一種預測ups電池壽命的智能監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種預測UPS電池壽命的智能監測系統，包括：運行監測模塊、運行分析模塊和顯示模塊；所述運行監測模塊，用于實時監測不間斷電源UPS電池的運行狀態參數，并將所述運行狀態參數發送至所述運行分析模塊和所述顯示模塊；所述運行分析模塊，用于根據所述UPS電池的運行狀態參數進行計算得到UPS電池的剩余壽命，并將計算得到的UPS電池的剩余壽命發送至所述顯示模塊；所述顯示模塊，用于顯示所述運行狀態參數和所述UPS電池的剩余壽命。本申請能夠準確、有效地預估UPS電池的剩余使用壽命，并且能夠滿足用戶方便、直接地獲取UPS電池的性能參數指標。
【專利說明】
一種預測UPS電池壽命的智能監測系統
技術領域
[0001] 本發明涉及電池壽命監測技術領域，具體而言，涉及一種預測UPS電池壽命的智能 監測系統。
【背景技術】
[0002] 目前，需要總是工作的重要的裝置和設備中，為了在發生停電或閃斷等狀況下對 能夠對該裝置和設備繼續供給電力，有時會使用UPS(Uninterruptible Power System/ Uninterruptible Power Supply:不間斷電源）。
[0003] UPS電池通常是處于被充電的狀態，一般情況下不工作(放電），只有在發生緊急情 況時才會進行工作來對負載供給電力，但是UPS電池即使在不工作的狀態下也會經年劣化， 壽命逐漸縮短;在現實使用中，使用者為避免UPS電池使用過程中因其壽命到達極限時所帶 來的風險，往往在UPS電池在達到其壽命終點之前就會將其棄用，進而大大的浪費了資源， 因此十分有必要提供一種UPS電池壽命監測系統，向用戶提供UPS電池的剩余使用壽命情 況，但是現有技術中還未出現一種能夠有效、準確的進行監測UPS電池剩余壽命的技術。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種預測UPS電池壽命的智能監測系統， 以實現對UPS電池剩余使用壽命進行有效、準確的評估。
[0005] 第一方面本發明實施例提供了一種預測UPS電池壽命的智能監測系統，包括:運行 監測模塊、運行分析模塊和顯示模塊，所述運行監測模塊與所述運行分析模塊相連接，所述 運行分析模塊與所述顯示模塊相連接；
[0006] 所述運行監測模塊，用于實時監測不間斷電源UPS電池的運行狀態參數，并將所述 運行狀態參數發送至所述運行分析模塊和所述顯示模塊；
[0007] 所述運行分析模塊，用于根據所述UPS電池的運行狀態參數進行計算得到UPS電池 的剩余壽命，并將計算得到的UPS電池的剩余壽命發送至所述顯示模塊；
[0008] 所述顯示模塊，用于接收并顯示所述運行狀態參數，還用于接收并顯示所述UPS電 池的剩余壽命。
[0009] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中： [0010]所述的預測ups電池壽命的智能監測系統，還包括:預警模塊，所述預警模塊與所 述運行分析模塊相連接；
[0011]所述預警模塊，用于當所述運行分析模塊判斷所述運行狀態參數出現異常時進行 預警提醒。
[0012] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中：
[0013] 所述運行分析模塊還用于判斷所述UPS電池的剩余壽命是否低于預設閾值，當所 述UPS電池的剩余壽命低于所述預設閾值時所述預警模塊進行預警提醒。
[0014] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中：
[0015] 所述運行狀態參數包括:最大電池容量、當前電池容量和累計運行時間。結合第一 方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中：
[0016] 所述運行分析模塊，通過以下公式進行計算得到UPS電池的剩余壽命：
[0017] 哪電池的剩余壽命=當前電池容量ΧΓ ; 最大電池容量一當前電池容量
[0018] 其中，T為UPS電池的累計運行時間。
[0019] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中：
[0020] 所述運行分析模塊還包括:數據存儲單元、建模單元和修正單元；
[0021] 所述數據存儲單元用于存儲UPS電池運維知識庫，所述UPS電池運維知識庫包括 UPS電池的運維數據。
