專利名稱：蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測(cè)可移動(dòng)的蓄電池的工作狀態(tài)的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的許多設(shè)備，例如叉車，均通過(guò)蓄電池供電來(lái)工作，而這些設(shè)備在工作時(shí)，其位置往往會(huì)發(fā)生移動(dòng)，因此，對(duì)移動(dòng)中的蓄電池狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)往往較為困難。現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方法通常是在設(shè)備停止工作后將再對(duì)蓄電池進(jìn)行相關(guān)各項(xiàng)檢測(cè)。這樣無(wú)法實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行管理，若蓄電池在工作狀態(tài)中發(fā)生異常。如大電流放電，而在工作結(jié)束后才對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，往往已錯(cuò)過(guò)蓄電池維護(hù)的最佳時(shí)機(jī)，甚至在組成蓄電池的某些電池單體報(bào)廢后才檢測(cè)出異常狀況，因而無(wú)法精確推算出蓄電池的健康狀況，影響對(duì)蓄電池的維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，用于在線監(jiān)測(cè)由若干個(gè)電池單體串聯(lián)構(gòu)成的蓄電池的狀態(tài)，所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)融合傳輸部分、數(shù)據(jù)處理部分；所述的蓄電池包括n (n為正整數(shù))個(gè)電池小組，每個(gè)所述的電池小組包括多個(gè)相串聯(lián)的所述的電池單體；所述的數(shù)據(jù)采集部分包括電壓采集單元、電流采集單元；所述的電壓采集單元包括測(cè)量所述的電池單體或所述的電池小組的電壓的電壓測(cè)量裝置、與所述的電壓測(cè)量裝置相連接并將測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)的電壓轉(zhuǎn)換模塊；所述的電流采集單元包括測(cè)量所述的蓄電池的電流的電流測(cè)量裝置、與所述的電流測(cè)量裝置相連接并將測(cè)得的電流轉(zhuǎn)換處理為電流數(shù)據(jù)的電流轉(zhuǎn)換模塊；所述的數(shù)據(jù)融合傳輸部分包括將所述的電壓數(shù)據(jù)和所述的電流數(shù)據(jù)預(yù)處理為電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)和電流預(yù)處理數(shù)據(jù)的預(yù)處理模塊、傳輸所述的電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)和所述的電流預(yù)處理數(shù)據(jù)的第一通信模塊；所述的預(yù)處理模塊的輸入端與所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊和所述的電流轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述的第一通信模塊的輸入端與所述的預(yù)處理模塊的輸出端相連接;所述的數(shù)據(jù)處理部分包括與所述的第一通信模塊相信號(hào)連接的第二通信模塊、與所述的第二通信模塊相連接并運(yùn)行有數(shù)據(jù)分析軟件來(lái)分析所述的電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)和所述的電流預(yù)處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析裝置；所述的數(shù)據(jù)分析裝置具有計(jì)算所述的蓄電池的剩余容量百分比、計(jì)算所述的蓄電池的生命周期百分比、確定落后的電池單體所在的電池小組、計(jì)算所述的蓄電池的內(nèi)阻的功能，所述的數(shù)據(jù)分析裝置根據(jù)所述的蓄電池的剩余容量百分比、所述的蓄電池的生命周期百分比、所述的蓄電池的內(nèi)阻分析所述的蓄電池的狀態(tài)；所述的數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算所述的蓄電池的剩余容量百分比時(shí)包括如下步驟(I)設(shè)定所述的蓄電池出廠的標(biāo)稱容量為C。；(2)規(guī)定所述的蓄電池的實(shí)際容量Ca為所述的蓄電池由充滿電并放電至其報(bào)警點(diǎn)時(shí)所放電的容量,C1⑴C Idt，其中I為所述的蓄電池的放電電流，t為所述的蓄電池由充滿電并放電至其報(bào)警點(diǎn)的放電時(shí)間；(3)所述的蓄電池在某次放電時(shí)已經(jīng)用掉的容量CJO=Hdt，其中I放為所述的
