本發(fā)明涉及一種蓄電池組正常運(yùn)行時(shí)對開路電池單體進(jìn)行檢測的方法和裝置。
背景技術(shù)：
蓄電池組正常運(yùn)行時(shí)處于浮充狀態(tài)，即使蓄電池組里某個(gè)單體電池出現(xiàn)開路(斷線、接觸不良等)，但在浮充狀態(tài)下通常是難以被發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)市電中斷需要蓄電池對外供電時(shí)，如果存在開路電池，該電池組的輸出會(huì)瞬間中斷，無法給實(shí)際負(fù)載供電，進(jìn)而導(dǎo)致重大事故。
目前業(yè)內(nèi)有對這種檢測開路電池的方法有如下幾種：
1、通過監(jiān)測系統(tǒng)的均充和浮充電流進(jìn)行檢測。其缺點(diǎn)是需要給每一節(jié)蓄電池安裝監(jiān)控設(shè)備，成本較高；該方法只能檢測出電池組有沒有開路電池，無法判別是哪幾節(jié)電池；無法準(zhǔn)確區(qū)分出開路電池和容量落后的電池，所以存在對開路電池的誤判；
2、通過內(nèi)阻測試儀類的手持式儀表進(jìn)行檢測。缺點(diǎn)是目前大多數(shù)的該類儀表進(jìn)行在線測試時(shí)，如果遇到開路電池，不僅不能通過內(nèi)阻判斷開路電池，而且會(huì)高壓直接燒毀儀表；采用注入式原理進(jìn)行內(nèi)阻測試的內(nèi)阻測試儀表，不能準(zhǔn)確區(qū)分是開路電池還是容量落后電池。
3、通過離線放電進(jìn)行檢測。缺點(diǎn)是：將電池組離線，通過放電測試儀表對電池組進(jìn)行放電測試，操作負(fù)載，工作量大，效率很低；由于將電池組離線，讓系統(tǒng)有一定的安全隱患；各種不同電壓等級的電池組，需要配備各種適用的放電負(fù)載，投資成本大；
2013-02-13公開的，公開號為102928727A的中國發(fā)明揭示了一種開路檢測裝置，用于檢測與電池相連的線路的連接狀態(tài)，其中所述電池包括多個(gè)電池單元，所述開路檢測裝置包括：第一引腳，通過連接電路與所述多個(gè)電池單元的正極端相連；以及第二引腳，通過所述連接電路與所述多個(gè)電池單元的負(fù)極端相連；其中，流經(jīng)所述連接電路的電流路徑對應(yīng)于所述連接電路與所述電池單元之間的線路斷開而改變，所述第一引腳與所述第二引腳之間的檢測電壓的改變指示所述電流路徑的改變。該檢測裝置通過單次測量確定連接電路中每一線路的狀態(tài)，通過開路檢測模塊以及連接電路產(chǎn)生檢測電壓，并根據(jù)該檢測電壓確定連接電路中的開路，可更準(zhǔn)確地檢測開路并且不容易受到環(huán)境的影響，從而更好地保護(hù)電池不受損壞。但是其缺點(diǎn)是只能判斷出這組電池存在開路電池，無法定位具體是哪一節(jié)電池開路。因此還需要檢測人員將電池組脫離，一節(jié)一節(jié)的進(jìn)行判斷，工作效率低。
由于開路電池的存在，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠帶來了巨大的威脅。如何在線檢測開路電池，是目前電源維護(hù)人員最頭疼，最需要解決的問題。所以需要一種快速、安全、準(zhǔn)備的裝置，定期對所管轄的電池組進(jìn)行測試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)開路電池，排除安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種在線快速檢測開路電池的裝置和方法，結(jié)合目前蓄電池內(nèi)阻測試儀，通過在線對單體電池進(jìn)行放電，能準(zhǔn)確快速的發(fā)現(xiàn)開路電池，同時(shí)不會(huì)對測試人員人身、測試儀器儀表造成損害。
本發(fā)明裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種蓄電池組中開路電池的在線快速檢測裝置，所述蓄電池組包括復(fù)數(shù)節(jié)串聯(lián)在充電機(jī)正負(fù)極的電池單體，其特征在于：包括底層采樣測量單元，底層功率電路單元，開路測試與保護(hù)單元，底層功率控制單元，上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用單元和內(nèi)阻/電導(dǎo)測試單元；
所述底層采樣測量單元和所述開路測試與保護(hù)單元分別連接某一節(jié)電池單體的正負(fù)極，所述開路測試與保護(hù)單元還連接所述底層功率電路單元，所述底層采樣測量單元和所述底層功率電路單元均通過所述底層功率控制單元依次連接上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用單元和內(nèi)阻/電導(dǎo)測試單元。
