CN115494404A - 一种蓄电池组在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种蓄电池组在线监测方法，其方法包括获取单体蓄电池电压信息、温度信息、漏液信息、鼓包信息、组电压信息和组电流信息；将所述单体蓄电池电压信息、温度信息、漏液信息、鼓包信息、组电压信息和组电流信息分别与设置的单体蓄电池电压阈值、温度阈值、电流阈值、漏液阈值、鼓包阈值、组电压阈值、组电流阈值进行对比；若任一对比结果满足条件时，触发告警信号，同时显示相应的告警信息。本申请能够对蓄电池进行更完善和更全面的监测，避免出现异常的电池继续使用造成严重后果的情况。

Description

一种蓄电池组在线监测方法

技术领域

本申请涉及电池监测技术领域，尤其涉及一种蓄电池组在线监测方法。

背景技术

铅酸蓄电池作为储能备电系统中核心部分被广泛应用于通讯、电力、银行等领域的备电 系统中。蓄电池的化学储能方式必然受环境及外部供电条件等多种因素的影响，蓄电池长期 处于后备待机状态，导致其性能出现变化后不易被及时发现和采取相应的措施，进而导致备 电失效。

现有的蓄电池监测方式中，为了保障供电，需定期安排维护人员去蓄电池机房对蓄电池 组的性能进行排查，存在排查工作量大，人力成本高，排查周期长，数据不准确等问题。

针对上述中的相关技术，发明人发现蓄电池组中某一节单体电池在出现容量下降、鼓包、 破裂、漏液等异常后会影响整个蓄电池组性能，现有的蓄电池监测方式存在有对电池参数监 测不完善，难以全面监控蓄电池状态的问题。

发明内容

为此，本申请的实施例提供了一种蓄电池组在线监测方法，能够在线监测单体蓄电池及 蓄电池组的电压信息、电流信息、温度信息、内阻信息、漏液信息和鼓包信息，有利于更全 面掌握蓄电池实际工作状态，并在发现异常时及时处理，防范隐患于未然，实现蓄电池状态 的智能化、精细化管理，保障机房的用电安全和财产安全。

第一方面，本申请提供一种蓄电池组在线监测方法。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

获取单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池漏 液信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息；

将所述单体蓄电池电压信息、所述单体蓄电池温度信息、所述单体蓄电池电流信息、所 述单体蓄电池漏液信息、所述单体蓄电池鼓包信息、所述蓄电池组电压信息和所述蓄电池组 电流信息，分别与预设值的单体蓄电池电压阈值、单体蓄电池温度阈值、单体蓄电池电流阈 值、单体蓄电池漏液阈值、单体蓄电池鼓包阈值、蓄电池组电压阈值和蓄电池组电流阈值进 行对比；

当任一对比结果满足条件时，触发告警信号，同时显示相应的告警信息。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，基于所述单体蓄电池电压信息和单体蓄电 池电流信息，结合电池荷电状态数据曲线图，修正电池的初始荷电状态值；

识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电 池的当前荷电状态值；

根据单体蓄电池电压信息、单体蓄电池电流信息和所述电池荷电状态SOC数据曲线，修 正蓄电池的当前荷电状态值。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述识别电池的充放电状态，并对充放电 过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电池的当前荷电状态值的步骤还包括：

当识别电池为放电状态时，蓄电池的当前荷电状态值为：

式中SOC₁为当前时刻的当前荷电状态值，SOC₀为 起始时刻的初始荷电状态值，Q为电池额定容量，η为库仑效率，I为放电电流。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述识别电池的充放电状态，并对充放电 过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电池的当前荷电状态值的步骤还包括：

当识别电池为充电状态时，蓄电池的当前荷电电量为：

式中，SOC₁为当前时刻的荷电状态值，SOC₀为起 始时刻的初始荷电状态值，Q为电池额定容量，η为库仑效率，I为充电电流。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，按照预设间隔时间轮询获取所述单体蓄电 池电压信息和所述蓄电池组电压信息；

判断所述单体蓄电池电压信息和所述蓄电池组电压信息是否满足预设条件；

若所述单体蓄电池电压信息和所述蓄电池组电压信息均不满足预设条件时，识别为单体 蓄电池端子松动。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，按照预设间隔时间轮询获取所述单体蓄电 池温度信息；

判断所述单体蓄电池温度信息是否达到预设温度值；

若所述单体蓄电池温度信息达到预设温度值，识别为所述单体蓄电池端子温升异常。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述触发告警信号的步骤之前，还包括：