蓄電池的放電電流，t為放電時(shí)間，根據(jù)所述的已經(jīng)用掉的容量Cu (t)和放電電流1@計(jì)算出所述的蓄電池放電的平均電流Ip再根據(jù)皮凱特公式計(jì)算出以該I，恒流放電時(shí)5小時(shí)的放電容量Cu5，則所述的蓄電池的剩余容量Cri=Ca5-Cu5，其中Ca5為所述的蓄電池最近一次測(cè)出的實(shí)際容量Ca轉(zhuǎn)換為5小時(shí)放電率的容量；所述的蓄電池的剩余容量百分比
SOC=-^lX I 00% ；·所述的數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算所述的蓄電池的生命周期百分比時(shí)包括如下步驟所述的蓄電池的生命周期百分比為^，其中所述的蓄電池的溫度
* O
補(bǔ)償系數(shù)；所述的數(shù)據(jù)分析裝置確定落后的電池單體所在的電池小組時(shí)包括如下步驟定義所述的蓄電池的總電壓為若某一所述的電池小組的電壓U_-^<0，則該所述的電池小組中存在落后的電池單體；所述的數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算所述的蓄電池的內(nèi)阻時(shí)包括如下步驟(I)在所述的蓄電池放電電流曲線上任取一電流值Itl，在所述的蓄電池放電電壓曲線上確定蓄電池放電電流為該電流值Itl時(shí)刻h對(duì)應(yīng)的電壓U2,(2)再做出以該Itl恒流放電時(shí)所述的蓄電池的放電電壓曲線并確定h時(shí)刻的電壓U1,(3)則所述的蓄電池的內(nèi)阻! ='。/〗。=^-^!/!。。優(yōu)選的，每個(gè)所述的電池單體具有兩個(gè)電極，相鄰的兩個(gè)所述的電池單體由連接條相串聯(lián)，所述的連接條固定連接在所述的電極上；所述的電壓測(cè)量裝置包括連接線，每個(gè)所述的電池單體或所述的電池小組具有兩根所述的連接線；當(dāng)測(cè)量所述的電池單體的電壓時(shí)，兩根所述的連接線分別固定連接于所述的電池單體的兩個(gè)電極或與其電極相連接的連接條上；當(dāng)測(cè)量所述的電池小組的電壓時(shí)，兩根所述的連接線分別固定連接在所述的電池小組的首尾兩個(gè)所述的電池單體的電極或與該電極相連接的連接條上。優(yōu)選的，相鄰兩個(gè)所述的電池單體或相鄰兩個(gè)所述的電池小組或相鄰的電池單體與電池小組的連接處復(fù)用同一根所述的連接線。優(yōu)選的，所述的電流測(cè)量裝置為霍爾電流傳感器。優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集部分還包括溫度采集單元，所述的溫度采集單元包括設(shè)置于所述的蓄電池的內(nèi)壁上的溫度傳感器、與所述的溫度傳感器相連接并將測(cè)得的溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的溫度轉(zhuǎn)換模塊。優(yōu)選的,所述的數(shù)據(jù)采集部分還包括液位采集單元,所述的液位采集單元包括設(shè)置于所述的蓄電池內(nèi)的液面開關(guān)、與所述的液面開關(guān)相連接并根據(jù)所述的液面開關(guān)的信號(hào)輸出開關(guān)量的液位轉(zhuǎn)換模塊。優(yōu)選的，所述的第一通信模塊與所述的第二通信模塊之間無(wú)線連接。優(yōu)選的，所述的第一通信模塊與所述的第二通信模塊之間通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接。優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集部分、所述的數(shù)據(jù)融合傳輸部分整合在所述的蓄電池上。本發(fā)明工作原理是通過(guò)電壓采集單元和電流采集單元分別采集電池單體或電池小組的電壓及蓄電池的電流，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)融合傳輸部分預(yù)處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理部分，數(shù)據(jù) 處理部分對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池的異常狀況。