具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法及裝置與流程

本發明涉及蓄電池狀態巡檢領域，尤其涉及一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法及裝置。

背景技術：

蓄電池單體在出廠時無法保證每個單體參數均一致；供電企業在進行采購時，亦以單體參數誤差在一定數值以內作為驗收標準。

變電站站用蓄電池或通信用蓄電池均是將若干蓄電池單體串聯成組，通過基于高頻開關的直流充電機直接對整組蓄電池進行充放電控制，并通過蓄電池狀態巡檢儀對每組蓄電池的端電壓、溫度等參數進行測量和監視。

供電企業的蓄電池系統具有一定數量的就地備用單體。如，某個變電站站用直流采用110v電壓等級，故此其蓄電池系統采用52組蓄電池串聯，同時準備2個就地備用單體蓄電池。

供電企業現有的將整組蓄電池以整組控制的充放電運行方式下，蓄電池在浮充電時將無可避免地存在這種現象(供電企業的蓄電池99％以上的工作時間均處于浮充狀態)：大部分單體處在浮充狀態，而某個單體處在過充狀態，某個單體處在欠充狀態。而這種現象亦會無可避免地導致蓄電池組的電池容量降低，減少蓄電池使用壽命，甚至會導致核容試驗不合格(實際容量<80％*額定容量時即判斷為核容不合格，此時需要對蓄電池進行更換)。

在上述現有的運行方式下，就地備用單體蓄電池長期不與直流系統連接，不參與充放電，也存在著以下3個問題：1、將會導致蓄電池陰極/陽極緩慢硫化，生成不可逆pbso4晶體，其逐漸增大而使活性物質失去活性，無法再參與反應，降低蓄電池容量；2、將會導致電解液分層，當就地備用單體蓄電池需要充當備品連接至蓄電池組內進行充放電時，其內阻表征增大，電極反應速率受到影響，加劇蓄電池組的不均衡程度；3、將會使得該就地備用單體緩慢放電，當就地備用單體蓄電池需要充當備品連接至蓄電池組內進行充放電時，其容量不足，影響整體容量輸出，甚至會發生過放現象。這些問題將直接導致備用單體蓄電池在緊急備用投入時無法處于合格的備用單體狀態。值得一提的是，現有的蓄電池管理方法并未考慮備用單體的管理和緊急投入時的狀態可用性。

因此，提供一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法及裝置為本領域技術人員需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法及裝置，其不僅可以實現蓄電池巡檢功能，還能通過控制兩組蓄電池組和備用蓄電池組之間進行雙向非能耗式的能量均衡，通過控制兩組蓄電池組、備用蓄電池組向并聯在單體上的電阻或開關進行單向能耗式的能量均衡，以達到三者均處于均衡的最佳充電狀態，獲得蓄電池直流系統的最大容量。

本發明實施例提供了一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法，包括：

獲取到各個蓄電池端電壓，對各個所述蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合；

根據預置均衡控制流程對所述過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。

優選地，所述獲取到各個蓄電池端電壓，對各個所述蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合具體包括：

通過采樣電路獲取到各個蓄電池端電壓，在各個所述蓄電池端電壓中獲取到端電壓極大值和端電壓極小值，對各個所述蓄電池端電壓進行計算得到端電壓期望值，對所述端電壓極大值、所述端電壓極小值和所述端電壓期望值進行計算得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合。

優選地，所述過充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的過充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的過充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的過充蓄電池集合；

所述欠充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的欠充蓄電池集合。

優選地，所述預置均衡控制流程包括：

s0：判斷是否存在所述備用蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，則執行s1，若不存在，則結束；

s1：判斷是否存在所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則執行s2；若不存在，則執行s3；

s2：控制所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合為所述備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并執行s4；

s3：在判斷所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合存在后，控制所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合為所述備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并執行s4；

s4：判斷是否存在所述第一蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，執行s5，若不存在，則執行s6；

s5：控制所述充電后的備用蓄電池組為所述第一蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新執行s0；

s6：判斷是否存在所述第二蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，執行s7，若不存在，則執行s8；

s7：控制所述充電后的備用蓄電池組為所述第二蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新執行s0；

s8：判斷是否存在所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則控制所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則執行s9；

s9：判斷是否存在所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則控制所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則結束。

優選地，所述雙向非能耗式的能量均衡包括：電容均衡、電感均衡、dc-dc均衡、反激式電壓均衡；需要說明的是，當過充蓄電池集合內某單體與期望值差值大于系統的設定定值時，此時雙向非能耗式的能量均衡具有更高的能量傳遞速率，故此將對該單體進行雙向非能耗式的能量均衡；

所述單向能耗式的能量均衡包括：電阻分流均衡和開關分流均衡；需要說明的是，當過充蓄電池集合內某單體與期望值差值小于等于系統的設定定值時，此時單向能耗式的能量均衡具有更低的能量損耗、更高的能量傳遞效率、更高的控制精度、更好的魯棒性，故此將對該單體進行單向能耗式的能量均衡。