至少再获取一次与所述告警信号对应的电池信息；

根据获取的电池信息与对应的初次获取的电池信息，得到平均值；计算初次获取的电池信 息与所述平均值的差值；

将所述差值与所述平均值的比值加上预设时间偏差值，得到校正值；

基于所述校正值，再次判断是否满足条件；

若满足，则触发告警信号。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述触发告警信号的步骤之前，还包括：

识别所述告警信息对应的告警信息的类别；所所述告警信息的类别存在至少两种时，按预 设的优先级列表对所述告警信息进行优先级排序，其中所述优先级列表包括十分紧急、次紧 急和一般紧急三项，每项包括至少两种告警信息；

当所述告警信息属于十分紧急优先级时，即刻触发告警信号。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，当所述告警信息属于次紧急优先级或一般紧 急优先级且时间间隔达到第一预设值时，触发告警信号。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，当所述告警信号属于次紧急优先级或一般紧 急优先级且告警信息的数目达到第二预设值时，触发告警信号。

第二方面，本申请提供一种蓄电池漏液在线监测系统。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

一种蓄电池组在线监测系统，所述系统包括：

信息采集模块、组电压采集模块、组电流采集模块、汇集单元和后台控制中心；

所述信息采集模块电连接于单体蓄电池的正极和负极，同时所述信息采集模块外接有液 体感应带、温度传感器和电阻应变片，用于获取单体蓄电池电压信息、单体蓄电池漏液信息、 单体蓄电池温度信息和单体蓄电池鼓包信息；

其中液体感应带安装与所述单体蓄电池的极柱位置；

所述温度传感器安装与所述单体蓄电池的极柱位置；

所述电阻应变片安装与所述单体蓄电池的表面；

所述组电压采集模块经所述信息采集模块电连接于所述蓄电池组的正极和负极，用于采 集所述蓄电池组电压信息；

所述组电流采集模块与所述信息采集模块和所述组电压采集模块串联设置，用于采集铅 酸电池组电流信息；

所述汇集单元，通讯连接于所述信息采集模块、所述组电流采集模块和所述组电压采集 模块，用于汇总所述单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池漏液信息、单 体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息，并计算单体蓄电池内阻信息；

所述后台控制中心，通讯连接于所述汇集单元，用于实时获取并显示所述汇集单元的汇 总信息。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述液体感应带固定连接在所述单体蓄电 池的极柱与电池盖的结合位置处，用于检测单体蓄电池极柱位置处的漏液量并输出电阻变化 量。

在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述电阻应变片至少有两片且分别安装在 单体蓄电池的相邻侧面上。

综上所述，与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

获取并监测单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄 电池漏液信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息，有利于及时 监测出蓄电池组中某一节单体电池在出现容量下降、鼓包、破裂、漏液的异常情况，并分别 与预设的阈值进行对比，若任一对比结果满足条件时，即出现异常，此时触发告警信号，提 醒管理人员及时进行查看和检修，进而利于在蓄电池组出现变化后及时发现并采取相应的措 施，以保证整个蓄电池组的使用性能，同时显示相应的告警信息，有利于帮助管理人员查找 故障原因，实现在线对蓄电池各种状态信息进行监测采集，有利于更全面和更完善监测，以 更全面掌握蓄电池实际工作状态，对蓄电池异常状况进行早发现早处理，实现蓄电池状态的 智能化、精细化管理，保障机房的用电安全和财产安全，避免出现异常的电池继续使用造成 严重后果。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种蓄电池在线监测系统的结构框图；

图2为本申请又一实施例提供的一种蓄电池组在线监测方法中电压与电池荷电状态SOC 的对应关系曲线图。

图3为本申请另一实施例提供的一种蓄电池组在线监测方法中计算单体蓄电池荷电状态 SOC的流程图。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅 读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权 利要求范围内都受到专利法的保护。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附 图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三 种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进 行区分，应理解，“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数 量和执行顺序进行限定。

下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。

本申请提供一种蓄电池组在线监测系统，该系统包括：

信息采集模块、组电压采集模块、组电流采集模块、汇集单元和后台控制中心；

信息采集模块电连接于单体蓄电池的正极和负极，同时信息采集模块外接有液体感应 带、温度传感器和电阻应变片，用于获取单体蓄电池电压信息、单体蓄电池漏液信息、单体 蓄电池温度信息和单体蓄电池鼓包信息；