進(jìn)一步的，所述開路測試與保護(hù)單元由負(fù)壓檢測電路和負(fù)壓回路切斷電路串聯(lián)構(gòu)成。
進(jìn)一步的，還包括GUI界面和數(shù)據(jù)管理單元，所述GUI界面和數(shù)據(jù)管理單元均連接所述上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用單元。
進(jìn)一步的，所述在線快速檢測裝置為手持設(shè)備。
本發(fā)明方法是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種蓄電池組中開路電池的在線快速檢測方法，提供本發(fā)明所述的在線快速檢測裝置，并包括如下步驟：
S1、在浮充狀態(tài)下，所述底層功率控制單元通知所述底層功率電路單元以一定的電流值對電池單體進(jìn)行放電；
S2、2-5秒鐘后，所述底層功率控制單元對放電電流進(jìn)行采樣得到放電電流值It；
S3、然后所述底層功率控制單元通知底層測量采集單元對某節(jié)電池單體的電壓進(jìn)行采樣測量，得到初始電壓值Ut1；
S4、接著，所述底層功率控制單元再通知所述底層功率電路單元停止放電；
S5、50ms后，所述底層功率控制單元立即通知所述底層測量采集單元對所述某節(jié)電池單體的電壓進(jìn)行采樣測量，得到初始電壓值Ut2；由此即可；
S6、所述內(nèi)阻/電導(dǎo)測試單元通過公式Rb＝(Ut2-Ut1)/It計(jì)算得到該節(jié)電池單體兩端的電阻值Rb，當(dāng)1Ω≤Rb<3Ω時(shí)，判斷為部分開路，當(dāng)Rb>3Ω時(shí)，判斷為完全開路；
S7、重復(fù)步驟S3至S6對其它電池單體進(jìn)行檢測，直到所有電池單體檢測完畢。
進(jìn)一步的，所述S1中的電流值為30A以內(nèi)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、蓄電池組能在浮充狀態(tài)下進(jìn)行檢測，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)開路電池并及時(shí)處理，保證后備電池組供電性能，保障系統(tǒng)安全，防止因市電異常而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，引起重大的安全事故和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
2、能手持操作，無需斷開系統(tǒng)，簡單方便，效率高，大大節(jié)省人力物力，也避免因測試需要離線導(dǎo)致系統(tǒng)后備時(shí)間減少而存在安全隱患。
3、開路測試與保護(hù)單元由串接的負(fù)壓檢測電路和負(fù)壓回路切斷電路構(gòu)成，可以保護(hù)人身安全，防止測試人員因電池兩端電壓突變而觸電。
附圖說明
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1所示，本發(fā)明在線快速檢測裝置是用于蓄電池組中開路電池的檢測，所述蓄電池組包括復(fù)數(shù)節(jié)串聯(lián)在充電機(jī)正負(fù)極的電池單體，所述在線快速檢測裝置包括底層采樣測量單元，底層功率電路單元，開路測試與保護(hù)單元，底層功率控制單元，上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用單元和內(nèi)阻/電導(dǎo)測試單元；還包括GUI界面和數(shù)據(jù)管理單元，所述GUI界面和數(shù)據(jù)管理單元均連接所述上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用單元。
所述底層采樣測量單元和所述開路測試與保護(hù)單元分別連接某一節(jié)電池單體的正負(fù)極，所述開路測試與保護(hù)單元還連接所述底層功率電路單元，所述底層采樣測量單元和所述底層功率電路單元均通過所述底層功率控制單元依次連接上層操作系統(tǒng)及應(yīng)用單元和內(nèi)阻/電導(dǎo)測試單元。
其中，
所述底層采集測量單元采集被測電池電壓突變情況，判斷被測電池是否處于開路狀態(tài)。并且根據(jù)電池內(nèi)阻情況及電壓變化速度，判斷該電池開路的程度(是完全開路還是部分開路)；
所述開路測試與保護(hù)單元能保護(hù)儀表兩端電壓突變串入高壓而導(dǎo)致儀表燒毀；所述開路測試與保護(hù)單元由負(fù)壓檢測電路和負(fù)壓回路切斷電路串聯(lián)構(gòu)成，然后再連接在被測電池的正負(fù)極兩端；
