一种铅酸蓄电池在线监测容量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蓄电池领域，通信基站后备动力监测领域，具体说，它涉及一种铅酸蓄 电池在线监测容量的方法。
【背景技术】
[0002] 通信基站在断电状态下，需要由48V铅酸蓄电池组（共24节，每节2V)作为后备 动力系统进行供电，为了保证通信基站不发生停电事故而退服，需要在线监测铅酸蓄电池 的容量和健康状况。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种铅酸蓄电池在线监测容量的方 法。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的，这种铅酸蓄电池在线监测容量的方 法，该方法包括以下各步骤：
[0005] (1)、采用斜率容量算法：输入第一点时间电压，第二点时间电压，温度，放电电流 四个参数，通过斜率容量算法计算后，输出剩余容量，实际容量，容量百分比。算法体系内需 要预先设定第一点时间，第二点时间，斜率补偿值这三个参数；由输入的四个参数和内部预 设的三个参数共同建模来计算结束电压，并估算出放电总时间t，结合放电时间和结束电压 预估出全容量放电计算容量百分比、实际容量和剩余容量；
[0006] (2)、通信基站出现停电后，若在第二点时间内基站恢复供电，并且所有电池电压 都>1. 8V，采用预设值算法；若当时已有某电池电压< 1. 8V，则记录下该节电池所对应的时 间，用于计算该节容量，其他23节电池采用基站恢复供电前时刻下的23节电池电压，采用 预设值算法；其中，预设值算法包括以下各步骤：先通过放电电流I和每次的数据扫描时间 t，做消耗容量累加计算，即C = C+I*t ;由此计算出时间消耗的容量C，再将这积分容量C去 除上10小时转换率K，得到10小时率下的消耗容量值，即Ck = C/K ;再虚拟加入第25节 电池，对应预设剩余容量为0ΑΗ，将其作为一个点（XI，Y1);再排序找出24节电池电压中的 最高节电压Umax，其对应预设剩余容量为Cmax = 500-Ck，做第二个点（X2, Y2)，即（Umax， Cmax);将点（XI，Y1)和点（X2, Y2)作为2点式绘制一条直线方程式，即Yi = k (Xi-1. 8)，k 为两点式算出的直线斜率，i = 1··· 24,即可用另23节电池电压作为Xi，带入方程式即可得 到24节电池电压对应的预设剩余容量值，即Yi ;再通过预设剩余容量值计算出预设实际容 量和预设容量百分比；如果在一定情况下无法比较出最小电压值或是在10分钟内无法比 较完成，则采取10分钟时刻下的24组电压值作为初始时刻24节电压值。
[0007] 在步骤（2)中，添加了记录某电池到达1.8V的时间值tl，再用tl和放电电流I做 积分容量计算，即累加Cl = Cl+I*t，t为扫描时间，t〈tl ;再除以转换率K，得到某电池10 小时率下容量Clk = Cl/K，Clk就是其实际容量，其剩余容量为0ΑΗ，再通过实际容量计算 出容量百分比，构成全容量算法。
[0008] 所述的斜率容量算法包括结束电压算法和电压容量算法，具体如下：
[0009] 1)结束电压算法：最低节电池单体到达1. 8V时刻下的24节电池电压，通过二个 时间点采集的电压值vli和v2i，即点A和点B两点，先用点A和点B计算出直线y2的斜 率，再乘上斜率补偿值，使直线y2的斜率等于直线y3的斜率，其中根据拉格朗日中值定理 要求，可知y3与yl斜率相同，再通过点A和yl的斜率做点斜式计算，计算出直线yl，从而 得到在纵坐标1. 8V的总时间t，再分别计算出每节电池在时间t下24节电池电压。
[0010] 2)电压容量算法：该方法和全容量算法相同，将虚拟加入第25节电池改为直接再 24节电池中找出1. 8V电池即可，最后将计算的容量加上温度系数补偿，得到最后的剩余容 量，实际容量和容量百分比。
[0011] (3)、自诊断处理：在第二点时间计算结束后，每隔一分钟，计算一次其全容量值， 当全容量值最低节小于上述斜率容量算法5%之后，将斜率补偿值设置为2. 8,然后重新用 斜率容量算法计算，并覆盖前次容量值；当全容量值最低节小于上述斜率容量算法10%之 后，将斜率补偿值设置为3. 0 ;当全容量值最低节小于上述斜率容量算法15%之后，将斜率 补偿值设置为3. 3。