其中液体感应带安装与所述单体蓄电池的极柱位置；

温度传感器安装与所述单体蓄电池的极柱位置；

电阻应变片安装与所述单体蓄电池的表面；

组电压采集模块经信息采集模块电连接于蓄电池组的正极和负极，用于采集蓄电池组电 压信息；

组电流采集模块与信息采集模块和组电压采集模块串联设置，用于采集铅酸电池组电流 信息；

汇集单元，通讯连接于信息采集模块、组电流采集模块和组电压采集模块，用于汇总单 体蓄电池电压信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池漏液信息、单 体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息，并计算单体蓄电池内阻信息；

后台控制中心，通讯连接于汇集单元，用于实时获取并显示汇集单元的汇总信息。

优选的，液体感应带固定连接在单体蓄电池的极柱与电池盖的结合位置处，用于检测单 体蓄电池极柱位置处的漏液量并输出电阻变化量。

优选的，电阻应变片至少有两片且分别安装在单体蓄电池的壳体的相邻侧面上。

本实施例中，如图1所示，一种蓄电池组在线监测系统包括液体感应带、温度传感器、 电阻应变片、信息采集模块、组电流采集模块、组电压采集模块、汇集单元、交换机和后台 控制中心。

每个单体蓄电池均配置一个信息采集模块。信息采集模块可采用低功耗微控制器，监测 单体蓄电池的电压、温度、漏液和鼓包数据，同时，信息采集模块利用监测的数据信息，基 于直流放电法和低漏电压计算单体蓄电池的内阻值，再经UART通信接口，与汇集单元通过 MODBUS/RTU协议通信。

信息采集模块通过两条供电线与单体蓄电池的正极和负极连接，采集单体蓄电池的电压 信息。

液体感应带设置有两条，分别固定在单体蓄电池的正极极柱和负极极柱与电池盖的结合 位置处，当单体蓄电池极柱出现电解液泄漏，接触到电解液的液体感应带会的电阻值会发生 变化，不同漏液量会引起液体感应带的不同的电阻值变化量，因此可以将漏液量转化成电信 号传输给信息采集模块，信息采集模块从电信号中获取单体蓄电池漏液信息。

蓄电池工作温度升高，电解液温度升高，电解液扩散速度增加，内阻降低，进而提高蓄 电池的容量；相反，蓄电池工作温度降低，电解液温度下降，粘度增大，电解液扩散速度降 低，会导致电池容量降低。因此电池温度对蓄电池的性能有很大影响，实时监测单体蓄电池 的极柱温度，有助于利用温度数据对蓄电池性能进行分析。本实施例中，温度传感器安装在 单体蓄电池的极柱位置，每个单体蓄电池的正负极极柱上均设置有一个温度传感器，温度传 感器感测电池极柱的温度信号，并将温度信号转化成电信号，传输给信息采集模块，信息采 集模块从中获取该单体蓄电池温度信息。

电阻应变片用于采集单体蓄电池的形变量，并将形变量转化成电信号传输给信息采集模 块。蓄电池在使用过程中会随内部化学反应产生大量气体，当气体在蓄电池壳体内的压力达 到一定的压力阈值后，蓄电池电池盖上的安全阀会自动开启放出部分气体，使得内部压力减 少，安全阀自动关闭；但当安全阀损坏或者性能失效后，会导致蓄电池内部气体得不到及时 排放，内部压力过大，蓄电池壳体出现变形鼓包的情形。粘贴在单体蓄电池表面的电阻应变 片会随电池壳体的变形产生形变，电阻应变片的形变会引起电阻应变片的电阻值发生变化， 进而可以将单体蓄电池的形变量转化成电信号传输给信息采集模块，信息采集模块从电信号 中获取单体蓄电池鼓包信息。

本实施例中，电阻应变片有四片且分别安装于蓄电池的四个侧面，单体蓄电池的相邻侧 面上的电阻应变片分别沿横向/东西向、纵向/南北向设置，其中两个宽侧面的电阻应变片与 顶面和底面垂直设置，两个窄侧面的电阻应变片与顶面和底面平行设置，以监测单体蓄电池 表面不同高度位置处的鼓包情况，监测效果更全面和更精准。

单体蓄电池串联组成蓄电池组，组电压采集模块与蓄电池组的正极、负极连接，用于采 集蓄电池组电压，即蓄电池组内所有单体蓄电池的电压之和。组电压采集模块通过有线或无 线通讯传输方式将采集到的蓄电池组电压信息传输给汇集单元。

