铅酸蓄电池soh检测方法和系统的制作方法【专利摘要】本发明提供一种铅酸蓄电池SOH检测方法和系统，其中，铅酸蓄电池SOH检测方法包括：获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki，根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量SOH1；i＝1,2,3…n，n表示铅酸蓄电池的单体数；获取铅酸蓄电池ti时段的预设内阻Re、实测内阻Rm、理论SOH值，根据所述预设内阻Re、实测内阻Rm、以及ti时段的理论SOH值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻SOH2；根据所述电荷容量SOH1、内阻SOH2确定铅酸蓄电池SOH。本发明提供的铅酸蓄电池SOH检测方法和系统通过分析ti时段铅酸蓄电池各个相关物理量确定其SOH，使本发明提供的铅酸蓄电池SOH检测方法应用在铅酸蓄电池的各个阶段都可以准确检测出对应的SOH。【专利说明】铅酸蓄电池SOH检测方法和系统【
技术领域：
】[0001]本发明设及蓄电池检测【
技术领域：
】，特别是设及一种铅酸蓄电池S0H检测方法和系统。【
背景技术：
】[000引S0H，即stateofhealth,指的是电池的健康状态，一般定义为当前电池满电容量与电池标称容量的比值，主要反映电池当前的容量能力。目前国内外对蓄电池寿命的研究绝大多数集中在对蓄电池充放电循环寿命的研究，对变电站铅酸电池长期浮充使用模式下的情况研究很少。[000引在变电站中，计算电池S0H时一般仅使用某一时刻内阻的比值。由于蓄电池的内阻值与电池容量之间存在非线性关系，且内阻短时间内存在抖动，所W单纯使用某一时刻的内阻值之比表征S0H是有较大误差的。[0004]在通用场合也有一些S0H估计算法。如使用Arrhenius方程的经验公式，该种方法利用了电池温度会对S0H造成影响该一规律来估计电池状态，但由于电池本体温度易受环境影响，测量误差较大而难W保证S0H估计精度；利用Coupedefouetvoltage与S0H的关系，该种方法利用了Coupedefouetvoltage该一明显规律，有较大的价值，但只能用于完全充满电的状态下，且需要一定时间的搁置，不利于变电站的实时使用；二次脉冲法也可W用于估计S0H，但该种方法测量步骤繁琐，对电压测量精度要求很高，且不能实时测量，也不适于变电站电池系统使用。[0005]综上可知，现有技术中的铅酸蓄电池S0H检测技术一般只适用于蓄电池的单一状态，导致检测结果存在较大误差。【
发明内容】[0006]基于此，有必要针对现有技术中的铅酸蓄电池S0H检测技术一般只适用于蓄电池的单一状态，导致检测结果存在较大误差的技术问题，提供一种铅酸蓄电池S0H检测方法和系统。[0007]一种铅酸蓄电池S0H检测方法，包括如下步骤：[000引获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki，根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量S0H1;i=1，2,3…n，n表示铅酸蓄电池的单体数；[0009]获取铅酸蓄电池ti时段的预设内阻R。、实测内阻Rm、W及理论S0H值，根据所述预设内阻R。、实测内阻Rm、W及ti时段的理论S0H值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻S0H2;[0010]根据所述电荷容量SOHi、内阻S0H2确定铅酸蓄电池S0H。[ocm]-种铅酸蓄电池SOH检测系统，包括：[0012]电荷容量确定模块，用于获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki，根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量S0H1;i=1，2,3…n，n表示铅酸蓄电池的单体数；[0013]内阻确定模块，用于获取铅酸蓄电池ti时段的预设内阻R。、实测内阻Rm、W及理论SOH值，根据所述预设内阻R。、实测内阻Rm、W及ti时段的理论SOH值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻SOH2;[0014]SOH确定模块，用于根据所述电荷容量SOHi、内阻SOH2确定铅酸蓄电池SOH。