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CN105807229A - 牵引蓄电池连接状态检测方法、装置、管理系统和工程车 - Google Patents

牵引蓄电池连接状态检测方法、装置、管理系统和工程车 Download PDF

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CN105807229A
CN105807229A CN201610123676.9A CN201610123676A CN105807229A CN 105807229 A CN105807229 A CN 105807229A CN 201610123676 A CN201610123676 A CN 201610123676A CN 105807229 A CN105807229 A CN 105807229A
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Abstract

本申请公开了牵引蓄电池连接状态检测方法、装置、管理系统和工程车，其中，该方法包括：测量牵引蓄电池组的总内阻；判断所述总内阻是否超出第一预设值；若判断得到所述总内阻超出所述第一预设值，则分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻，并从中查找出内阻超出第二预设值的单体电池；以及输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果，从而实现了在线监测牵引蓄电池组内各单体电池的连接状态是否良好，并能够准确定位出现连接松动的位置。

Description

牵引蓄电池连接状态检测方法、装置、管理系统和工程车
技术领域
本发明涉及铁路交通行业及蓄电池应用技术领域，更具体地说，涉及牵引蓄电池连接状态检测方法、装置、管理系统和工程车。
背景技术
工程车牵引蓄电池管理系统用于对工程车的牵引蓄电池组(所述牵引蓄电池组由多个单体电池串联而成)的输出状态进行有效管理，但其不具备牵引蓄电池连接状态检测功能，因此无法对因某单体电池出现连接松动而导致的牵引蓄电池组局部发热大甚至着火情况进行有效预防。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了牵引蓄电池连接状态检测方法、装置、管理系统和工程车，以实现在线监测牵引蓄电池组内各单体电池的连接状态是否良好，并能够准确定位出现连接松动的位置。
一种牵引蓄电池连接状态检测方法，包括：
测量牵引蓄电池组的总内阻；
判断所述总内阻是否超出第一预设值；
若判断得到所述总内阻超出所述第一预设值，则分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻，并从中查找出内阻超出第二预设值的单体电池；
输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果。
其中，所述测量牵引蓄电池组的总内阻，包括：
在牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第一时刻下同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流，以及在第二时刻下再次同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流；
根据公式RS＝(US2-US1)/(IS2-IS1)计算得到所述牵引蓄电池组的总内阻；
式中：RS为所述牵引蓄电池组的总内阻；US1和IS1分别为在所述第一时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流；US2和IS2分别为在所述第二时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流。
其中，所述分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻，包括：
在所述牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第三时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流，以及在第四时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流；
根据公式Ri＝(Vi'-Vi)/(Ic2-Ic1)分别计算得到所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
式中：Rc为所述牵引蓄电池组内第i个单体电池的内阻；Vi和Ic1分别为在第三时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流；Vi'和Ic2分别为在第四时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流。
其中，所述输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果，包括：
输出连接松动的告警信息，并将连接松动的位置显示在显示屏上；其中，所述连接松动的位置是指内阻超出所述第二预设值的单体电池所在的位置。
一种牵引蓄电池连接状态检测装置，包括：
第一测量单元，用于测量牵引蓄电池组的总内阻；
判断单元，用于判断所述总内阻是否超出第一预设值；
第二测量单元，用于在所述判断单元判断得到所述总内阻超出所述第一预设值时，分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
查找单元，用于从所述第二测量单元输出的测量结果中查找出内阻超出第二预设值的单体电池；
输出单元，用于输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果。
其中，所述第一测量单元包括：
第一采集单元，用于在牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第一时刻下同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流，以及在第二时刻下再次同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流；
第一计算单元，用于根据公式RS＝(US2-US1)/(IS2-IS1)计算得到所述牵引蓄电池组的总内阻；
式中：RS为所述牵引蓄电池组的总内阻；US1和IS1分别为在所述第一时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流；US2和IS2分别为在所述第二时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流。
其中，所述第二测量单元包括：
第二采集单元，用于在所述牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第三时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流，以及在第四时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流；
第二计算单元，用于根据公式Ri＝(Vi'-Vi)/(Ic2-Ic1)分别计算得到所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