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)由于本發(fā)明采用了數(shù)據(jù)采集部分實(shí)時(shí)采集蓄電池的電壓和電流數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)處理部分，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并可以根據(jù)檢測(cè)到的參數(shù)推斷蓄電池的健康狀況，避免對(duì)蓄電池監(jiān)測(cè)的滯后性，方便對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)。


附圖I為本發(fā)明的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。附圖2為采用本發(fā)明的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的蓄電池的俯視圖。附圖3為蓄電池的放電電流曲線。附圖4為蓄電池的放電電壓曲線。以上附圖中1、蓄電池；11、電池單體；12、連接條；2、數(shù)據(jù)采集部分；21、電壓轉(zhuǎn)換模塊；211、連接線；22、電流轉(zhuǎn)換模塊；23、溫度轉(zhuǎn)換模塊；24、液位轉(zhuǎn)換模塊；3、數(shù)據(jù)融合傳輸部分；31、預(yù)處理模塊；32、第一通信；4、數(shù)據(jù)處理部分；41、第二通信模塊；42、數(shù)據(jù)分析裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一參見附圖I所示。一種蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，用于在線監(jiān)測(cè)蓄電池I的狀態(tài)。參見附圖2所示，蓄電池I由若干個(gè)電池單體11串聯(lián)構(gòu)成，在本實(shí)施例中，蓄電池I由24個(gè)電池單體11組成，并以矩陣形式排列，這24個(gè)電池單體11分為6列，每列有4個(gè)電池單體11。每個(gè)電池單體11具有兩個(gè)電極，相鄰的兩個(gè)電池單體11由連接條12相串聯(lián)，連接條12固定連接在電極上，因此串聯(lián)的電池單體11呈“S”形構(gòu)成矩陣排列。蓄電池I包括n個(gè)電池小組，每個(gè)電池小組包括多個(gè)相串聯(lián)的電池單體11。在本實(shí)施例中，以一列電池單體11為一個(gè)電池小組。通常每個(gè)電池單體11的電壓最高值為2. 8V，而根據(jù)蓄電池I的配置不同，蓄電池I的輸出電壓通常為36V或48V，而輸出電流通常為0-400A的直流輸出，其工作溫度范圍通常為-18。。-450C o
蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部分2、數(shù)據(jù)融合傳輸部分3、數(shù)據(jù)處理部分4。數(shù)據(jù)采集部分2、數(shù)據(jù)融合傳輸部分3整合在蓄電池I上并可隨蓄電池I移動(dòng)。數(shù)據(jù)采集部分2包括電壓采集單元、電流采集單元、溫度采集單元、液位采集單
J Li o電壓采集單元包括測(cè)量電池單體11或電池小組的電壓U矩陣的電壓測(cè)量裝置、與電壓測(cè)量裝置相連接并將測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)的電壓轉(zhuǎn)換模塊21。電流采集單元包括測(cè)量蓄電池的電流的電流測(cè)量裝置、與電流測(cè)量裝置相連接并將測(cè)得的電流轉(zhuǎn)換處理為電流數(shù)據(jù)的電流轉(zhuǎn)換模塊22。具體地說(shuō)，電壓測(cè)量裝置包括連接線211，每個(gè)電池單體11或電池小組具有兩根 連接線211。最直觀的方法是將兩根連接線211分別連接在電池單體11的兩個(gè)電極上或與其電極相連接的連接條12上，每個(gè)電池單體11均有兩根連接線211，相鄰的兩個(gè)電池單體11之間可以復(fù)用同一根連接線211，依次來(lái)分別測(cè)量各個(gè)電池單體11的電壓。但這種接線方式較為繁瑣，因此采用了將蓄電池I分為若干個(gè)電池小組的方式。參見附圖2所示。