[0015]上述铅酸蓄电池S0H检测方法和系统，根据核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki，确定铅酸蓄电池的电荷容量SOHi;根据所述预设内阻氏、实测内阻Rm、W及ti时段的理论S0H值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻S0H2;然后根据电荷容量S0H1、内阻80&进一步确定铅酸蓄电池S0H。通过分析t府段铅酸蓄电池个各个相关物理量确定其S0H，使本发明提供的铅酸蓄电池S0H检测方法应用在铅酸蓄电池的各个阶段都可W准确检测出对应的S0H。【专利附图】【附图说明】[0016]图1为一个实施例的铅酸蓄电池S0H检测方法流程图；[0017]图2为一个实施例的电荷容量SOHi与电压值的曲线关系示意图；[0018]图3为一个实施例的铅酸蓄电池内阻变化曲线示意图；[0019]图4为一个实施例的电荷容量SOHi确定方法流程图；[0020]图5为一个实施例的内阻S0H2确定方法流程图；[002U图6为一个实施例的铅酸蓄电池SOH检测系统示意图。【具体实施方式】[0022]下面结合附图对本发明的铅酸蓄电池S0H检测方法和系统的【具体实施方式】作详细描述。[0023]参考图1，图1所示为一个实施例的铅酸蓄电池S0H检测方法流程图，包括如下步骤：[0024]S10,获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki，根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量S0Hi;i=1，2,3…n，n表示铅酸蓄电池的单体数；[0025]上述步骤S10中，核容试验指对铅酸蓄电池按照0.1C(铅酸蓄电池容量的10%)放电8小时W上，用W检测铅酸蓄电池的电荷容量是否满足要求，核容试验可W定期进行，核容试验设计到的数据包括铅酸蓄电池的核容试验时的电流、对应的单体电压值、铅酸蓄电池值等数据。[0026]铅酸蓄电池核容试验时，放电中期电压（单位为伏特V)对时间（单位为时h)的下降率超出该铅酸蓄电池设定范围的单体个数与电池的健康状态存在着一定的关系。例如。健康状态很好的、或者比较新的铅酸蓄电池中单体电压下降率超出铅酸蓄电池设定范围的很少（一般情况下，铅酸蓄电池有108个单体数时，为5个W内）；而使用时间长、或者健康状态不佳的铅酸蓄电池中单体电压下降率超过铅酸蓄电池设定范围的有很多（一般情况下，铅酸蓄电池有108个单体数时，超过10个W上）。所W，核容试验时，单体电压下降率可W作为判断、或者检测电池健康状态的一个依据。即把一个铅酸蓄电池进行核容2-7小时(即放电中期，此时电压比较稳定，便于测量分析，如图2中SOC从80%-20%部分）内的电压下降率超出铅酸蓄电池设定范围内的单体个数来作为判断电池SOHi的参考依据。结合铅酸蓄电池单体电压下降率的平均值可W推导出类似实际最大容量与标称容量之间的关系，该两部分结合可W反映核容时电压与SOHi的关系。[0027]核容试验中电荷容量SOHi与铅酸蓄电池的电流为I时对应的电压值的曲线关系可W为图2所示，图2中，横坐标表示铅酸蓄电池的S0C(铅酸蓄电池的剩余容量比例），纵坐标为流为I时对应的电压值。[002引S20,获取铅酸蓄电池t府段的预设内阻R。、实测内阻Rm、W及理论S0H值，根据所述预设内阻氏、实测内阻Rm、W及ti时段的理论S0H值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻80&；[0029]上述步骤S20中，铅酸蓄电池的内阻随使用时间按一定斜率上升，并明显地分为两段，在使用初期，内阻上升缓慢，后期内阻上升十分迅速，对应的示意图可W如图3所示，图3中，横坐标表示使用时间，单位为年，纵坐标表示铅酸蓄电池的内阻值，单位为毫欧的负一次方（1/mQ)。[0030]在铅酸蓄电池实际使用中，可W对铅酸蓄电池的内阻的历史数据进行一阶线性拟合，当某个时间点对内阻SOH,进行计算时，可W先根据历史数据拟合的内阻曲线，计算出该时间点内阻的理想值，再与实测内阻值相除，可得到一个值，该个值可W反映铅酸蓄电池超出正常值的程度，为一种相对的异常；内阻随使用年份呈上升趋势，可W反映铅酸蓄电池的健康状态中S0H2随使用时间衰减的规律，为绝对的变化。内阻的相对异常和绝对变化两部分结合起来可W综合反映铅酸蓄电池S0H的具体状态。[003US30,根据所述电荷容量SOHi、内阻SOH2确定铅酸蓄电池S0H。