组电压采集模块还可以外接温度传感器，用于采集该蓄电池组所在机房的环境温度。

组电流采集模块与组电压采集模块串联设置，用于采集该蓄电池组的串联电流。组电流 采集模块通过有线或无线通讯方式将采集到的蓄电池组电流信息传输给汇集单元。

本实施例中，组电流采集模块通过外接电流传感器采集电池组的充电电流、放电电流和 浮充电流，再经UART通信接口，与汇集单元通过MODBUS/RTU协议通信。

本实施例中，汇集单元是蓄电池在线监测系统的核心，与所有单体蓄电池的信息采集模 块以及组电压采集模块、组电流采集模块进行通讯连接，用于采集汇总单体蓄电池的电压信 息、电流信息、温度信息、漏液信息、鼓包信息等状态信息，组电压采集模块、组电流采集 模块获取的组电压信息和组电流信息，并将数据进行解析、存储、显示、分析和通过有线或 无线传输方式上传到后台控制中心。

本实施例中，汇集单元主芯片采用新唐ARM Cortex-M4处理器，M487SIDAE，主频为192MHz, 通过MODBUS/RTU协议，读取信息采集模块采集的电池信息数据，如单体蓄电池电压、单体 蓄电池内阻、单体蓄电池温度、蓄电池组电压、蓄电池组充放电电流和浮充电流，以及机房 的室内温度等。

本实施例中，汇集单元可管理4个电池组，每个电池组可监测300个单体电池，可以在 本地显示蓄电池各类数据信息，支持声光报警、WEB界面显示和参数配置等，还支持RS485、 4G、LAN口通信、MODBUS/RTU和TCP协议。

后台控制中心，与汇集单元通讯连接，实时获取并显示汇集单元的汇总信息。

后台控制中心还可以利用汇总信息对蓄电池性能进行分析，负责数据实时显示、查询、 运算、分板、存储和智能控制等，并在接收到异常信息时，通过短信或电话等方式通知维护 人员及时处理。

一种蓄电池组在线监测系统根据铅酸蓄电池的特性和使用情况进行完善的蓄电池状态 信息监控，包括电压信息、电流信息、温度信息、内阻信息、漏液信息和鼓包信息等，实时 监控蓄电池在使用中的各种状态信息，并通过设置各种状态信息的阀值，以在异常时及时告 警处理，有利于及时监测出蓄电池组中某一节单体电池在出现容量下降、鼓包、破裂、漏液 的异常情况，并在出现异常情况时触发告警信号，提醒管理人员及时进行查看和检修，进而 利于在蓄电池组出现变化后及时发现并采取相应的措施，以保证整个蓄电池组的使用性能， 同时显示相应的告警信息，有利于帮助管理人员查找故障原因，实现在线对蓄电池各种状态 信息进行监测采集，有利于更全面和更完善监测，以更全面掌握蓄电池实际工作状态，对蓄 电池异常状况进行早发现早处理，实现蓄电池状态的智能化、精细化管理，保障机房的用电 安全和财产安全，避免了电池异常继续使用造成不可控的用电安全、设备安全和财产损失。

上述一种蓄电池组在线监测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来 实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形 式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本申请还提供一种蓄电池组在线监测方法，包括：

获取单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池漏 液信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息；

将单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池漏液 信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息，分别与预设置的单体 蓄电池电压阈值、单体蓄电池温度阈值、单体蓄电池电流阈值、单体蓄电池漏液阈值、单体 蓄电池鼓包阈值、蓄电池组电压阈值和蓄电池组电流阈值进行对比；

当任一对比结果满足条件时，触发告警信号，同时显示相应的告警信息。

本实施例中，关于一种蓄电池组在线监测方法的具体限定可以参见上文中对于一种蓄电 池组在线监测系统的限定，在此不再赘述。信息采集模块获取单体蓄电池的电压信息、温度 信息、电流信息、漏液信息、鼓包信息、组电压信息、组电流信息之后，将获取数据实时传 输给汇集单元，汇集单元将蓄电池各种状态信息与预设的电压阈值、温度阈值、电流阈值、 漏液阈值、鼓包阈值、组电压阈值、组电流阈值进行对比，判断各种状态信息是否处于正常 范围内，若任一状态信息的对比结果显示该单体蓄电池处于异常状态，则满足触发告警信号 的条件，触发告警信号，同时显示相应的告警信息。