[0022] 所述建模單元用于對所述UPS運維知識庫中的UPS運維數據進行分析，并針對相應 的類型品牌的UPS電池壽命進行建模，得到校正模型；
[0023] 所述修正單元用于根據所述修正模型得到所述UPS電池的剩余壽命的修正系數， 并通過所述修正系數對所述UPS電池的剩余壽命進行修正使其更加逼近真實的UPS電池的 剩余壽命。
[0024] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中：
[0025] 所述運行監測模塊還用于監測所述UPS電池的工作環境溫度和紋波電流。
[0026] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中：
[0027] 所述運行分析模塊還用于:根據所述環境溫度和紋波電流計算得到所述UPS電池 在當前環境溫度下的UPS電池的使用時間，并將所述使用時間折算為UPS電池在環境溫度為 25°C下的標準使用時間；
[0028]所述運行分析模塊還用于判斷所述UPS電池的標準使用時間是否達到所述UPS電 池在25°C時的額定使用壽命的90% ;
[0029]所述預警模塊還用于當所述UPS電池的標準使用時間達到所述UPS電池在25°C時 的額定使用壽命的90%時進行預警提醒。
[0030] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，其中：
[0031] 所述運行監測模塊通過溫度傳感器獲取所述UPS電池的工作環境溫度；
[0032] 所述運行監測模塊通過電流互感器獲取所述UPS電池的紋波電流。
[0033] 結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第九種可能的實施方式，其中：
[0034] 所述預警模塊還包括:語音播報單元；
[0035] 所述語音播報單元用于在警示單元發出預警提醒以后對出現異常的運行狀態參 數進行語音播報；
[0036] 或者所述語音播報單元對所述UPS電池的剩余使用壽命進行播報。
[0037]本發明實施例所提供的一種預測UPS電池壽命的智能監測系統，能夠通過實時監 測UPS電池的運行狀態參數，通過對運行狀態參數的計算得到UPS電池的剩余壽命，并進行 顯示上述的運行狀態參數和計算得到的UPS電池的剩余壽命，本申請能夠準確、有效地預估 UPS電池的剩余使用壽命，并且能夠滿足用戶方便、直接地獲取UPS電池的性能參數指標，進 而為用戶的使用工作提供參考數據。
[0038]為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0039] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對 范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這 些附圖獲得其他相關的附圖。
[0040] 圖1示出了本發明實施例所提供的一種預測UPS電池壽命的智能監測系統的結構 示意圖；
[0041] 圖2示出了本發明實施例所提供的UPS電池的累計使用時間與修正系數的關系曲 線圖。
[0042] 圖示說明：
[0043] 110-運行監測模塊;120-運行分析模塊;130-顯示模塊。
【具體實施方式】
[0044]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅 是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實 施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的 實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實 施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所 有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0045] UPS稱為不間斷電源，在發生停電的時候，它能快速轉換到〃逆變〃狀態，從而不會 讓在使用中的電腦等設備或裝置因為突然停電未來得及存儲而失去重要文件，進而給用戶 帶來損失；目前為避免上述情況的發生，用戶一般都是在到達UPS的壽命期限時，提前棄用 該UPS，以此可能會導致資源的浪費;基于此，本申請提供的一種預測UPS電池壽命的智能監 測系統，可以準確、有效的對UPS的剩余壽命進行評估，為用戶的使用提供數據參考。