在本實(shí)施例中，將24個(gè)電池單體11平均分為6個(gè)電池小組，當(dāng)然也可采用非平均的分組方式。每一個(gè)電池小組具有兩根連接線211，分別接在與該電池小組的首尾兩個(gè)電池單體11的電極相連的連接條12上，相鄰兩個(gè)電池小組的連接處可以復(fù)用同一根連接線211以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這樣，若將蓄電池I劃分為n個(gè)電池小組，則只需n+1跟連接線211即可。在監(jiān)測(cè)時(shí)，若監(jiān)測(cè)到某一電池小組的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，即可確定該電池小組中某一電池單體11出現(xiàn)問(wèn)題，大大縮小了檢查范圍，可以提高檢測(cè)效率。電壓采集單元測(cè)得的電壓(通常為35-48VDC)傳輸至電壓轉(zhuǎn)換模塊21進(jìn)行處理而轉(zhuǎn)換為方便后續(xù)處理的電壓數(shù)據(jù)(0-2. 5VDC)。電流測(cè)量裝置為霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器測(cè)得的電流(0-400A )傳輸至電流轉(zhuǎn)換模塊22轉(zhuǎn)換為電流數(shù)據(jù)。溫度采集單元包括設(shè)置于蓄電池I的內(nèi)壁上的溫度傳感器、與溫度傳感器相連接并將測(cè)得的溫度(_18°C _45°C模擬量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量(_18°C -45°C)的溫度轉(zhuǎn)換模塊23。液位采集單元包括設(shè)置于蓄電池I內(nèi)的液面開關(guān)、與液面開關(guān)相連接并根據(jù)液面開關(guān)的信號(hào)輸出開關(guān)量的液位轉(zhuǎn)換模塊24，開關(guān)量為低電平0-1. IV、高電平2. 1-3. 3V。當(dāng)蓄電池I中液位低于一定的高度時(shí)，可通過(guò)該系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。數(shù)據(jù)融合傳輸部分3包括預(yù)處理模塊31、第一通信模塊32。預(yù)處理模塊31的輸入端與電壓轉(zhuǎn)換模塊21、電流轉(zhuǎn)換模塊22、溫度轉(zhuǎn)換模塊23、液位轉(zhuǎn)換模塊24相連接，第一通信模塊32的輸入端與預(yù)處理模塊31的輸出端相連接。預(yù)處理模塊31將電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、液位數(shù)據(jù)分別預(yù)處理為電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)、電流預(yù)處理數(shù)據(jù)、溫度預(yù)處理數(shù)據(jù)、液位預(yù)處理數(shù)據(jù)。而對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括校驗(yàn)、有效性篩選、計(jì)算、合并、數(shù)據(jù)加密和解密、數(shù)據(jù)壓縮、刪除、數(shù)據(jù)完整性標(biāo)識(shí)、存儲(chǔ)等。經(jīng)預(yù)處理的各數(shù)據(jù)傳輸至第一通信模塊32。數(shù)據(jù)處理部分4包括與第一通信模塊32相信號(hào)連接的第二通信模塊41、與第二通信模塊41相連接并運(yùn)行有數(shù)據(jù)分析軟件來(lái)分析數(shù)據(jù)采集部分2采集的各數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析裝置42。數(shù)據(jù)分析裝置42對(duì)各數(shù)據(jù)通過(guò)算法、技術(shù)判別等處理，展示和監(jiān)控蓄電池I的使用情況，判斷蓄電池I的好壞。為了更靈活的監(jiān)測(cè)移動(dòng)中的蓄電池1，在第一通信模塊32與第二通信模塊41之間采用無(wú)線連接。在本實(shí)施例中，二者之間通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接，即通過(guò)現(xiàn)常用的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接。為了使第一通信系統(tǒng)和第二通信系統(tǒng)之間建立連接，可采用主動(dòng)撥號(hào)的方式，并支持短信上線、撥號(hào)上線、斷線重?fù)艿确绞?。