優選地，本發明實施例還提供了一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢裝置，包括：

計算模塊，用于獲取到各個蓄電池端電壓，對各個所述蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合；

均衡模塊，用于根據預置均衡控制流程對所述過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。

優選地，所述計算模塊還用于通過采樣電路獲取到各個蓄電池端電壓，在各個所述蓄電池端電壓中獲取到端電壓極大值和端電壓極小值，對各個所述蓄電池端電壓進行計算得到端電壓期望值，對所述端電壓極大值、所述端電壓極小值和所述端電壓期望值進行計算得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合。

優選地，所述過充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的過充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的過充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的過充蓄電池集合；

所述欠充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的欠充蓄電池集合。

優選地，所述均衡模塊包括：均衡控制流程單元，所述均衡控制流程單元用于裝載預置均衡控制流程；

所述均衡控制流程單元包括：

第一判斷子單元，用于判斷是否存在所述備用蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，則觸發第二判斷子單元，若不存在，則結束；

第二判斷子單元，用于判斷是否存在所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則觸發第一充電子單元；若不存在，則觸發第二充電子單元；

第一充電子單元，用于控制所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合為所述備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并執行s4；

第二充電子單元，用于在判斷所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合存在后，控制所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合為所述備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并觸發第三判斷子單元；

第三判斷子單元，用于判斷是否存在所述第一蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，觸發第三充電子單元，若不存在，則觸發第四判斷子單元；

第三充電子單元，用于控制所述充電后的備用蓄電池組為所述第一蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新觸發第一判斷子單元；

第四判斷子單元，用于判斷是否存在所述第二蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，觸發第四充電子單元，若不存在，則觸發第五判斷子單元；

第四充電子單元，用于控制所述充電后的備用蓄電池組為所述第二蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新觸發第一判斷子單元；

第五判斷子單元，用于判斷是否存在所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合存在，若存在，則控制所述第一蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則觸發第六判斷子單元；

第六判斷子單元，用于判斷是否存在所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合存在，若存在，則控制所述第二蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則結束。

優選地，所述雙向非能耗式的能量均衡包括：電容均衡、電感均衡、dc-dc均衡、反激式電壓均衡；

所述單向能耗式的能量均衡包括：電阻分流均衡和開關分流均衡。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

本發明實施例提供了一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法及裝置，該具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法包括：獲取到各個蓄電池端電壓，對各個所述蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合；根據預置均衡控制流程對所述過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。本發明實施例可高效地解決投運年限已久的蓄電池組(特別是劣化程度較深的蓄電池組)和新投運的蓄電池組充放電中因部分單體過充或過放導致的蓄電池組容量降低的技術難題，并使得就地備用單體一直處在最佳狀態和最大容量，實現電池的均衡充電，通過提高蓄電池充電容量來提高蓄電池的放電時間，延長蓄電池使用壽命，降低生產維護成本，并進一步保證電力系統的安全運行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法的另一流程示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢裝置的結構示意圖；

圖4為預置均衡控制流程的流程示意圖；

圖5為具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢裝置與第一蓄電池組、第二蓄電池組和備用蓄電池組的連接關系示意圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法及裝置，其不僅可以實現蓄電池巡檢功能，還能通過控制兩組蓄電池組和備用蓄電池組之間進行雙向非能耗式的能量均衡以及控制兩組蓄電池組和備用蓄電池組三者進行能量均衡，以達到三者均處于均衡的最佳充電狀態，獲得蓄電池直流系統的最大容量。

為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法的一個實施例，包括：

101、獲取到各個蓄電池端電壓，對各個蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合；

巡檢裝置獲取到各個蓄電池端電壓，對各個蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合。

102、根據預置均衡控制流程對過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。

巡檢裝置在得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合后，根據預置均衡控制流程對過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。

本發明實施例可高效地解決投運年限已久的蓄電池組(特別是劣化程度較深的蓄電池組)和新投運的蓄電池組充放電中因部分單體過充或過放導致的蓄電池組容量降低的技術難題，并使得就地備用單體一直處在最佳狀態和最大容量，實現電池的均衡充電，通過提高蓄電池充電容量來提高蓄電池的放電時間，延長蓄電池使用壽命，降低生產維護成本，并進一步保證電力系統的安全運行。

請參閱圖2，本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢方法的一個實施例，包括：

201、通過采樣電路獲取到各個蓄電池端電壓，在各個蓄電池端電壓中獲取到端電壓極大值和端電壓極小值，對各個蓄電池端電壓進行計算得到端電壓期望值，對端電壓極大值、端電壓極小值和端電壓期望值進行計算得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合；

在本實施例中，巡檢儀遍歷獲得各蓄電池端電壓，并得出端電壓集合內的極大值、極小值、期望值，求出偏離額定電壓區間的過充單體集合和欠充單體集合。其中遍歷獲得各蓄電池端電壓的采樣電路可使用靜態補償采樣電路、同步信號發生采樣電路、磁補償霍爾采樣電路或其他采樣電路，此處不做限定。

202、根據預置均衡控制流程對過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。

在本實施例中，巡檢儀依據步驟201中獲得的信息(信息包括第一蓄電池組、第二蓄電池組、備用蓄電池組三者中的過充個體、欠充個體個數，及其偏離程度)，并按照預置均衡控制流程來執行蓄電池單體的均衡。