式中：Rc为所述牵引蓄电池组内第i个单体电池的内阻；Vi和Ic1分别为在第三时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流；Vi'和Ic2分别为在第四时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流。
其中，所述输出单元为输出连接松动的告警信息，并将连接松动的位置显示在显示屏上的单元；所述连接松动的位置是指内阻超出所述第二预设值的单体电池所在的位置。
一种工程车牵引蓄电池管理系统，包括：如上述公开的任一种牵引蓄电池连接状态检测装置。
一种工程车，包括：如上述公开的工程车牵引蓄电池管理系统。
从上述的技术方案可以看出，本发明先通过检测牵引蓄电池组的总内阻是否异常增大来判断是否有单体电池存在连接松动，再通过检测所述牵引蓄电池组内哪些单体电池的内阻异常增大来准确定位出出现连接松动的位置，从而方便了维护人员准确定位松动点，提升了维护效率，保证了工程车运行安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种牵引蓄电池连接状态检测方法流程图；
图2为本发明实施例公开的一种牵引蓄电池连接状态检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例公开了一种牵引蓄电池连接状态检测方法，以实现在线监测牵引蓄电池组内各单体电池的连接状态是否良好，并能够准确定位出现连接松动的位置，该方法包括如下步骤101～步骤104：
步骤101：测量牵引蓄电池组的总内阻RS。
牵引蓄电池组的总内阻RS，指的是牵引蓄电池组内各单体电池内阻、连接点内阻及连接铜排内阻之和。测量所述总内阻RS的方法，具体为：首先，在牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第一时刻ts1下同步采集所述牵引蓄电池组的总电压US1和电流IS1，以及在第二时刻ts2下再次同步采集所述牵引蓄电池组的总电压US2和电流IS2；之后，根据公式
RS＝(US2-US1)/(IS2-IS1)
计算得到所述牵引蓄电池组的总内阻RS。
上述给出的测量总内阻RS的方法以时间段Δt(Δt＝ts2-ts1)作为一个测量周期，相较于在某一个时刻下直接利用欧姆定律测量牵引蓄电池组的总内阻的方法(如在第一时刻ts1下利用公式RS＝US1/IS1直接计算牵引蓄电池组的总内阻，或者在第二时刻ts2下利用公式RS＝US2/IS2直接计算牵引蓄电池组的总内阻)，具有更高的计算精度。
步骤102：判断所述总内阻RS是否超出第一预设值，当判断得到所述总内阻RS超出所述第一预设值时，表明所述牵引蓄电池组内至少有一个单体电池存在连接松动，此时进入步骤103；否则，返回步骤101。
对于牵引蓄电池组来说，当某单体电池连接松动(即相邻的单体电池间线路连接点接触不良)时松动点的电阻会增大，从而使得整个牵引蓄电池组的内阻异常增大，因此在不考虑电池本身故障的前提下，通过检测所述总内阻RS是否超出第一预设值，即可判断出所述牵引蓄电池组内部是否出现了单体电池连接松动的情况。所述第一预设值的大小根据现场实际应用情况进行设定。
步骤103：分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻，并从中查找出内阻超出第二预设值的单体电池。
当线路连接点接触不良时，与连接完好处相比该处的阻值将增大，而在测量牵引蓄电池组内某单体电池的内阻时，必然会将其两端的线路连接点阻值也测量在内，因此在不考虑电池本身故障的前提下，通过检测哪些单体电池出现了内阻异常增大现象，即可准确定位出存在连接松动的单体电池，从而方便维护人员准确定位松动点，提升维护效率。
其中，分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻的方法，具体为：首先，在所述牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第三时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流，以及在第四时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流；之后，根据公式
Ri＝(Vi'-Vi)/(Ic2-Ic1)
分别计算得到所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
式中：i＝1，2，…，n(n为所述牵引蓄电池组内单体电池的总个数)；Rc为所述牵引蓄电池组内第i个单体电池的内阻；Vi和Ic1分别为在第三时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流；Vi'和Ic2分别为在第四时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流。
步骤104：输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果，以提醒工作人员及时维护；
其中，所述输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果，具体为：输出连接松动的告警信息，并将连接松动的位置显示在显示屏上，而该连接松动的位置指的就是内阻超出所述第二预设值的单体电池所在的位置(可以是该单体电池的编号或者地理坐标等)。
由上述描述可以看出，本实施例先通过检测牵引蓄电池组的总内阻是否异常增大来判断是否有单体电池存在连接松动，再通过检测所述牵引蓄电池组内哪些单体电池的内阻异常增大来准确定位出出现连接松动的位置，从而方便了维护人员准确定位松动点，提升了维护效率，保证了工程车运行安全。
参见图2，本发明实施例还公开了一种牵引蓄电池连接状态检测装置，以实现在线监测牵引蓄电池组内各单体电池的连接状态是否良好，并能够准确定位出现连接松动的位置，包括：
第一测量单元100，用于测量牵引蓄电池组的总内阻；
判断单元200，用于判断所述总内阻是否超出第一预设值；
第二测量单元300，用于在判断单元200判断得到所述总内阻超出所述第一预设值时，分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
查找单元400，用于从第二测量单元300输出的测量结果中查找出内阻超出第二预设值的单体电池；
输出单元500，用于输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果。
其中，仍参见图2，第一测量单元100具体包括：
第一采集单元101，用于在牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第一时刻下同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流，以及在第二时刻下再次同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流；
第一计算单元102，用于根据公式RS＝(US2-US1)/(IS2-IS1)计算得到所述牵引蓄电池组的总内阻；
式中：RS为所述牵引蓄电池组的总内阻；US1和IS1分别为在所述第一时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流；US2和IS2分别为在所述第二时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流。