而在傳輸?shù)據(jù)時(shí)，采用TCP/IP進(jìn)行連接。采用本系統(tǒng)管理蓄電池I可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)蓄電池I出現(xiàn)異常狀況，如大電流放電時(shí)，由于此時(shí)電池單體11的電壓會(huì)出現(xiàn)陡降，通過(guò)電壓采集單元和電流采集單元就可檢測(cè)出異常狀況，便于及時(shí)采取措施維護(hù)蓄電池I。數(shù)據(jù)分析裝置具有計(jì)算蓄電池的剩余容量百分比、計(jì)算蓄電池的生命周期百分t匕、確定落后的電池單體所在的電池小組、計(jì)算蓄電池的內(nèi)阻的功能，數(shù)據(jù)分析裝置根據(jù)上述蓄電池的剩余容量百分比、蓄電池的生命周期百分比、蓄電池的內(nèi)阻分析蓄電池的狀態(tài)。數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算蓄電池的剩余容量百分比時(shí)包括如下步驟(1)設(shè)定蓄電池出廠的標(biāo)稱容量為Q。(2)規(guī)定蓄電池的實(shí)際容量Ca為蓄電池由充滿電并放電至其報(bào)警 點(diǎn)(國(guó)標(biāo)中規(guī)定蓄電池的報(bào)警點(diǎn)為蓄電池放電至剩余20%容量的時(shí)刻)時(shí)所放電的容量，
Cn(t)=J^dt，其中I為蓄電池的放電電流，t為蓄電池由充滿電并放電至其報(bào)警點(diǎn)的放電時(shí)間。(3)蓄電池在某次放電時(shí)已經(jīng)用掉的容⑴=j:l,Adt，其中I放為蓄電池的放電
電流，t為放電時(shí)間，根據(jù)已經(jīng)用掉的容量Cu (t)和放電電流Iat計(jì)算出蓄電池放電的平均電流It，再根據(jù)皮凱特公式計(jì)算出以該It恒流放電時(shí)5小時(shí)的放電容量Cu5，則蓄電池的剩余容量Cri=Ca5-Cu5，其中Ca5為蓄電池最近一次測(cè)出的實(shí)際容量Ca轉(zhuǎn)換為5小時(shí)放電率的
容量；蓄電池的剩余容量百分比soc=gxHX)%。由于國(guó)標(biāo)中規(guī)定蓄電池的電量參數(shù)以5小
時(shí)放電量為標(biāo)準(zhǔn)，因此上述各電量參數(shù)需轉(zhuǎn)換為5小時(shí)放電率的對(duì)應(yīng)參數(shù)。數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算蓄電池的生命周期百分比時(shí)包括如下步驟蓄電池的生命周期
響，以30°C為基準(zhǔn)，溫度越低則容量下降越多。溫度為0°C時(shí)，容量下降為原來(lái)的80%，溫度為5°C時(shí)，容量為原來(lái)的85%。溫度升高則容量會(huì)相應(yīng)增加。溫度為40°C時(shí)，容量為原來(lái)的105%。以鉛蓄電池為例，國(guó)際電化學(xué)組織給出的溫度補(bǔ)償公式為Cm=C3tl[1+0. 008CT-30)]。其中，T為放電過(guò)程中的平均溫度，C30為30°C時(shí)的容量。針對(duì)該容量變化確定溫度補(bǔ)償系數(shù)k，k可以根據(jù)公式或?qū)嶋H情況作變動(dòng)。由于蓄電池在多次使用過(guò)程，其電量會(huì)逐漸衰減，因此根據(jù)其最近一次測(cè)出的實(shí)際容量Ca可以對(duì)其生命周期的狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。數(shù)據(jù)分析裝置確定落后的電池單體所在的電池小組時(shí)包括如下步驟定義蓄電池的總電壓為U總,由于蓄電池在大電流放電時(shí)電壓會(huì)出現(xiàn)陸降,若某一電池小組的電壓
O，則該電池小組中存在落后的電池單體，進(jìn)一步檢查可以確定電池單體。數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算蓄電池的內(nèi)阻時(shí)包括如下步驟(I)在蓄電池放電電流曲線(參見附圖3所示)上任取一電流值Itl，在蓄電池放電電壓曲線(參見附圖4所示)上確定蓄電池放電電流為該電流值Itl時(shí)刻h對(duì)應(yīng)的電壓U2。(2)再做出以該Itl恒流放電時(shí)蓄電池的放電電壓曲線并確定h時(shí)刻的電壓U1。(3)則蓄電池的內(nèi)阻R= A UZI0= IU1-U2 I /I。。