本实施例中，预设的电压阈值、温度阈值、电流阈值、漏液阈值、鼓包阈值、组电压阈 值和组电流阈值可以由人为经验设定，也可以通过机器学习算法自动获得。

优选的，如图2所示，基于单体蓄电池电压信息和单体蓄电池电流信息，结合电池荷电 状态SOC数据曲线图，修正电池的初始荷电状态值。采用固定电流如0.2C或0.5C给铅酸蓄 电池进行充电或放电，可以分别得到一条电压与电池荷电状态SOC的对应关系曲线，即电池 荷电状态数据曲线图。将用各种固定电流对铅酸蓄电池进行充放电得到的电压与电池荷电状 态SOC对应关系曲线组合在一起，模拟出蓄电池电流，电压与电池荷电状态SOC的数据曲线 图，以为修正电池的初始荷电状态值提供更准确的数据基础。

识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电 池的当前荷电状态值；

根据单体蓄电池电压信息、单体蓄电池电流信息和电池荷电状态数据曲线，修正蓄电池 的当前荷电状态值。具体地，在电池充放电前，检测电池电压依据模拟出的电池电流，电压 与电池荷电状态SOC的数据曲线图，以根据电池荷电状态数据曲线图算出电池荷电状态SOC 值，与设备上次保存的电池荷电状态SOC值，取两个电池荷电状态SOC的平均值作为初始SOC 值。当充放电结束，通过积分算出的电池荷电状态SOC值，再检测电池电压依据充放电电流 与模拟电池电流，电压与电池荷电状态SOC的对应关系曲面图，根据电池荷电状态数据曲线 图算出的电池荷电状态SOC值，取两个电池荷电状态SOC值的平均值作为电池充放电结束后 的电池荷电状态SOC值，以修正蓄电池的当前荷电状态值。

优选的，识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积分， 得到蓄电池的当前荷电状态值的步骤还包括：

当识别电池为放电状态时，蓄电池的当前荷电状态值为：

式中SOC₁为当前时刻的当前荷电状态值，SOC₀为 起始时刻的起始荷电状态值，Q为电池额定容量，η为库仑效率，I为放电电流。

优选的，所述识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积 分，得到蓄电池的当前荷电状态值的步骤还包括：

当识别电池为充电状态时，蓄电池的当前荷电状态值为：

式中，SOC₁为当前时刻荷电状态，SOC₀为起始时 刻的荷电状态，Q为电池额定容量，η为库仑效率，I为充电电流。

SOC(State of charge，电池荷电状态)表示电池的剩余容量，其在数值上定义为剩余 容量占电池容量的比值,常用百分数表示，其取值范围为0-1。当电池荷电状态SOC为0时， 表示电池放电完全；当电池荷电状态SOC为1时，表示电池完全充满。

本实施例中，汇集单元内置高级算法模型，可精确计算单体电池、整组电池的电池荷电 状态SOC和蓄电池健康状态SOH。

具体地，如图3所示，识别电池的充放电状态可通过获取电池的工作状态模式信息进行 识别，若电池为工作模式，则识别电池为放电状态；若电池为充电模式，则识别电池为充电 状态。

采用安时积分法计算电池荷电状态SOC,对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积 分，得到蓄电池的当前荷电状态值，充电状态为负值，放电状态为正值，实时测量电池主回 路电流。充电过程，使用初始电量加上积分结果，得到当前荷电状态值；放电过程，使用初 始电量减去积分结果，得到当前荷电状态值。

通过读取单体蓄电池电压信息和充放电电流信息，根据单体蓄电池电压信息和充放电电 流信息与电池荷电状态SOC的对应关系估计当前电池的初始荷电状态值SOC₀。采用单体蓄电 池电压和充放电电流标定电池荷电状态初始值SOC₀和电池满电修正的安时积分方法，通过检 测蓄电池电压、充放电电流，根据蓄电池电压、充放电电流与SOC的对应关系，可以估计当 前电池的SOC，同时，电池电压，充放电电流标定初值和电池满电修正的安时积分方法，可 以把安时积分法和单体蓄电池电压有机地结合起来，用单体蓄电池电压克服了传统的安时积 分方法存在累计误差的缺点，实现了电池荷电状态SOC的精确估算，有利于及时监测出蓄电 池组中某一节单体电池在出现容量下降、鼓包、破裂、漏液的异常情况，并在出现异常情况 时触发告警信号，提醒管理人员及时进行查看和检修，进而利于在蓄电池组出现变化后及时 发现并采取相应的措施，以保证整个蓄电池组的使用性能，有利于更精准地监测蓄电池的实 时状态。