其中，仍参见图2，第二测量单元300具体包括：
第二采集单元301，用于在所述牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第三时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流，以及在第四时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流；
第二计算单元302，用于根据公式Ri＝(Vi'-Vi)/(Ic2-Ic1)分别计算得到所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
式中：Rc为所述牵引蓄电池组内第i个单体电池的内阻；Vi和Ic1分别为在第三时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流；Vi'和Ic2分别为在第四时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流。
其中，输出单元500为输出连接松动的告警信息，并将连接松动的位置显示在显示屏上的单元；而该连接松动的位置指的就是内阻超出所述第二预设值的单体电池所在的位置。
此外，本发明实施例还公开了一种工程车牵引蓄电池管理系统，包括：如上述公开的任一种牵引蓄电池连接状态检测装置。
此外，本发明实施例还公开了一种工程车，包括：如上述公开的工程车牵引蓄电池管理系统。
综上所述，本发明先通过检测牵引蓄电池组的总内阻是否异常增大来判断是否有单体电池存在连接松动，再通过检测所述牵引蓄电池组内哪些单体电池的内阻异常增大来准确定位出出现连接松动的位置，从而方便了维护人员准确定位松动点，提升了维护效率，保证了工程车运行安全。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种牵引蓄电池连接状态检测方法，其特征在于，包括：
测量牵引蓄电池组的总内阻；
判断所述总内阻是否超出第一预设值；
若判断得到所述总内阻超出所述第一预设值，则分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻，并从中查找出内阻超出第二预设值的单体电池；
输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量牵引蓄电池组的总内阻，包括：
在牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第一时刻下同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流，以及在第二时刻下再次同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流；
根据公式RS＝(US2-US1)/(IS2-IS1)计算得到所述牵引蓄电池组的总内阻；
式中：RS为所述牵引蓄电池组的总内阻；US1和IS1分别为在所述第一时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流；US2和IS2分别为在所述第二时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻，包括：
在所述牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第三时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流，以及在第四时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流；
根据公式Ri＝(Vi'-Vi)/(Ic2-Ic1)分别计算得到所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
式中：Rc为所述牵引蓄电池组内第i个单体电池的内阻；Vi和Ic1分别为在第三时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流；Vi'和Ic2分别为在第四时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果，包括：
输出连接松动的告警信息，并将连接松动的位置显示在显示屏上；其中，所述连接松动的位置是指内阻超出所述第二预设值的单体电池所在的位置。
5.一种牵引蓄电池连接状态检测装置，其特征在于，包括：
第一测量单元，用于测量牵引蓄电池组的总内阻；
判断单元，用于判断所述总内阻是否超出第一预设值；
第二测量单元，用于在所述判断单元判断得到所述总内阻超出所述第一预设值时，分别测量所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
查找单元，用于从所述第二测量单元输出的测量结果中查找出内阻超出第二预设值的单体电池；
输出单元，用于输出内阻超出所述第二预设值的单体电池存在连接松动的检测结果。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一测量单元包括：
第一采集单元，用于在牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第一时刻下同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流，以及在第二时刻下再次同步采集所述牵引蓄电池组的总电压和电流；
第一计算单元，用于根据公式RS＝(US2-US1)/(IS2-IS1)计算得到所述牵引蓄电池组的总内阻；
式中：RS为所述牵引蓄电池组的总内阻；US1和IS1分别为在所述第一时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流；US2和IS2分别为在所述第二时刻下同步采集得到的所述牵引蓄电池组的总电压和电流。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二测量单元包括：
第二采集单元，用于在所述牵引蓄电池组充电或放电过程中，在第三时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流，以及在第四时刻下同步采集所述牵引蓄电池组内各单体电池的电压和电流；
第二计算单元，用于根据公式Ri＝(Vi'-Vi)/(Ic2-Ic1)分别计算得到所述牵引蓄电池组内各单体电池的内阻；
式中：Rc为所述牵引蓄电池组内第i个单体电池的内阻；Vi和Ic1分别为在第三时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流；Vi'和Ic2分别为在第四时刻下同步采集得到的所述第i个单体电池的电压和电流。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输出单元为输出连接松动的告警信息，并将连接松动的位置显示在显示屏上的单元；
其中，所述连接松动的位置是指内阻超出所述第二预设值的单体电池所在的位置。
9.一种工程车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，包括：如权利要求5-8中任一项所述的牵引蓄电池连接状态检测装置。
10.一种工程车，其特征在于，包括：如权利要求9所述的工程车牵引蓄电池管理系统。
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