一种铅酸蓄电池组寿命的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种铅酸蓄电池组寿命的预测方法，定期活化蓄电池组，获取其活化充电容量，并以此获取每次定期活化的时间t与对应充电容量Sc的变量点（t，Sc）；将每次活化后所得的变量点（t，Sc）归化到对应的正常容量点（ti，Sci），其中i为对应定期活化的次数；调用最小二乘法，根据正常容量点（ti，Sci）拟合出一条充电容量Sc与时间t的抛物线函数Sc=at2+bt＋c，以作为蓄电池组寿命的预测曲线，其中a、b、c为抛物线的相关系数。本发明专利技术提高了预测的准确度，且适用于各种蓄电池组，预测成本较低；本发明专利技术采用单一的参数进行预测，降低了计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，定期活化蓄电池组，获取其活化充电容量，并以此获取每次定期活化的时间t与对应充电容量Sc的变量点（t，Sc）；将每次活化后所得的变量点（t，Sc）归化到对应的正常容量点（ti，Sci），其中i为对应定期活化的次数；调用最小二乘法，根据正常容量点（ti，Sci）拟合出一条充电容量Sc与时间t的抛物线函数Sc= at 2 +bt ＋c，以作为蓄电池组寿命的预测曲线，其中a、b、c为抛物线的相关系数。本专利技术提高了预测的准确度，且适用于各种蓄电池组，预测成本较低；本专利技术采用单一的参数进行预测，降低了计算复杂度。【专利说明】
本专利技术涉及配电网领域，特别是。
技术介绍
铅酸蓄电池作为传动、保护、控制和通信的独立直流电源，被广泛应用于配电网自 动化系统中，当发生交流供电故障或正常市电中断时发挥"独立电源"的作用，为合闸操作 机构分合闸、配电终端设备运行提供电能。因此，蓄电池稳定、可靠、安全运行对配电网自动 化具有十分重要的意义。 配电网中蓄电池安装多处于户外，运行环境恶劣，加上对蓄电池使用不当，容易导 致蓄电池内部水损失、极板腐蚀，造成蓄电池容量下降，性能降低。随着蓄电池分布越来越 广、数量越来越多，而相对的运维人员较少且运维方式简单，致使无法及时检测蓄电池，很 多情况下都是在发生事故断电后才发现电池容量严重劣化，严重危及人身安全及造成巨大 经济财产损失。 因此在线预测铅酸蓄电池劣化程度变得日趋重要，然而容量检测由于受到大量因 素(温度、电压、充放电电流及次数、放电深度、内阻、溶液的密度、使用时间、自放电等）的影 响，难以准确进行在线预测，且目前唯一准确的获取电池剩余容量方式为离线核对性放电 实验，其放电试验时间之长，从而给检测带来了诸多不便。 现有技术电池失效预测的方法目前主要集中在三个方向： 1.单一参数内阻分析法： 依据电池老化后SOH下降，进而内阻增大，即通过SOH与内阻呈高度的非线性来预测电 池寿命。 其中，SOH(StateofHealth)即电池的健康度，由下面公式表示： SOH=当前电池最大容量/电池标称容量X100%。 SOH以百分比反映了电池当前的容量能力，对于一块新的电池，其SOH往往是大于 等于100%，随着电池的老化，SOH逐渐下降，IEEE标准1188. 1996中规定当电池容量能下 降到80%，即S0H〈80%时，电池就应该被更换。 2.EIS(电化学阻抗谱）分析法： 是现阶段最复杂的检测方法，其思想是对电池注入多个不同频率的正弦信号，用模糊 逻辑对采集的数据进行分析以估计电池的性能。该方法需要事前做大量数据采集分析，得 到该类型电池的特征。这种方法对己知型号电池的性能估计有比较理想的准确性。 3.多输入参数估计方法： 即基于数据驱动的参数估计方法，从失效机理中找出特征量进行分析预估，有通过放 电特征曲线陡降复升段的各不同电压特性进行预测分析的，有通过从蓄电池放电过程中 多个影响因素(如温度、放电电流、内阻、上次放点深度、浮充电压、浮充保持时间及本次放 电深度等）数据中挖掘SOH规律。常用的包含各种优化了的神经网络法(模糊神经网络、 GA-Elman神经网络)、支持向量机法等较为先进的方法，这些算法具有预测时间短、准确度 1?等优点。 其中，基于单一的内阻参数的寿命预测缺点在于：内阻在电池容量下降259Γ30% 后才会出现明显变化，而目前失效80%判为失效，所以通过内阻测量方式精度方面偏差很 大。 EIS分析法虽然对己知型号的电池的性能估计有比较理想的准确性，但仅适用于 手提设备，而且造价也昂贵。 