优选的，按照预设间隔时间轮询获取单体蓄电池电压信息和蓄电池组电压信息；

判断单体蓄电池电压信息和蓄电池组电压信息是否满足预设条件；

若单体蓄电池电压信息和蓄电池组电压信息均不满足预设条件时，识别为单体蓄电池端 子松动。

具体地，汇集单元每隔20ms时间间隔轮询获取单体蓄电池的电压信息和蓄电池组电压 信息，判断单体蓄电池电压信息和蓄电池组电压信息是否满足预设条件，如蓄电池组电压信 息和单体蓄电池电压信息是否大于对应的预设阈值；当某一单体蓄电池电压信息和蓄电池组 电压信息均不满足预设条件时，可以识别该单体蓄电池的端子出现松动，以在线监控识别电 池端子连接线接触情况，发现端子松动接触不良，及时进行维护，避免因端子松动导致端子 发热，引起其他安全隐患。同时可以识别出现端子松动的单体蓄电池所属的蓄电池组，方便 维护人员进行排查和处理。

优选的，按照预设间隔时间轮询获取所述单体蓄电池温度信息；

判断所述单体蓄电池温度信息是否达到预设温度值；

若所述单体蓄电池温度信息达到预设温度值，识别为所述单体蓄电池端子温升异常。

具体地，汇集单元每隔20ms时间间隔轮询获取单体蓄电池温度信息，判断蓄电池温度 是否达到预设温度值，当单体蓄电池温度达到预设温度值，即单体蓄电池温度超出预设蓄电 池正常工作温度范围值时，可以识别为单体蓄电池端子温升异常。单体蓄电池端子部件接触 不良，会导致导电不良，接触部位会发热严重，导致输出电压偏低。同时会影响端子部件与 密封胶的结合，会出现漏液现象，影响蓄电池使用寿命。因此对蓄电池温度信息的监测很有 必要，一旦发现温升异常及时进行排查检修，可以保障蓄电池在正常条件下进行使用，延长 使用寿命。

汇集单元采用轮询方式，读取单体蓄电池的状态数据、蓄电池组的电流和电压的数据， 每20ms间隔轮询一个采集子模块，数据包括：单体电池电压、温度、内阻、漏液、鼓包，组电压、充放电电流、浮充电流等，并将数据进行解析、存储、显示以及上传给网络监控平台；内置高级算法模型，可精确计算单体电池、整组电池的SOC和SOH，准确识别电池组当 前状态，智能识别电池端子松动、电池端子温升异常。智能预警电池热失控、电池开路、短 路、漏液、鼓包等，支持在线程序版本升，实现网络化、智能化远程在线集中监控和管理， 确保电池安全运行。

优选的，触发告警信号的步骤之前还包括：至少再获取一次与该告警信号对应的电池信 息；根据获取的电池信息与对应的初次获取的电池信息，得到平均值；计算初次获取的电池 信息与所述平均值的差值；将差值与平均值的比值加上预设时间偏差值，得到校正值；基于 该校正值，再次判断是否满足条件；若满足，则触发告警信号。

具体地，以单体蓄电池的温度信息超过预设的单体蓄电池的温度阈值，触发温度告警信 号前，再次获取一次与该告警信号对应的电池信息为例进行说明，当初次获取的单体蓄电池 的温度信息T₁超过预设的单体蓄电池的温度阈值时，在触发温度告警信号之前，再获取一次 该单体蓄电池的温度信息，以T₂表示，将再次获取的单体蓄电池温度信息T₂与初次获取的单 体蓄电池的温度信息T₁相加取平均值

即

计算初次获取的单体蓄电池的温 度信息T₁与平均值

的差值ΔT，即

最后将差值ΔT与平均值

的比值加上预设 的时间偏差值t，时间偏差值t为常数，本实施例中，时间偏差值t根据人为经验进行设置， 得到最后的校正值

即

基于该温度校正值

使再次获取的单体蓄电池温 度信息T₂与得到的温度校正值

进行对比，再次判断是否满足条件，若再次获取的单体蓄电 池温度信息T₂超过该温度校正值

即满足条件，此时触发告警信号。通过再次获取与告警 信号对应的电池信息进行二次判断，并根据蓄电池的实际情况修正预设的阈值，有效提高了 告警结果的准确性，可以避免因采集到的电池信息出现偶然波动导致触发告警信号的情况， 降低系统的误告警率。同时，因在产生告警信号后、开展蓄电池维护检修之前需中断电池的 使用，通过上述技术手段能够排除一些非必要的告警信号，减少因电池中断维护对蓄电池组 的干扰，同时减少相关维护人员的工作量。