對蓄電池單體進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。雙向非能耗式的能量均衡可采用電容均衡、電感均衡、dc-dc均衡、反激式電壓均衡或其他均衡方式；單向能耗式的能量均衡可采用電阻分流均衡、開關分流均衡或其他均衡方式。

進一步地，過充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的過充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的過充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的過充蓄電池集合；

欠充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的欠充蓄電池集合。

進一步地，如圖4所示，預置均衡控制流程包括：

s0：判斷是否存在備用蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，則執行s1，若不存在，則結束；

s1：判斷是否存在第一蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則執行s2；若不存在，則執行s3；

s2：控制第一蓄電池組的過充蓄電池集合為備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并執行s4；

s3：在判斷第二蓄電池組的過充蓄電池集合存在后，控制第二蓄電池組的過充蓄電池集合為備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并執行s4；

s4：判斷是否存在第一蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，執行s5，若不存在，則執行s6；

s5：控制充電后的備用蓄電池組為第一蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新執行s0；

s6：判斷是否存在第二蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，執行s7，若不存在，則執行s8；

s7：控制充電后的備用蓄電池組為第二蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新執行s0；

s8：判斷是否存在第一蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則控制第一蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則執行s9；

s9：判斷是否存在第二蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則控制第二蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則結束。

請參閱圖3，本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢裝置的一個實施例，包括：

計算模塊301，用于獲取到各個蓄電池端電壓，對各個蓄電池端電壓進行計算，得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合；

均衡模塊302，用于根據預置均衡控制流程對過充蓄電池、欠充蓄電池集合進行雙向非能耗式的能量均衡和單向能耗式的能量均衡。

在本實施例中，本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢裝置還包括：人機交互模塊：包括屏幕、音響、按鈕、燈光等。

其他必須的裝置供應模塊：包括電源供應、通信接口、自檢模塊、感溫裝置等。

本發明實施例提供的一種具有蓄電池單體均衡功能的蓄電池狀態巡檢裝置與第一蓄電池組、第二蓄電池組和備用蓄電池組的連接關系如圖5所示。巡檢裝置的外部連接電路：第一蓄電池組、第二蓄電池組分別由第一充電機、第二充電機進行相應充電決策方案下的串聯充電，同時將第一蓄電池組、第二蓄電池組內的每個單體并聯接入巡檢儀；將備用蓄電池組內電池單體并聯接入巡檢儀。

進一步地，計算模塊301還用于通過采樣電路獲取到各個蓄電池端電壓，在各個蓄電池端電壓中獲取到端電壓極大值和端電壓極小值，對各個蓄電池端電壓進行計算得到端電壓期望值，對端電壓極大值、端電壓極小值和端電壓期望值進行計算得到過充蓄電池集合和欠充蓄電池集合。

進一步地，過充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的過充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的過充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的過充蓄電池集合；

欠充蓄電池集合包括：第一蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或第二蓄電池組的欠充蓄電池集合和/或備用蓄電池組的欠充蓄電池集合。

進一步地，均衡模塊302包括：均衡控制流程單元，均衡控制流程單元用于裝載預置均衡控制流程；

均衡控制流程單元包括：

第一判斷子單元，用于判斷是否存在備用蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，則觸發第二判斷子單元，若不存在，則結束；

第二判斷子單元，用于判斷是否存在第一蓄電池組的過充蓄電池集合，若存在，則觸發第一充電子單元；若不存在，則觸發第二充電子單元；

第一充電子單元，用于控制第一蓄電池組的過充蓄電池集合為備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并執行s4；

第二充電子單元，用于在判斷第二蓄電池組的過充蓄電池集合存在后，控制第二蓄電池組的過充蓄電池集合為備用蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，得到充電后的備用蓄電池組，并觸發第三判斷子單元；

第三判斷子單元，用于判斷是否存在第一蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，觸發第三充電子單元，若不存在，則觸發第四判斷子單元；

第三充電子單元，用于控制充電后的備用蓄電池組為第一蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新觸發第一判斷子單元；

第四判斷子單元，用于判斷是否存在第二蓄電池組的欠充蓄電池集合，若存在，觸發第四充電子單元，若不存在，則觸發第五判斷子單元；

第四充電子單元，用于控制充電后的備用蓄電池組為第二蓄電池組的欠充蓄電池集合充電，并重新觸發第一判斷子單元；

第五判斷子單元，用于判斷是否存在第一蓄電池組的過充蓄電池集合存在，若存在，則控制第一蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則觸發第六判斷子單元；

第六判斷子單元，用于判斷是否存在第二蓄電池組的過充蓄電池集合存在，若存在，則控制第二蓄電池組的過充蓄電池集合釋電，若不存在，則結束。

進一步地，雙向非能耗式的能量均衡包括：電容均衡、電感均衡、dc-dc均衡、反激式電壓均衡；

單向能耗式的能量均衡包括：電阻分流均衡和開關分流均衡。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元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全部或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(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；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：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。