基于数据驱动的预测不需要对象系统的机理知识，以采集的数据为基础，通过各 种数据分析学习方法挖掘其中的隐含信息进行预测，从而避免了模型获取的复杂性，是一 种较为实用的预测方法。但是，多输入参数变量神经网络类需要对特定的电池模型进行严 格的系统辨识后才能应用于实际，事先需要大量的样本数据做支撑，而将实际应用中所有 可能的寿命影响因素全部进行实验测试也是不现实的。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供，单 参数在线预测，及时预测蓄电池性能趋势，计算蓄电池的剩余寿命时间。 本专利技术解决其问题所采用的技术方案是： ，包括： 定期活化蓄电池组，获取其活化充电容量，并以此获取每次定期活化的时间t与对应 充电容量S。的变量点（t，S。）； 将每次活化后所得的变量点（t，S。）归化到对应的正常容量点（ti，Sei),其中i为对应 定期活化的次数； 调用最小二乘法，根据正常容量点（tpScd)拟合出一条充电容量S。与时间t的抛物线 函数Sc=^i2分i+c，以作为蓄电池组寿命的预测曲线，其中a、b、c为抛物线的相关系数。 进一步，还包括： 根据Sc^nvaIidScmax *80%计算预计失效时间 tinvalid，即 4寸Sc^nvaIid代 入抛物线函数Spi2-+C计算出失效时间tinvalid，其中，Sanax = ,为最大活化充电容量值，Scdnvalid为蓄电池失效的界限值，将tinvalid减去当前蓄电4a 池已使用时间，以计算蓄电池的剩余寿命。 进一步，所述定期活化蓄电池组的次数大于4次。 进一步，所述将每次活化后所得的变量点（t，S。）归化到对应的正常容量 点（ti，Scd)时，归化条件为温度25 °C、放电率0.ICa，且采用如下公式进行归化： Sdl>:〇 =.AtxZf=Q 〖y/(l+MT- 25)),其中，ik为间隔采样时间，i代表第1，2, 3……次活化， j代表第j次间隔采样时间，k为温度对容量的影响系数，T为温度，I为电流。 进一步，所述根据正常容量点（ti，Scd)拟合出一条充电容量S。与时间t的抛物线 函数Se=ai2分i+c时： 首先构造一组在给定点上的正交多项式函数系{Qj(t) (j=0, 1，2) }，将其作为基函数进 行最小二乘曲线拟合，所得曲线为SfqciQtlUHq1Q1UKq2Q2 (t)，其中系数qj(j=0, 1，2)为： 【权利要求】1. ，其特征在于，包括： 定期活化蓄电池组，获取其活化充电容量，并以此获取每次定期活化的时间t与对应 充电容量S。的变量点（t，S。）； 将每次活化后所得的变量点（t，S。）归化到对应的正常容量点（ti，Sei),其中i为对应 定期活化的次数； 调用最小二乘法，根据正常容量点（tpScd)拟合出一条充电容量S。与时间t的抛物线 函数Sc=^i2分i+c，以作为蓄电池组寿命的预测曲线，其中a、b、c为抛物线的相关系数。2. 根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，还包括： 根据Sc^nvaIidScmax *80%计算预计失效时间 tinvalid，即 4寸Sc^nvaIid代 入抛物线函数Spi2-+C计算出失效时间tinvalid，其中，Sanax = ，为最大活化充电容量值，Scdnvalid为蓄电池失效的界限值，将tinvalid减去当前蓄电 4α 池已使用时间，以计算蓄电池的剩余寿命。3. 根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述定期活化蓄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅酸蓄电池组寿命的预测方法，其特征在于，包括：定期活化蓄电池组，获取其活化充电容量，并以此获取每次定期活化的时间t与对应充电容量Sc的变量点（t，Sc）；将每次活化后所得的变量点（t，Sc）归化到对应的正常容量点（ti，Sci），其中i为对应定期活化的次数；调用最小二乘法，根据正常容量点（ti，Sci）拟合出一条充电容量Sc与时间t的抛物线函数Sc=at2+bt＋c，以作为蓄电池组寿命的预测曲线，其中a、b、c为抛物线的相关系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤定阳，王建微，刘恒，
申请(专利权)人：珠海许继电气有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：广东;44