优选的，触发告警信号的步骤之前，还包括：

识别该告警信息对应的告警信息的类别；告警信息的类别存在至少两种时，按预设的优 先级列表对所述告警信息进行优先级排序，其中优先级列表包括十分紧急、次紧急和一般紧 急三项，每项包括至少两种告警信息；

当该告警信息属于十分紧急优先级时，即刻触发告警信号。

优选的，当该告警信息属于次紧急优先级或一般紧急优先级且时间间隔达到第一预设值 时，触发告警信号。

优选的，当该告警信号属于次紧急优先级或一般紧急优先级且告警信息的数目达到第二 预设值时，触发告警信号。

具体地，在触发告警信号之前，先识别该告警信号的类别。在本实施例中，告警信号的 类别分为单体蓄电池电压告警信号、单体蓄电池温度告警信号、单体蓄电池电流告警信号、 单体蓄电池漏液告警信号、单体蓄电池鼓包告警信号、蓄电池组电压告警信号、蓄电池组电 流告警信号。将所有的告警信号类别进行优先级排序设置，如划分为十分紧急、次紧急和一 般紧急三种。十分紧急列表中包含单体蓄电池漏液告警信号和单体蓄电池鼓包告警信号；次 紧急列表中包含单体蓄电池温度告警信号、单体蓄电池电流告警信号和单体蓄电池电压告警 信号；一般紧急列表中包含蓄电池组电压告警信号和蓄电池组电流告警信号。不同类别的告 警信号的优先级排序可以按照不同情况下的需求自行进行调整。

若该告警信号为单体蓄电池漏液告警信号和/或单体蓄电池鼓包告警信号时，属于十分 紧急优先级，需要即刻触发告警信号，通知维护人员立即进行排查维护。

若该告警信号为次紧急或一般紧急优先级时，在该告警信息出现之后时间间隔达到第一 预设值时，触发告警信号。本实施例中，第一预设值可以设置为3h。

若该告警信号属于次紧急或一般紧急优先级时，且当出现该优先级下的告警信息的数量 达到第二预设值时，触发告警信号。本实施例中，第二预设值可以为30条。

通过上述技术手段，按优先级顺序进行告警，能够在更好地保证整个蓄电池组使用性能 的情况下，降低系统当前的工作负荷，以防止系统因超负荷工作引发宕机等问题，进而影响 监测性能。

综上，一种蓄电池组在线监测方法通过获取并监测单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温 度信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池漏液信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压 信息和蓄电池组电流信息，有利于及时监测出蓄电池组中某一节单体电池在出现容量下降、 鼓包、破裂、漏液的异常情况，并分别与预设的阈值进行对比，若任一对比结果满足条件时， 即出现异常，此时触发告警信号，提醒管理人员及时进行查看和检修，进而利于在蓄电池组 出现变化后及时发现并采取相应的措施，以保证整个蓄电池组的使用性能，同时显示相应的 告警信息，有利于帮助管理人员查找故障原因，实现在线对蓄电池各种状态信息进行监测采 集，有利于更全面和更完善监测，以更全面掌握蓄电池实际工作状态，对蓄电池异常状况进 行早发现早处理，实现蓄电池状态的智能化、精细化管理，保障机房的用电安全和财产安全， 避免出现异常的电池继续使用造成严重后果。

应理解，上述实施例中各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请 实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、 模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、 模块完成，即将本申请所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述 的全部或者部分功能。

Claims (13)

1.一种蓄电池组在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池电流信息、单体蓄电池漏液信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息；

将所述单体蓄电池电压信息、所述单体蓄电池温度信息、所述单体蓄电池电流信息、所述单体蓄电池漏液信息、所述单体蓄电池鼓包信息、所述蓄电池组电压信息和所述蓄电池组电流信息，分别与预设置的单体蓄电池电压阈值、单体蓄电池温度阈值、单体蓄电池电流阈值、单体蓄电池漏液阈值、单体蓄电池鼓包阈值、蓄电池组电压阈值和蓄电池组电流阈值进行对比；

当任一对比结果满足条件时，触发告警信号，同时显示相应的告警信息。

2.根据权利要求1所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，还包括：

基于所述单体蓄电池电压信息和单体蓄电池电流信息，结合电池荷电状态数据曲线图，修正电池的初始荷电状态值；

识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电池的当前荷电状态值；

根据单体蓄电池电压信息、单体蓄电池电流信息和所述电池荷电状态数据曲线，修正蓄电池的当前荷电状态值。

3.根据权利要求2所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，所述识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电池的当前荷电状态值的步骤还包括：