[0032]上述实施例提供的铅酸蓄电池S0H检测方法，根据核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率町，确定铅酸蓄电池的电荷容量SOHi;根据所述预设内阻氏、实测内阻Rm、W及ti时段的理论S0H值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻80恥然后根据电荷容量S0H1、内阻80&进一步确定铅酸蓄电池S0H。通过分析t府段铅酸蓄电池个各个相关物理量确定其S0H，使本发明提供的铅酸蓄电池S0H检测方法应用在铅酸蓄电池的各个阶段都可W准确检测出对应的S0H。[0033]参考图4,图4所示为一个实施例的电荷容量SOHi确定方法流程图，如图2所示，上述步骤S10可W包括：[0034]S11，获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I;[0035]S12,在铅酸蓄电池的核容试验开始后的第一预设时间段内，每隔预设间隔阔值获取一次单体铅酸蓄电池的电压平均值；[0036]S13,分别根据所述电压平均值拟合第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线；[0037]S14,根据所述第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线分别计算电压变化直线的斜率Ki;[003引S15,将所述电流I、斜率Ki代入预设电荷估计公式计算所述铅酸蓄电池的电荷容量SOHi;其中所述预设电荷估计公式为：[0039]【权利要求】1.一种铅酸蓄电池SOH检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki,根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量SOH1;i=1，2,3…n，n表示铅酸蓄电池的单体数；获取铅酸蓄电池h时段的预设内阻Re、实测内阻Rm、以及理论SOH值，根据所述预设内阻Re、实测内阻Rm、以及h时段的理论SOH值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻SOH2;根据所述电荷容量SOH1、内阻5〇4确定铅酸蓄电池S0H。2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池SOH检测方法，其特征在于，所述获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki,根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量SOHi的步骤包括：获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I;在铅酸蓄电池的核容试验开始后的第一预设时间段内，每隔预设间隔阈值获取一次单体铅酸蓄电池的电压平均值；分别根据所述电压平均值拟合第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线；根据所述第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线分别计算电压变化直线的斜率Ki;将所述电流I、斜率Ki代入预设电荷估计公式计算所述铅酸蓄电池的电荷容量5〇1;其中所述预设电荷估计公式为：其中，所述SOH1(X)为第X次核容试验中铅酸蓄电池的电荷容量，Ave(Ki)表示对&求平均值，r为核容参数，ai、Id1均为电荷权值系数，C为预设核容常数。3.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池SOH检测方法，其特征在于，所述根据所述第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线分别计算电压变化直线的斜率1的步骤后还包括：依次比较Ki的大小，找出其中三个较大的K^直、以及三个较小的Ki值；删除所述三个较大的1值、以及三个较小的Ki值。4.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池SOH检测方法，其特征在于，所述预设核容常数C的确定公式为：其中，[m，n]为预设斜率区间，Kq为不属于[m，n]区间内的单节电池的斜率，num(X_[ni，n])表示不属于[m，n]区间内的单节电池的斜率数，badnum为铅酸蓄电池预设界线，num(Cell)为铅酸蓄电池所包括的单节电池数。