[0012] 本发明具有以下优点：能够在线测量铅酸蓄电池的容量和健康状况，提前预警基 站铅酸蓄电池组容量状况，从技术上保障蓄电池能源耗尽前提早油机发电介入，从而保证 通信基站不发生停电事故而退服。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明中预设值算法的框图；
[0014] 图2是本发明中预设值算法的示意图；
[0015] 图3是本发明中预设值算法的流程示意图；
[0016] 图4是本发明中全容量算法的框图；
[0017] 图5是本发明中全容量算法的流程示意图；
[0018] 图6是本发明中斜率容量算法的框图；
[0019] 图7是本发明中斜率容量算法的示意图。
[0020] 图8是本发明中斜率容量算法的流程示意图1。
[0021] 图9是本发明中斜率容量算法的流程示意图2。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。
[0023] 3. 1预设值算法
[0024] 首次进行铅酸蓄电池在线监测时候，需要进行初次人为放电来设置初始值，默认 放电时间5分钟（时间不固定），首次放电时间可以进行配置。
[0025] 3. 1. 1算法框图（见图1)
[0026] 3. 1. 2算法说明
[0027] a)概况
[0028] 该算法输入初始时刻24节电压值，放电电流，预放电时间。通过预设置处理算法 输出预
[0029] 设剩余容量，预设实际容量，预设容量百分比。
[0030] b)定义声明
[0031] 初始时刻24节电压值：5分钟（时间不固定）放电后，当时24节电池电压值。
[0032] 放电电流：该时刻下的放电电流。
[0033] 预放电时间：该时刻的时间值（5分钟）。
[0034] c)内部计算
[0035] 参照图1，先通过放电电流I和每次的数据扫描时间t (t = 5s，实际扫描时间间隔 由硬件采集间隔而定），做消耗容量累加计算，即C = C+I*t。由此计算出时间消耗的容量 C (即图1中的积分容量，因为小部分累加和即为整体积分），再将这积分容量C去除上10小 时转换率K (转换率表格见附表一），得到10小时率下的消耗容量值，即Ck = C/K。在虚 拟加入第25节电池（电压值为1. 8V)，对应预设剩余容量为0ΑΗ，将其作为一个点（XI，Y1)， 即（1. 8,0)(如图2所示）。再排序找出24节电池电压中的最高节电压Umax，其对应预设 剩余容量为Cmax = 500-Ck，做第二个点（X2, Y2)，即（Umax，Cmax)(如图2所示）。将点 (XI，Y1)和点（X2, Y2)作为2点式绘制一条直线方程式（如图2)，即Yi = k(Xi-l. 8) (k为 两点式算出的直线斜率，i = 1…24)，即可用另23节电池电压作为Xi，带人方程式即可得 到24节电池电压对应的预设剩余容量值（即Yi)。再通过预设剩余容量值计算出预设实际 容量，和预设容量百分比。如若在一定情况下无法比较出最小电压值或是在10分钟内无法 比较完成，则采取10分钟时刻下的24组电压值作为初始时刻24节电压值。
[0036] 3. 1. 3核心算法流程图：（见图3)。
[0037] 3. 2全容量算法
[0038] 基站出现停电后，若在第二点时间内基站恢复供电，因此而无法采用斜率容量算 法，并且所有电池电压都>1. 8V，则根据第一部分的算法来计算，也是虚拟出第25节（1. 8V) 来计算。若当时已有某电池电压< 1. 8V，则记录下该节电池所对应的时间，用于计算该节容 量，其他23节电池采用基站恢复供电前时刻下的23节电池电压，采用第一部分相同方法计 算。注：全容量算法是一直贯穿整个计算过程，包括了第一部分算法和第三部分算法。
[0039] 3. 2. 1算法框图（见图4)
[0040] 1)所有电池电压都>1. 8V
[0041] 参照上文3. 1内容和图1，将初始时刻24节电压值改为内基站恢复供电前时刻下 的24节电压值即可。
[0042] 2)已有某电池电压彡1. 8V
[0043] 3. 2. 2算法说明
[0044] 1)所有电池电压都>1. 8V
[0045] 参见3. 1部分中的算法说明。
[0046] 2)已有某电池电压彡1. 8V
[0047] a)概况
[0048] 该算法输入结束时刻23节电压值，放电电流，放电时间，某电池到达1. 8V时刻的 时间。通过预设置处理算法。输出剩余容量