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，用于在線監(jiān)測(cè)由若干個(gè)電池單體串聯(lián)構(gòu)成的蓄電池的狀態(tài)，其特征在于所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)融合傳輸部分、數(shù)據(jù)處理部分；所述的蓄電池包括n (n為正整數(shù))個(gè)電池小組，每個(gè)所述的電池小組包括多個(gè)相串聯(lián)的所述的電池單體； 所述的數(shù)據(jù)采集部分包括電壓采集單元、電流采集單元；所述的電壓采集單元包括測(cè)量所述的電池單體或所述的電池小組的電壓的電壓測(cè)量裝置、與所述的電壓測(cè)量裝置相連接并將測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)的電壓轉(zhuǎn)換模塊；所述的電流采集單元包括測(cè)量所述的蓄電池的電流的電流測(cè)量裝置、與所述的電流測(cè)量裝置相連接并將測(cè)得的電流轉(zhuǎn)換處理為電流數(shù)據(jù)的電流轉(zhuǎn)換模塊； 所述的數(shù)據(jù)融合傳輸部分包括將所述的電壓數(shù)據(jù)和所述的電流數(shù)據(jù)預(yù)處理為電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)和電流預(yù)處理數(shù)據(jù)的預(yù)處理模塊、傳輸所述的電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)和所述的電流預(yù)處理數(shù)據(jù)的第一通信模塊；所述的預(yù)處理模塊的輸入端與所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊和所述的電流轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述的第一通信模塊的輸入端與所述的預(yù)處理模塊的輸出端相連接；所述的數(shù)據(jù)處理部分包括與所述的第一通信模塊相信號(hào)連接的第二通信模塊、與所述的第二通信模塊相連接并運(yùn)行有數(shù)據(jù)分析軟件來(lái)分析所述的電壓預(yù)處理數(shù)據(jù)和所述的電流預(yù)處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析裝置； 所述的數(shù)據(jù)分析裝置具有計(jì)算所述的蓄電池的剩余容量百分比、計(jì)算所述的蓄電池的生命周期百分比、確定落后的電池單體所在的電池小組、計(jì)算所述的蓄電池的內(nèi)阻的功能，所述的數(shù)據(jù)分析裝置根據(jù)所述的蓄電池的剩余容量百分比、所述的蓄電池的生命周期百分t匕、所述的蓄電池的內(nèi)阻分析所述的蓄電池的狀態(tài)； 所述的數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算所述的蓄電池的剩余容量百分比時(shí)包括如下步驟 (1)設(shè)定所述的蓄電池出廠的標(biāo)稱容量為Ctl； (2)規(guī)定所述的蓄電池的實(shí)際容量Ca為所述的蓄電池由充滿電并放電至其報(bào)警點(diǎn)時(shí)所放電的容量，Ick，其中I為所述的蓄電池的放電電流，t為所述的蓄電池由充滿電并放電至其報(bào)警點(diǎn)的放電時(shí)間； (3)所述的蓄電池在某次放電時(shí)已經(jīng)用掉的容量(:V、t)0.dt，其中1@為所述的蓄電池的放電電流，t為放電時(shí)間，根據(jù)所述的已經(jīng)用掉的容量Cu (t)和放電電流Iat計(jì)算出所述的蓄電池放電的平均電流，再根據(jù)皮凱特公式計(jì)算出以該I ￥恒流放電時(shí)5小時(shí)的放電容量Cu5，則所述的蓄電池的剩余容量Crf=Ca5-Cu5,其中Ca5為所述的蓄電池最近一次測(cè)出的實(shí)際容量Ca轉(zhuǎn)換為5小時(shí)放電率的容量；所述的蓄電池的剩余容量百分比soc=gxl(X)%; 所述的數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算所述的蓄電池的生命周期百分比時(shí)包括如下步驟 所述的蓄電池的生命周期百分比為，其中k為所述的蓄電池的溫度補(bǔ)償系數(shù)； 所述的數(shù)據(jù)分析裝置確定落后的電池單體所在的電池小組時(shí)包括如下步驟 定義所述的蓄電池的總電壓為Uy若某一所述的電池小組的電< 0，則該所述的電池小組中存在落后的電池單體； 所述的數(shù)據(jù)分析裝置計(jì)算所述的蓄電池的內(nèi)阻時(shí)包括如下步驟 (1)在所述的蓄電池放電電流曲線上任取一電流值Itl,在所述的蓄電池放電電壓曲線上確定蓄電池放電電流為該電流值Itl時(shí)刻h對(duì)應(yīng)的電壓U2, (2)再做出以該Itl恒流放電時(shí)所述的蓄電池的放電電壓曲線并確定h時(shí)刻的電壓U1, (3)則所述的蓄電池的內(nèi)阻R=A U/10= IU1-U2 I / I。。