测定可充电电池的可用参考指标的方法及其应用与流程

1.本发明涉及可充电电池老化状态测量技术领域，具体涉及一种测定可充电电池的可用参考指标的方法及其应用。


背景技术：

2.《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》(dl/t 724)定义“核对性放电试验”为“在规定放电温度、放电电流、放电终止电压的条件下，人为通过恒流放电评估蓄电池荷电(容量)状况的过程”。
3.蓄电池全核对性放电试验是以i
10
(10小时率放电电流)进行放电。以2v电池为例，当其中一个蓄电池电压达到1.8v(终止电压值)，停止放电，实测其容量。若经过3次全容量核对性放电，蓄电池组容量均达不到额定容量的80％以上，则应更换。
4.按照《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》(dl/t 724)介绍的“50％放电”方法。对于2v电池，设置放电终止电压为1.95v。5h内电池均未达到1.95v放电终止电压，认为其容量不低于80％额定容量。
5.由上可见，无论是全容量核对性放电还是“50％放电”方法，对于容量在80％以上蓄电池组，放电时间均在5h以上；对于容量不足80％蓄电池组，两组蓄电池情况可在8h内评估出容量，单组蓄电池情况则需要通过“50％放电”和全容量核对性放电才可评估出容量，因此时间较长。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种测定可充电电池的可用参考指标的方法及其应用，以缩短可充电电池老化状态测量的时间。
7.本发明的技术方案是：
8.一种测定可充电电池的可用参考指标的方法，包括以下步骤：
9.对标准可充电电池进行核对性放电试验，自开始放电时刻开始采样所述标准可充电电池的电压，设采样间隔时间为δt，采样得到的相邻两次电压数据分别为u
n-1
、un，其中n≥1，u0为开始放电时刻采样得到的电压数据；
10.计算特征值所述特征值kn为可充电电池核对性放电试验t0至t0+n
·
δt期间的可用参考指标，其中，t0为核对性放电试验的开始放电时刻。
11.其中，标准可充电电池为可以作为核定可充电电池的可用参考指标的可充电电池。
12.优选的，所述可充电电池为铅酸蓄电池。
13.优选的，所述可充电电池为2v阀控式密封铅酸蓄电池，δt＝1h，所述2v阀控式密封铅酸蓄电池核对性放电试验t0至t0+5δt期间的可用参考指标k5＝0.022。
14.优选的，所述δt≥15min。
15.一种可充电电池的可用参考指标的应用方法，包括以下步骤：
16.对待测可充电电池进行核对性放电试验，自t0至t0+n
·
δt期间以时间间隔δt采样所述待测可充电电池的电压，其中，t0为核对性放电试验的开始放电时刻；
17.记采样得到的电压数据顺次为u
′0、u
′1、
……
、u
′n；
18.计算特征值m取1,2,
…
,n；若任一k
′m≥kn，则该待测可充电电池不可用。
19.对于2v阀控式密封铅酸蓄电池，进行核对性放电试验的t0至t0+5
·
δt期间，其中δt＝1h，若任一k
′m≥0.022，则该2v阀控式密封铅酸蓄电池容量低于80％，根据相关标准，处于不可用状态。
20.优选的，若n≥1，且δt≥15min，相邻两个特征值分别记为k
′
m-1
、k
′m，在任意相邻的两个特征值中，若k
′
m-1
≥k
′m，则采样得到的可充电电池的电压数据中存在错误数据。
21.本发明的有益效果是：
22.1.依据阀控式密封铅酸蓄电池放电试验曲线跌落斜率的规律，设置与80％容量蓄电池跌落斜率相关的特征值k为放电终止阈值，在放电试验过程中，以δt为采样间隔采集试验数据，并同时计算特征值k。在5h内甚至更短时间(1～2h)内，当任一蓄电池特征值k达到放电终止阈值，即可评估出蓄电池容量是否低于80％，减少了核对性放电试验时间，从而提高了生产效率。因该方法是基于阀控式密封铅酸蓄电池放电试验曲线跌落斜率的普遍规律，适用于所有运行年限的蓄电池。以往“50％放电”方法更加适用于运行年限短的蓄电池，本发明适用范围更广。
附图说明
23.图1为一种本发明的容量不足80％蓄电池的放电试验曲线图。
具体实施方式
24.下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
25.通过对249组(25896只)阀控式密封铅酸蓄电池全容量核对性放电试验数据进行了分析发现，随着放电时间增加，蓄电池电压呈跌落趋势，并且跌落斜率不断增加。对比全新的和运行日久的蓄电池放电曲线，旧蓄电池放电试验时其电压相对于新电池会有较大幅度跌落。容量越低的蓄电池，其放电曲线跌落得更加迅速，即在同样放电时刻时，斜率更大。在本领域，锂电池也存在这样的特性。