所述底層功率電路單元負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)底層功率電路單元與底層測量采集單元的工作，還可讓被測電池在線進(jìn)行小電流放電，放電電流大小會(huì)超過電池組的浮充電流，讓被測電池組對底層功率電流單元放電；
所述上層操作系統(tǒng)及其用單元：基于linux的操作系統(tǒng)，起到上層應(yīng)用于下層電路溝通的橋梁作用；
所述電導(dǎo)/內(nèi)阻測試單元：實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)對蓄電池單體電導(dǎo)或內(nèi)阻測試的主功能模塊。(或的關(guān)系，不需要補(bǔ)充，因?yàn)殡妼?dǎo)和內(nèi)阻其實(shí)是同一個(gè)參數(shù)，只是表達(dá)形式不同而已)
所述GUI界面用于各種人機(jī)操作界面的實(shí)現(xiàn)；
所述數(shù)據(jù)管理單元用于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)各種測試數(shù)據(jù)的增、刪、改、查、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、結(jié)果分析評價(jià)等的功能。
所述在線快速檢測裝置為手持設(shè)備。
原理說明：當(dāng)市電正常，充電機(jī)輸出電壓為U1，電池組各個(gè)電池單體的電壓加起來也等于U1。即：U1＝Ub1+Ub2+…+Ubn；此時(shí)如果電池組中有開路的電池，通過萬用表測量電壓并不能發(fā)現(xiàn)其異常，必須通過大電流30-70A的大電流放電，才能發(fā)現(xiàn)開路電池。本申請人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明在線快速檢測裝置，可以在被測電池在線進(jìn)行大電流(30～70A)放電，放電時(shí)間在2-5秒內(nèi)，放電前后會(huì)有明顯的電壓差，電壓差超出正常范圍的時(shí)候，即可判斷電池單體存在開路的狀態(tài)，電壓差越大，表示電池開路的程度越嚴(yán)重。如果單體電壓差達(dá)到其自身的浮充電壓，則該電池單體完全開路，必須馬上更換處理。正常情況，本發(fā)明在線快速檢測裝置，用于測量開路電池的時(shí)候，應(yīng)該是安全的，但是如果市電中斷，充電機(jī)停止輸出電壓U1，則蓄電池組就會(huì)向?qū)嶋H負(fù)載供電，此時(shí)對于蓄電池組而言，實(shí)際負(fù)載等于與一個(gè)帶有阻抗的連接條。整個(gè)電池組形成一個(gè)放電回路，電池組中有任何一節(jié)單體出現(xiàn)開路，將直接導(dǎo)致放電回路中斷，接近端電壓的高壓將出現(xiàn)在開路電池的兩端。即：Ubx-1＝-(Ub1+Ub2+…+Ubn-Ubx)；幾乎等于負(fù)組端電壓-U1。此時(shí)有開路測試與保護(hù)單元的保護(hù)，發(fā)現(xiàn)負(fù)電壓立即切斷放電回路，底層功率電路單元就避免被負(fù)高壓所燒毀。
基于本發(fā)明上述在線快速檢測裝置，本發(fā)明還提供一種蓄電池組中開路電池的在線快速檢測方法，包括如下步驟：
S1、在浮充狀態(tài)下，所述底層功率控制單元通知所述底層功率電路單元以一定的電流值對電池單體進(jìn)行放電；該電流值為30A以內(nèi)；
S2、2-5秒鐘后，所述底層功率控制單元對放電電流進(jìn)行采樣得到放電電流值It；
S3、然后所述底層功率控制單元通知底層測量采集單元對某節(jié)電池單體的電壓進(jìn)行采樣測量，得到初始電壓值Ut1；
S4、接著，所述底層功率控制單元再通知所述底層功率電路單元停止放電；
S5、50ms后，所述底層功率控制單元立即通知所述底層測量采集單元對所述某節(jié)電池單體的電壓進(jìn)行采樣測量，得到初始電壓值Ut2；由此即可；
S6、所述內(nèi)阻/電導(dǎo)測試單元通過公式Rb＝(Ut2-Ut1)/It計(jì)算得到該節(jié)電池單體兩端的電阻值Rb，當(dāng)1Ω≤Rb<3Ω時(shí)，判斷為部分開路，當(dāng)Rb>3Ω時(shí)，判斷為完全開路；
S7、重復(fù)步驟S3至S6對其它電池單體進(jìn)行檢測，直到所有電池單體檢測完畢。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實(shí)施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。