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述的電池單體具有兩個(gè)電極，相鄰的兩個(gè)所述的電池單體由連接條相串聯(lián)，所述的連接條固定連接在所述的電極上； 所述的電壓測(cè)量裝置包括連接線，每個(gè)所述的電池單體或所述的電池小組具有兩根所述的連接線；當(dāng)測(cè)量所述的電池單體的電壓時(shí)，兩根所述的連接線分別固定連接于所述的電池單體的兩個(gè)電極或與其電極相連接的連接條上；當(dāng)測(cè)量所述的電池小組的電壓時(shí)，兩根所述的連接線分別固定連接在所述的電池小組的首尾兩個(gè)所述的電池單體的電極或與該電極相連接的連接條上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于相鄰兩個(gè)所述的電池單體或相鄰兩個(gè)所述的電池小組或相鄰的電池單體與電池小組的連接處復(fù)用同一根所述的連接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于所述的電流測(cè)量裝置為霍爾電流傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集部分還包括溫度采集單元，所述的溫度采集單元包括設(shè)置于所述的蓄電池的內(nèi)壁上的溫度傳感器、與所述的溫度傳感器相連接并將測(cè)得的溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的溫度轉(zhuǎn)換模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集部分還包括液位采集單元，所述的液位采集單元包括設(shè)置于所述的蓄電池內(nèi)的液面開關(guān)、與所述的液面開關(guān)相連接并根據(jù)所述的液面開關(guān)的信號(hào)輸出開關(guān)量的液位轉(zhuǎn)換模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于所述的第一通信模塊與所述的第二通信模塊之間無(wú)線連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于所述的第一通信模塊與所述的第二通信模塊之間通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集部分、所述的數(shù)據(jù)融合傳輸部分整合在所述的蓄電池上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蓄電池在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)融合傳輸部分、數(shù)據(jù)處理部分；數(shù)據(jù)采集部分包括電壓采集單元、電流采集單元；電壓采集單元包括電壓測(cè)量裝置、與電壓測(cè)量裝置相連接的電壓轉(zhuǎn)換模塊；電流采集單元包括電流測(cè)量裝置、與電流測(cè)量裝置相連接的電流轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)據(jù)融合傳輸部分包括預(yù)處理模塊、第一通信模塊；預(yù)處理模塊與電壓轉(zhuǎn)換模塊和電流轉(zhuǎn)換模塊相連接，第一通信模塊與預(yù)處理模塊相連接；數(shù)據(jù)處理部分包括第二通信模塊、運(yùn)行有數(shù)據(jù)分析軟件的數(shù)據(jù)分析裝置。本發(fā)明采用了數(shù)據(jù)采集部分實(shí)時(shí)采集蓄電池的電壓和電流數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)處理部分，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，方便對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102721931SQ20121021417
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者陳逸 申請(qǐng)人:陳逸