当识别电池为放电状态时，蓄电池的当前荷电状态值为：

式中SOC₁为当前时刻的当前荷电状态值，SOC₀为起始时刻的初始荷电状态值，Q为电池额定容量，η为库仑效率，I为放电电流。

4.根据权利要求2所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，所述识别电池的充放电状态，并对充放电过程进行计时，计算电流对时间的积分，得到蓄电池的当前荷电状态值的步骤还包括：

当识别电池为充电状态时，蓄电池的当前荷电电量为：

式中，SOC₁为当前时刻的荷电状态值，SOC₀为起始时刻的初始荷电状态值，Q为电池额定容量，η为库仑效率，I为充电电流。

5.根据权利要求1所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，还包括：

按照预设间隔时间轮询获取所述单体蓄电池电压信息和所述蓄电池组电压信息；

判断所述单体蓄电池电压信息和所述蓄电池组电压信息是否满足预设条件；

若所述单体蓄电池电压信息和所述蓄电池组电压信息均不满足预设条件时，识别为单体蓄电池端子松动。

6.根据权利要求5所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，

按照预设间隔时间轮询获取所述单体蓄电池温度信息；

判断所述单体蓄电池温度信息是否达到预设温度值；

若所述单体蓄电池温度信息达到预设温度值，识别为所述单体蓄电池端子温升异常。

7.根据权利要求1所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，所述触发告警信号的步骤之前，还包括：

至少再获取一次与所述告警信号对应的电池信息；

根据获取的电池信息与对应的初次获取的电池信息，得到平均值；计算初次获取的电池信息与所述平均值的差值；

将所述差值与所述平均值的比值加上预设时间偏差值，得到校正值；

基于所述校正值，再次判断是否满足条件；

若满足，则触发告警信号。

8.根据权利要求1所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，所述触发告警信号的步骤之前，还包括：

识别所述告警信息对应的告警信息的类别；所述告警信息的类别存在至少两种时，按预设的优先级列表对所述告警信息进行优先级排序，其中所述优先级列表包括十分紧急、次紧急和一般紧急三项，每项包括至少两种告警信息；

当所述告警信息属于十分紧急优先级时，即刻触发告警信号。

9.根据权利要求8所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，还包括：

当所述告警信息属于次紧急优先级或一般紧急优先级且时间间隔达到第一预设值时，触发告警信号。

10.根据权利要求8所述的蓄电池组在线监测方法，其特征在于，还包括：

当所述告警信号属于次紧急优先级或一般紧急优先级且告警信息的数目达到第二预设值时，触发告警信号。

11.一种蓄电池组在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：

信息采集模块、组电压采集模块、组电流采集模块、汇集单元和后台控制中心；

所述信息采集模块电连接于单体蓄电池的正极和负极，同时所述信息采集模块外接有液体感应带、温度传感器和电阻应变片，用于获取单体蓄电池电压信息、单体蓄电池漏液信息、单体蓄电池温度信息和单体蓄电池鼓包信息；

其中液体感应带安装与所述单体蓄电池的极柱位置；

所述温度传感器安装与所述单体蓄电池的极柱位置；

所述电阻应变片安装与所述单体蓄电池的表面；

所述组电压采集模块经所述信息采集模块电连接于所述蓄电池组的正极和负极，用于采集所述蓄电池组电压信息；

所述组电流采集模块与所述信息采集模块和所述组电压采集模块串联设置，用于采集铅酸电池组电流信息；

所述汇集单元，通讯连接于所述信息采集模块、所述组电流采集模块和所述组电压采集模块，用于汇总所述单体蓄电池电压信息、单体蓄电池温度信息、单体蓄电池漏液信息、单体蓄电池鼓包信息、蓄电池组电压信息和蓄电池组电流信息，并计算单体蓄电池内阻信息；

所述后台控制中心，通讯连接于所述汇集单元，用于实时获取并显示所述汇集单元的汇总信息。

12.根据权利要求11所述的蓄电池组在线监测系统，其特征在于，所述液体感应带固定连接在所述单体蓄电池的极柱与电池盖的结合位置处，用于检测单体蓄电池极柱位置处的漏液量并输出电阻变化量。

13.根据权利要求11所述的蓄电池组在线监测系统，其特征在于，所述电阻应变片至少有两片且分别安装在单体蓄电池的相邻侧面上。

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