26.本发明的测定可充电电池的可用参考指标的方法，包括以下步骤：
27.对标准可充电电池进行核对性放电试验，自开始放电时刻开始采样所述标准可充电电池的电压，设采样间隔时间为δt，采样得到的相邻两次电压数据分别为u
n-1
、un，其中n≥1，u0为开始放电时刻采样得到的电压数据；
28.计算特征值所述特征值kn为可充电电池核对性放电试验t0至t0+n
·
δt期间的可用参考指标，其中，t0为核对性放电试验的开始放电时刻。
29.其中，标准可充电电池为可以作为核定可充电电池的可用参考指标的可充电电池。
30.优选的，所述可充电电池为铅酸蓄电池。
31.优选的，所述可充电电池为2v阀控式密封铅酸蓄电池，δt＝1h，所述2v阀控式密封铅酸蓄电池核对性放电试验t0至t0+5δt期间的可用参考指标k5＝0.022。
32.优选的，所述δt≥15min。
33.实施例1：
34.本实施例中，标准可充电电池为使用“50％放电”方法时，以i
10
电流值恒流放电5h，标称电压2v的蓄电池“50％放电”的终止电压设置为1.95v的蓄电池，可以默认其容量评估为80％。
35.在放电试验过程中，设置一定采样间隔δt(如1h，30min，15min等)，开始放电时刻为t0，之后的采样时刻分别为t1(t1＝t0+δt)，t2(t2＝t0+2δt)，
……
，tn(t1＝t0+nδt)，在这些采样时刻采集到放电试验数据u0，u1，u2，
……
，un。
36.从t1时刻起，计算特征值kn。
[0037][0038]
其中δun＝u
n-u
n-1
。
[0039]
设置kn的放电终止阈值k。5h内，当任一蓄电池kn≥k时，停止放电，则蓄电池容量评估为不足80％，应进行更换。本实施例中，对各种品牌、不同容量共249组蓄电池放电曲线样例进行比对分析，δt＝1h，5h内的放电终止阈值k为0.022。
[0040]
以下为几组实测放电试验数据及其特征值k，从中可以直观分析放电终止阈值。
[0041]
表1放电试验数据
[0042]
δt＝1ht0t1t2t3t4t5t6t7t8#672.0282.0162.0041.9831.9631.9411.8891.657/#682.0282.0162.0041.9841.9621.9401.8831.332/#792.0292.0162.0031.9811.9591.9331.8500.230/#802.0222.0112.0001.9801.9591.9361.8520.230/#972.0272.0142.0011.9791.9581.9331.8640.292/#1042.0292.0162.0031.9831.9611.9381.8750.449/
[0043]
表2特征值k数据
[0044]
δt＝1hk0k1k2k3k4k5k6k7k8#67/0.0120.0120.0210.020.0220.0520.232/#68/0.0120.0120.020.0220.0220.0570.551/#79/0.0130.0130.0220.0220.0260.0831.62/#80/0.0110.0110.020.0210.0230.0841.622/
#97/0.0130.0130.0220.0210.0250.0691.572/#104/0.0130.0130.020.0220.0230.0631.426/
[0045]
本发明的可充电电池的可用参考指标的应用方法，包括以下步骤：
[0046]
对待测可充电电池进行核对性放电试验，自t0至t0+n
·
δt期间以时间间隔δt采样所述待测可充电电池的电压，其中，t0为核对性放电试验的开始放电时刻；
[0047]
记采样得到的电压数据顺次为u
′0、u
′1、
……
、u
′n；
[0048]
计算特征值m取1,2,
…
,n；若任一k
′m≥kn，则该待测可充电电池不可用。
[0049]
对于2v阀控式密封铅酸蓄电池，进行核对性放电试验的t0至t0+5
·
δt期间，其中δt＝1h，若任一k
′m≥0.022，则该2v阀控式密封铅酸蓄电池容量低于80％，根据相关标准，处于不可用状态。
[0050]
优选的，若n≥1，且δt≥15min，相邻两个特征值分别记为k
′
m-1
、k
′m，在任意相邻的两个特征值中，若k
′
m-1
≥k
′m，则采样得到的可充电电池的电压数据中存在错误数据。
[0051]
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽地说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本发明隐含公开的内容。