[0046]為便于對本實施例進行理解，首先對本發明實施例所公開的一種預測UPS電池壽 命的智能監測系統進行詳細介紹。
[0047]如圖1所示，圖1中的實施例示出了一種預測UPS電池壽命的智能監測系統，該系統 包括：
[0048]運行監測模塊110、運行分析模塊120和顯示模塊130,運行監測模塊110與運行分 析模塊120相連接，該運行分析模塊120與上述顯示模塊130相連接；
[0049]上述運行監測模塊110,用于實時監測不間斷電源UPS電池的運行狀態參數，并將 所述的運行狀態參數發送至運行分析模塊；
[0050]上述運行分析模塊120,接收到運行狀態參數以后，根據UPS電池的運行狀態參數 進行計算得到UPS電池的剩余壽命，并將計算得到的UPS電池的剩余壽命發送至顯示模塊進 行顯示；
[0051] 上述運行監測模塊還將所述的運行狀態參數發送至上述顯示模塊，一方面顯示模 塊接收該運行狀態參數以后，對該運行狀態參數進行顯示，另一方面顯示模塊還接收并顯 示上述UPS電池的剩余壽命。
[0052] 本實施例中上述運行監測模塊110實時監測的UPS電池的運行狀態參數包括但不 限于:UPS電池在充電狀態下的輸入電流、UPS電池在工作狀態下的輸出電流、UPS電池在工 作狀態下電壓波動幅值、最大電池容量、當前電池容量和累計運行時間。
[0053] 上述運行監測模塊將監測到的運行狀態參數實時傳輸給運行分析模塊，該運行分 析模塊還將上述運行狀態參數與運行狀態參數標準值進行比較，判斷所述運行狀態參數是 否出現異常。
[0054] 在某一具體實施例中，本預測UPS電池壽命的智能監測系統還包括預警模塊，該預 警模塊與上述運行分析模塊相連接；
[0055] 當上述運行分析模塊判斷所述運行狀態參數出現異常時，運行分析模塊會發送信 號至預警模塊，預警模塊在接收到該信號以后會進行預警提醒，提醒用戶哪些運行狀態參 數出現異常，供用戶進行參考。
[0056]進一步的，當上述運行分析模塊根據UPS電池的運行狀態參數進行計算得到UPS電 池的剩余壽命后，一方面將計算得到的UPS電池的剩余壽命發送至顯示模塊，由顯示模塊進 行顯示；另一方面當運行分析模塊判斷該UPS電池的剩余壽命低于預設閾值時，還將該UPS 電池的剩余壽命發送至預警模塊，由預警模塊發出預警提醒。
[0057] 所述的運行分析模塊，通過以下公式進行計算得到UPS電池的剩余壽命：
[0058] 最大電池容量-當前電池容量 xn
[0059] 其中，T為UPS電池的累計運行時間；滿足用戶需求的最小電池容量根據UPS電池的 具體使用環境、UPS電池的類型等因素而確定。
[0060] 進一步的，上述的運行分析模塊還包括:數據存儲單元、建模單元和修正單元；
[0061 ] 上述數據存儲單元用于存儲UPS電池運維知識庫，該UPS電池運維知識庫包括UPS 電池的運維數據;需要說明的是此處的UPS電池運維知識庫中的數據包含有不同類型、品牌 的UPS電池的運維數據，該運維數據包括人為輸入的數據，也包括系統自動采集的數據。
[0062] 上述建模單元用于對上述UPS運維知識庫中的UPS運維數據進行分析，并針對相應 的類型品牌的UPS電池壽命進行建模，得到校正模型；
[0063] 上修正單元用于根據上述修正模型得到UPS電池的剩余壽命的修正系數，并通過 上述修正系數對上述得到的UPS電池的剩余壽命進行修正使其更加逼近真實的UPS電池的 剩余壽命。
[0064] 隨著運維數據的不斷積累，建模單元對上述校正模型進行實時更新，最終隨著運 維數據的不斷積累該校正模型會越來越精確，進而最終經過修正后的UPS電池的剩余壽命 會越來越逼近真實的UPS電池的剩余壽命。
[0065] 在此通過舉例進行說明：
[0066]假設上述UPS運維知識庫中包含如下表1的同類型某品牌的UPS電池的統計數據：
[0068] 表1
[0069] 可以由表1得到，100塊UPS電池中，累計運行時間一年內出現故障的UPS電池有10 塊，兩年內出現故障的UPS電池有29塊，三年內出現故障的UPS電池有56塊，四年內出現故障 的UPS電池有75塊，五年內出現故障的UPS電池有87塊，六年內出現故障的UPS電池 98塊、7年 內出現問題UPS電池數100;有上述數據則可以得出每年的當年內出現故障的UPS電池數目， 進而計算得到當年的故障率。
[0070] 進一步，得出累計運行時間與當年的故障率的關系表如下表2所示：
[0072]~^2
[0073]由表2根據概率論和統計學計算得出UPS電池壽命期望值=3.45年，然后構建校正 模型為： γλλ^ (1 -當年的故障率）* (0.2 *硬盤壽命期望值+ 0.8 *累計運行時間）
[00741 ----: 累計運行時間
