，則進(jìn)入步驟3,否則退 出； 步驟3 :判斷電池是否處于浮充狀態(tài)且負(fù)載功率P=Uout · lout > A · C，其中A>0, C為 電池的標(biāo)稱容量，若是，則進(jìn)入步驟4,否則返回不滿足電池測試條件信息； 步驟4 :緩慢調(diào)整AC/DC模塊的輸出電壓值U使其小于電池端電壓Ubat ; 步驟5 :判斷電池電流值是否小于等于-A · C，若是則進(jìn)入步驟6,否則返回步驟4， 步驟6 :將電池電流值Ibat與給定值Iref=-A · C的差值，經(jīng)PID/PI控制器，PID控制 器輸出至驅(qū)動波形發(fā)生器，驅(qū)動波形發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動信號控制AC/DC模塊，實現(xiàn)電池恒流 放電閉環(huán)控制，電池測試計時器清零并啟動電池測試計時器計時； 步驟7 :當(dāng)電池端電壓Ubat <電池放電終點電壓Ulow，記錄電池測試計時器記錄的測 試時間T，并設(shè)置電池放電電流閉環(huán)控制的給定值Iref大于零，恢復(fù)AC/DC模塊正常整流工 作模式。
[0024] 步驟8 :根據(jù)測試時間T與電池理想放電時間T0比較，計算Κ=Τ/Τ0以判斷電池性 能，Τ0為電池理想放電時間，即電池處于標(biāo)稱容量狀態(tài)下，以放電電流為A · C進(jìn)行恒流放 電至電池放電終止電壓對應(yīng)的理論時間值。
[0025] 其中，A的取值與不間斷電源系統(tǒng)負(fù)載量狀態(tài)以及電池的放電特性對應(yīng)的放電率 相關(guān)。
[0026] 實施例2 應(yīng)用于電池非直連式的不間斷電源系統(tǒng)，如圖3所示，所述不間斷電源系統(tǒng)包括AC/DC 模塊、DC/DC降壓充電模塊、DC/DC升壓放電模塊、DC/AC模塊或DC/DC模塊、電池，所述AC/ DC模塊輸出接至DC/DC降壓充電模塊的輸入端、DC/AC模塊或DC/DC模塊的輸入端，DC/DC 降壓充電模塊的輸出端接至電池，所述DC/DC升壓放電模塊的輸入端接至電池，所述DC/DC 升壓放電模塊的輸出端接至DC/AC模塊或DC/DC模塊的輸入端，所述的放電執(zhí)行機構(gòu)為DC/ DC升壓放電模塊，所述的DC/DC升壓放電模塊用于電池的放電，所述的DC/DC降壓充電模塊 用于電池的充電，所述的AC/DC模塊為可控的整流電路。
[0027] 其中AC/DC模塊實現(xiàn)交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的功能，DC/DC模塊或DC/AC模塊主 要是將前級獲得的相對穩(wěn)定的直流電能轉(zhuǎn)換為負(fù)載要求的電能，充電DC/DC模塊可完成對 蓄電池的恒流充電和恒壓充電的功能；放電DC/DC模塊通常以直流母線電壓作為放電DC/ DC模塊控制器的反饋信號，獲得相對穩(wěn)定的直流電壓。
[0028] 電池管理中具有獨立的充放電控制回路，理論上放電電路可不受直流母線電壓的 直接影響。正常情況下均是在AC/DC模塊無法正常工作時由電池升壓維持母線電壓值穩(wěn) 定。當(dāng)進(jìn)行電池測試時，為了獲得期望的放電電流AC，本實施例A取值為0. 1，可將電池放 電電流作為升壓DC/DC控制電路的給定值，形成閉環(huán)對電池放電電流進(jìn)行精確控制。負(fù)載 功率P不可控，電池放電電流P2由恒定電流放電實現(xiàn)，P1仍然無需精準(zhǔn)控制，而是通過穩(wěn) 定直流母線電壓達(dá)到總輸入與總輸出自動平衡。相較于常規(guī)UPS系統(tǒng)，本測試系統(tǒng)僅需要 加入電池電流采樣調(diào)理模塊，一個放電電流控制閉環(huán)(如圖3所示)，其中Iref為放電電流 給定值，Ibat為實際放電電流采樣值。通過一定的控制邏輯將各部分有效的配合起來，就 能實現(xiàn)電池測試，當(dāng)進(jìn)入電池測試時，該模塊以電池放電電流作為反饋信號，控制電池恒流 放電，進(jìn)入電池放電測試功能，具體實現(xiàn)如下，參考附圖5 : 所述的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置的電池定壓回溯在線測試方法， 包括如下步驟實現(xiàn)： 步驟1 :實時監(jiān)控電池端電壓Ubat、電池電流值Ibat，AC/DC模塊的輸出電壓值U、輸出 電壓值Uout和輸出電流值lout ; 步驟2 :系統(tǒng)判斷是否有電池在線測試命令，若有，則進(jìn)入步驟3,否則退出； 步驟3 :判斷電池是否處于浮充狀態(tài)且負(fù)載功率P=Uout · lout > A · C，其中A>0, C為 電池的標(biāo)稱容量，若是，則進(jìn)入步驟4,否則返回不滿足電池測試件信息； 步驟4 :關(guān)閉DC/DC降壓充電模塊，開啟DC/DC升壓放電模塊，并緩慢增加電池放電電 流閉環(huán)控制的給定值； 步驟5 :將電池電流值Ibat與給定值Iref=A · C的差值，經(jīng)PID控制器，PID控制器輸 出至驅(qū)動波形發(fā)生器，驅(qū)動波形發(fā)生器產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號控制DC/DC升壓放電模塊，實現(xiàn)對 電池放電電流的閉環(huán)控制； 步驟6 :判斷電池放電電流值是否大于等于A · C，若是則進(jìn)入步驟7,否則返回步驟4， 步驟7 :電池測試計時器清零并啟動電池測試計時器計時，當(dāng)蓄電池的端電壓Ubat < 電池測試終點電壓Ulow，記錄測試時間T，緩慢降低電池放電電流控制閉環(huán)的給定值至0， 關(guān)閉DC/DC升壓放電模塊，開啟DC/DC降壓充電模塊，不間斷電源系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)； 步驟8 :根據(jù)測試時間T與電池理想放電時間T0比較，計算Κ=Τ/Τ0以判斷電池性能， Τ0為電池理想放電時間，即電池處于標(biāo)稱容量狀態(tài)下，以放電電流為A · C進(jìn)行恒流放電至 電池放電終止電壓對應(yīng)的理論時間值。
[0029] 其中，A的取值與不間斷電源系統(tǒng)負(fù)載量狀態(tài)以及電池的放電特性對應(yīng)的放電率 相關(guān)。
[0030] 上列較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng) 理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置，其特征在于：所述電池定壓回 溯在線測試裝置包括一電池放電電流閉環(huán)控制模塊和一電池電流采樣調(diào)理模塊；所述的電 池放電電流閉環(huán)控制模塊包括一 PID控制器、一驅(qū)動波形發(fā)生器和一放電執(zhí)行機構(gòu)，所述 PID控制器的輸出端連接至所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸入端，所述驅(qū)動波形發(fā)生器的輸出端 連接至所述放電執(zhí)行機構(gòu)；所述電池電流采樣調(diào)理模塊對電池的放電電流進(jìn)行采樣及濾波 處理，所述電池電流采樣調(diào)理模塊的輸出值與給定值的差值作為所述PID控制器的輸入信 號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置，其特征在 于：所述不間斷電源系統(tǒng)包括AC/DC模塊、DC/DC模塊或DC/AC模塊以及電池，所述AC/DC 模塊的輸出端與所述DC/DC模塊或DC/AC模塊的輸入端及所述電池連接；所述的放電執(zhí)行 機構(gòu)即為所述的AC/DC模塊，所述的AC/DC模塊為可控的整流電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置，其特征在 于：所述不間斷電源系統(tǒng)包括AC/DC模塊、DC/DC降壓充電模塊、DC/DC升壓放電模塊、DC/AC 模塊或DC/DC模塊以及電池；所述AC/DC模塊的第一輸出端接至所述DC/DC降壓充電模塊 的輸入端，所述DC/DC降壓充電模塊的輸出端接至電池，所述AC/DC模塊的第二輸出端接至 所述DC/AC模塊或DC/DC模塊的第一輸入端，所述DC/DC升壓放電模塊的輸入端接至電池， 所述DC/DC升壓放電模塊的輸出端接至所述DC/AC模塊或DC/DC模塊的第二輸入端；所述 的放電執(zhí)行機構(gòu)即為所述的DC/DC升壓放電模塊；所述的DC/DC升壓放電模塊用于電池的 放電，所述的DC/DC降壓充電模塊用于電池的充電，所述的AC/DC模塊為可控的整流電路。