5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池SOH检测方法，其特征在于，所述获取铅酸蓄电池h时段的预设内阻Re、实测内阻Rm、以及理论SOH值，根据所述预设内阻Re、实测内阻Rm、以及ti时段的理论SOH值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻SOH2的步骤包括：根据第二预设时间段内铅酸蓄电池的历史内阻值拟合内阻曲线；根据所述内阻曲线获取&时段的预设内阻Re;测量h时段铅酸蓄电池的实测内阻Rm、以及理论SOH值；将所述预设内阻Re、实测内阻Rm、以及理论SOH值代入预设内阻估计公式；其中，所述预设内阻估计公式为：其中，SOH2表示内阻变化率，a2、b2均为第一组内阻权值系数，a2'、b2'均为第二组内阻权值系数，table[ti]为&时段铅酸蓄电池的理论SOH值，Knem表示内阻曲线变化的斜率，Ktl为预设斜率分界值。6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池SOH检测方法，其特征在于，所述根据所述电荷容量SOH1、内阻5〇4确定铅酸蓄电池SOH的步骤包括：将所述电荷容量SOH1、内阻SOH2代入SOH计算公式计算出铅酸蓄电池SOH;其中，所述SOH计算公式为：SOH=aSOH1+0SOH2式中，a为容量系数，0为内阻系数。7.-种铅酸蓄电池SOH检测系统，其特征在于，包括：电荷容量确定模块，用于获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I、第i个单体铅酸蓄电池的电压变化直线的斜率Ki,根据所述电流I、斜率Ki确定铅酸蓄电池的电荷容量SOH1;i=1，2,3…n，n表示铅酸蓄电池的单体数；内阻确定模块，用于获取铅酸蓄电池\时段的预设内阻Re、实测内阻Rm、以及理论SOH值，根据所述预设内阻Re、实测内阻Rm、以及h时段的理论SOH值确定铅酸蓄电池浮充过程中的内阻SOH2;SOH确定模块，用于根据所述电荷容量SOH1、内阻5〇4确定铅酸蓄电池S0H。8.根据权利要求7所述的铅酸蓄电池SOH检测系统，其特征在于，所述电荷容量确定模块进一步用于：获取核容试验中铅酸蓄电池的电流I;在铅酸蓄电池的核容试验开始后的第一预设时间段内，每隔预设间隔阈值获取一次单体铅酸蓄电池的电压平均值；分别根据所述电压平均值拟合第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线；根据所述第i个单体铅酸蓄电池对应的电压变化直线分别计算电压变化直线的斜率Ki;将所述电流I、斜率Ki代入预设电荷估计公式计算所述铅酸蓄电池的电荷容量5〇1;其中所述预设电荷估计公式为：其中，所述SOH1(x)为第x次核容试验中铅酸蓄电池的电荷容量，Ave(Ki)表示对&求平均值，r为核容参数，ai、Id1均为电荷权值系数，C为预设核容常数。9.根据权利要求7所述的铅酸蓄电池SOH检测系统，其特征在于，所述电荷容量确定模块进一步用于：根据第二预设时间段内铅酸蓄电池的历史内阻值拟合内阻曲线；根据所述内阻曲线获取&时段的预设内阻Re;测量h时段铅酸蓄电池的实测内阻Rm、以及理论SOH值；将所述预设内阻Re、实测内阻Rm、以及理论SOH值代入预设内阻估计公式；其中，所述预设内阻估计公式为：其中，SOH2表示内阻变化率，a2、b2均为第一组内阻权值系数，a2'、b2'均为第二组内阻权值系数，table[ti]为&时段铅酸蓄电池的理论SOH值，Knem表示内阻曲线变化的斜率，Ktl为预设斜率分界值。10.根据权利要求7所述的铅酸蓄电池SOH检测系统，其特征在于，所述SOH确定模块进一步用于：将所述电荷容量SOH1、内阻SOH2代入SOH计算公式计算出铅酸蓄电池SOH;其中，所述SOH计算公式为：SOH=aSOH1+0SOH2式中，a为容量系数，0为内阻系数。【文档编号】G01R31/36GK104502855SQ201410810311【公开日】2015年4月8日申请日期:2014年12月23日优先权日:2014年12月23日【发明者】钟国彬,刘新天,魏增福,刘世念,苏伟,何耀,曾国建申请人:广东电网有限责任公司电力科学研究院,合肥工业大学