[0075]通過上述校正模型計算得到如下關系表3: LUU//J 表3
[0078]如圖2所示，并進一步通過MATLAB的曲線擬合的方式得到校正系數與累計運行時 間關系曲線，通過該關系曲線可以得到UPS電池的累計運行時間為任意值時的校正系數，通 過該校正系數可以對UPS電池的剩余壽命進行進一步的精確化得到UPS電池的精準剩余壽 命；
[0079] 例如:通過計算公式：
[0080] t/PS電池的剩余壽命=當前電池 f 用戶池容量xT，得到 最大電池容量一當麗電池容量 UPS電池的剩余壽命為1年，那么此時的UPS電池的累計運行時間T所對應的修正系數E為 1.34，則通過該修正系數對所述的UPS電池的剩余壽命進行修正得到的UPS電池的精準剩余 壽命，其中UPS電池的精準剩余壽命= UPS電池的剩余壽命年，該最終得到的UPS電池的精準 剩余壽命會更加逼近真實的UPS電池的剩余壽命。
[0081] 需要說明的是上述的平衡預測系數E對于不同型號、品牌的UPS電池可能是不同 的，在得到UPS電池精準剩余壽命以后，本系統會設置進行顯示和提醒，提醒UPS電池使用者 提前規劃自己的使用過程，以及在剩余壽命被耗盡之前進行電池更換或者數據備份，以此 減少用戶使用過程中UPS電池壽命走向終點給客戶帶來的數據丟失等風險。
[0082] 進一步需要說明的是，此處僅是通過舉例進行對本發明的設計思路的說明，具體 實現時并不局限于上述舉例中的一種實現方式。
[0083]在某一具體實施例中，上述運行監測模塊還用于實時監測UPS電池的工作環境溫 度和紋波電流，運行監測模塊將工作環境溫度和紋波電流發送至運行分析模塊，該運行分 析模塊根據環境溫度和紋波電流計算得到該環境溫度下的UPS電池的使用時間，并將該使 用時間折算為UPS電池在環境溫度為25°C下的標準使用時間，運行分析模塊判斷該UPS電池 的標準使用時間是否達到UPS電池在25 °C時的額定使用壽命的90%，如果達到或者超過UPS 電池在25°C時的額定使用壽命的90%，運行分析模塊會發送信號至預警模塊，該預警模塊 進而發出預警提醒。
[0084]現有技術中部分UPS電池會給出其在25°C下的額定使用壽命，但是電池在使用過 程中隨著使用時間的增長其發熱狀況會發生變化，并且環境溫度也不會是恒定的25°C，本 實施例中根據環境溫度和紋波電流計算得到當前環境溫度下的使用時間，并將該使用時間 折算為UPS電池在環境溫度為25°C下的標準使用時間；并判斷該UPS電池的標準使用時間是 否達到UPS電池在25°C時的額定使用壽命的90%，如果達到則進行預警提醒，以此為用戶提 供了更多的參考指標，提高對UPS電池壽命預測的準確性。
[0085] 進一步的，上述的預警模塊還包括:語音播報單元；
[0086] 所述的語音播報單元用于對出現異常的運行狀態參數進行語音播報；
[0087] 或者所述的語音播報單元對所述UPS電池的剩余使用壽命進行播報，以及對電池 的精準剩余壽命進行播報；
[0088] 所述的語音播報單元還用于對UPS電池的標準使用時間進行播報。以此為用戶提 供更直接的提示信息參考。
[0089] 所述系統如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以 存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說 對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計 算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個 人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。 而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機存取存 儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0090]最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的【具體實施方式】，用以說明本發明 的技術方案，而非對其限制，本發明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發 明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:任何熟悉本技術領域的技術人員 在本發明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕 易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使 相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。