4. 一種采用權(quán)利要求2所述的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置的電池 定壓回溯在線測試方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟1 :實時監(jiān)控電池端電壓Ubat、電池電流值Ibat，AC/DC模塊的輸出電壓值U、不間 斷電源系統(tǒng)輸出電壓值Uout和輸出電流值lout ; 步驟2 :不間斷電源系統(tǒng)判斷是否有電池在線測試命令，若有，則進(jìn)入步驟3,否則退 出； 步驟3 :判斷電池是否處于浮充狀態(tài)且負(fù)載功率P=Uout · lout > A · C，其中A>0, C為 電池的標(biāo)稱容量，若是，則進(jìn)入步驟4,否則返回不滿足電池測試條件信息； 步驟4 :緩慢調(diào)整AC/DC模塊的輸出電壓值U使其小于電池端電壓Ubat ; 步驟5 :判斷電池電流值Ibat是否小于等于-A · C，若是則進(jìn)入步驟6,否則返回步驟 4 ； 步驟6 :將電池電流值Ibat與給定值Iref=-A · C的差值，經(jīng)PID控制器輸出至驅(qū)動波 形發(fā)生器，驅(qū)動波形發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動信號控制AC/DC模塊，實現(xiàn)電池恒流放電閉環(huán)控制，電 池測試計時器清零并啟動電池測試計時器計時； 步驟7 :當(dāng)電池端電壓Ubat <電池放電終點電壓Ulow，記錄電池測試計時器記錄的測 試時間T，并設(shè)置電池放電電流閉環(huán)控制的給定值Iref大于零，恢復(fù)AC/DC模塊正常整流工 作模式； 步驟8 :根據(jù)測試時間T與電池理想放電時間TO比較，計算K=T/T0,以判斷電池性能； 其中，電池理想放電時間Τ0,即電池處于標(biāo)稱容量狀態(tài)下，以放電電流為A ·(：進(jìn)行恒流放電 至電池放電終止電壓對應(yīng)的理論時間值； 所述的電池電流值Ibat大于0時，電池處于充電狀態(tài)；所述的電池電流值Ibat小于Ο 時，電池處于放電狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池定壓回溯在線測試方法，其特征在于：所述Α的取值與 不間斷電源系統(tǒng)負(fù)載量狀態(tài)以及電池的放電特性對應(yīng)的放電率相關(guān)。
6. -種采用權(quán)利要求3所述的不間斷電源系統(tǒng)的電池定壓回溯在線測試裝置的電池 定壓回溯在線測試方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟1 :實時監(jiān)控電池端電壓Ubat、電池電流值Ibat，AC/DC模塊的輸出電壓值U、輸出 電壓值Uout和輸出電流值lout ; 步驟2 :系統(tǒng)判斷是否有電池在線測試命令，若有，則進(jìn)入步驟3,否則退出； 步驟3 :判斷電池是否處于浮充狀態(tài)且負(fù)載功率P=Uout · lout > A · C，其中A>0, C為 電池的標(biāo)稱容量，若是，則進(jìn)入步驟4,否則返回不滿足電池測試件信息； 步驟4 :關(guān)閉DC/DC降壓充電模塊，開啟DC/DC升壓放電模塊，并緩慢增加電池放電電 流閉環(huán)控制的給定值； 步驟5 :將電池電流值Ibat與給定值Iref=A · C的差值，經(jīng)PID控制器輸出至驅(qū)動波 形發(fā)生器，驅(qū)動波形發(fā)生器產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號控制DC/DC升壓放電模塊，實現(xiàn)對電池放電電 流的閉環(huán)控制； 步驟6 :判斷電池放電電流值是否大于等于A · C，若是則進(jìn)入步驟7,否則返回步驟4， 步驟7 :電池測試計時器清零并啟動電池測試計時器計時，當(dāng)蓄電池的端電壓Ubat < 電池測試終點電壓Ulow，記錄電池測試計時器記錄的測試時間T，緩慢降低電池放電電流 控制閉環(huán)的給定值至0,關(guān)閉DC/DC升壓放電模塊，開啟DC/DC降壓充電模塊，不間斷電源系 統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)； 步驟8 :根據(jù)測試時間T與電池理想放電時間T0比較，計算Κ=Τ/Τ0,以判斷電池性能； 電池理想放電時間Τ0,即電池處于標(biāo)稱容量狀態(tài)下，以放電電流為A · C進(jìn)行恒流放電至電 池放電終止電壓對應(yīng)的理論時間值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池定壓回溯在線測試方法，其特征在于：所述A的取值與 不間斷電源系統(tǒng)負(fù)載量狀態(tài)以及電池的放電特性對應(yīng)的放電率相關(guān)。
【文檔編號】G01R31/36GK104122503SQ201410368139
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】杜偉, 陳四雄, 曾奕彰, 劉 東 申請人:廈門科華恒盛股份有限公司