都應涵蓋在本發明的保護 范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種預測ws電池壽命的智能監測系統，其特征在于，包括:運行監測模塊、運行分析 模塊和顯示模塊，所述運行監測模塊與所述運行分析模塊相連接，所述運行分析模塊與所 述顯示模塊相連接； 所述運行監測模塊，用于實時監測不間斷電源UPS電池的運行狀態參數，并將所述運行 狀態參數發送至所述運行分析模塊和所述顯示模塊； 所述運行分析模塊，用于根據所述WS電池的運行狀態參數進行計算得到UPS電池的剩 余壽命，并將計算得到的IPS電池的剩余壽命發送至所述顯示模塊； 所述顯示模塊，用于接收并顯示所述運行狀態參數，還用于接收并顯示所述UPS電池的 剩余壽命。2. 根據權利要求1所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，還包括:預警 模塊，所述預警模塊與所述運行分析模塊相連接； 所述預警模塊，用于當所述運行分析模塊判斷所述運行狀態參數出現異常時進行預警 提醒。3. 根據權利要求2所述的預測WS電池壽命的智能監測系統，其特征在于， 所述運行分析模塊還用于判斷所述WS電池的剩余壽命是否低于預設闊值，當所述UPS 電池的剩余壽命低于所述預設闊值時所述預警模塊進行預警提醒。4. 根據權利要求1所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述運行狀 態參數包括:最大電池容量、當前電池容量和累計運行時間。5. 根據權利要求4所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述運行分 析模塊，通過W下公式進行計算得到IPS電池的剩余壽命：其中，T為WS電池的累計運行時間。6. 根據權利要求5所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述運行分 析模塊還包括:數據存儲單元、建模單元和修正單元； 所述數據存儲單元用于存儲UPS電池運維知識庫，所述UPS電池運維知識庫包括UPS電 池的運維數據； 所述建模單元用于對所述UPS運維知識庫中的UPS運維數據進行分析，并針對相應的類 型品牌的IPS電池壽命進行建模，得到校正模型； 所述修正單元用于根據所述修正模型得到所述UPS電池的剩余壽命的修正系數，并通 過所述修正系數對所述UPS電池的剩余壽命進行修正使其更加逼近真實的IPS電池的剩余 壽命。7. 根據權利要求1所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述運行監 測模塊還用于監測所述IPS電池的工作環境溫度和紋波電流。8. 根據權利要求7所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述運行分 析模塊還用于:根據所述環境溫度和紋波電流計算得到所述UPS電池在當前環境溫度下的 UPS電池的使用時間，并將所述使用時間折算為WS電池在環境溫度為25°C下的標準使用時 間； 所述運行分析模塊還用于判斷所述UPS電池的標準使用時間是否達到所述UPS電池在 25°C時的額定使用壽命的90% ; 所述預警模塊還用于當所述UPS電池的標準使用時間達到所述UPS電池在25°C時的額 定使用壽命的90%時進行預警提醒。9. 根據權利要求7所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述運行監 測模塊通過溫度傳感器獲取所述IPS電池的工作環境溫度； 所述運行監測模塊通過電流互感器獲取所述WS電池的紋波電流。10. 根據權利要求2所述的預測UPS電池壽命的智能監測系統，其特征在于，所述預警模 塊還包括:語音播報單元； 所述語音播報單元用于在警示單元發出預警提醒W后對出現異常的運行狀態參數進 行語音播報； 或者所述語音播報單元對所述WS電池的剩余使用壽命進行播報。
【文檔編號】G01R31/36GK105938183SQ201610302125
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】范光彬, 廖歆昱
【申請人】思創數碼科技股份有限公司