用于估计为系统供电的设备中的电池的健康状态的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于估计为系统供电的设备中的电池的健康状态的方法，所述方法包括以下步骤：自动地切断从主电源到系统的电力供应，确定由电池向系统递送的给定的功率，以及测量跨电池的端子的电压，恢复对系统的电力供应，确定理论总电池放电时间，确定部分电池放电曲线，以及外推所述曲线以便推导出总电池放电曲线并且估计实际总电池放电时间，从中推导出电池的健康状态。

Method for estimating the health of a battery in a device for powering a system

The invention relates to a method for estimation of power system equipment in the state of health of the battery, the method comprises the following steps: automatically cut off the power supply from the main power supply to the system, determine the given power delivered to the system by the battery and the battery terminal voltage measurement, power supply recovery of the theory to determine the total battery discharge time, determine part of battery discharge curve, and the curve extrapolation in order to derive the total battery discharge curve and estimate the actual total battery discharge time, export push from the health status of the battery in.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计为系统供电的设备中的电池的健康状态的方法本专利技术涉及一种估计为系统供电的电源设备中的电池的健康状态(SoH)的方法。本专利技术的
技术介绍
诸如中继站的隔离站点通常包括可能与一个或多个次级电源相关联并且用于为外部系统供电的主电源。它们还包括当电源不再能够提供电力时适用于为系统供电的应急电池。电池因而很少被用于为系统供电。作为结果，如果电池发生故障或呈现低性能(尤其作为老化的结果)，则在其真正投入工作时才被检测到为时已晚。为了减轻该缺陷，已知的是，定期地向隔离的站点派遣操作员以对电池进行测试。为此，操作员将电池与外部系统断开，以便促使电池自动地放电到电阻器中。然后，操作员相比于新的完全相同的电池的放电容量研究该电池的放电容量，并且从中推导出该电池的健康状态以便决定该电池是否应该被更换。然而，对单个电池进行测试需要大约四个小时，使得站点保持在整个该时间段内丧失其电池能力，这在主电源发生故障的情况下可能是麻烦的。此外，其导致对电源设备中信号的干扰。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种估计电池的健康状态的方法，该方法对由所述电池供电的系统的干扰较小。专利技术简述为了实现该目的，本专利技术提供了一种估计为系统供电的电源设备中的电池的健康状态的方法，该电源设备具有至少一个主电源，其名义上为所述系统供电，电池被耦合到所述主电源和所述系统，以便能够在来自所述主电源的电力供应中断的情况下为所述系统供电，该方法包括以下步骤：－自动地中断从主电源到系统的电力供应，电池保持耦合到外部系统以便为所述外部系统供电；－确定由电池递送到所述系统的功率并且测量由电池递送到所述系统的电压；－在电池完全放电之前，重新建立从主电源到系统的电力供应；－根据所递送的功率来确定电池的理论完全放电时间；以及－根据在部分放电期间所测得的电压，确定电池的部分放电曲线，并且外推所述曲线以便从中推导出电池的完全放电曲线，以及由此推导出电池的实际完全放电时间，实际完全放电时间除以理论放电时间所得的比率给出电池的健康状态。因此，通过自动地中断从主电源到系统的电力供应，电池为系统供电并且因此自然地向系统中放电。因此，本专利技术的方法有利地使得直接根据在电池的正常工作中所测得的数据来估计电池的健康状态(即，如同存在由电源提供的电力的真正中断而且系统由电池供电，并且不将电池与系统断开)成为可能。因此，本专利技术的系统使得在执行该方法时避免干扰系统和电源设备成为可能，因为电池被促使来正常地工作并且当它被部分地放电时，不向电源设备的其余部分或者向系统传送任何干扰信号。此外，该方法实现起来简单且快捷，因为不需要修改电池的连接以便研究其放电，并且此外，仅电池的部分放电得到研究。附图简述本专利技术可以鉴于以下对于本专利技术的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。对附图作出引用，在附图中：－图1是示出用于执行本专利技术的方法的电源设备的一部分以及其供电的系统的图示；－图2是示出对图1所示的设备的电池进行部分地放电的主要步骤的流程图；－图3是示出在图2中图解地示出的部分放电已终止之后，确定图1所示的设备的电池的健康状态的步骤的图示；－图4是绘制图1所示设备的电池在不同放电机制下的各种理论完全放电曲线的曲线图；以及－图5是示出图1所示的设备的电池的理论完全放电曲线和实际完全放电曲线的曲线图。专利技术的详细描述参考图1，使用位于诸如中继站之类的站点上的电源设备来执行本专利技术的方法。电源设备具有主电源1(例如电网或发电机)，其递送交流(AC)电源。电源设备还具有适配器构件2，其用于将所述AC电源转换成适用于为外部系统S供电的直流(DC)电源。以已知的方式，电源设备包括被连接到适配器构件2的电池3。在该示例中，适配器构件2还充当电池3的充电器，并且其因此被配置成允许电池3从由主电源1供应的电力中进行充电。电池3从而经由适配器构件2被耦合到所述源1和外部系统S，以便能够在需要时为外部系统S供电。具体而言，主电源1名义上为外部系统S供电。然而，每当经由主电源1向外部系统S的电力供应中断时，电池3被配置成对外部系统S供电，直到来自主电源1的电力供应被重新建立。优选地，电源设备包括由站点外(off-site)计算机C远程管理的控制器4。控制器4与计算机C之间的通信例如由互联网、GSM网络、3G网络等提供。.以特定的方式，控制器4直接地或者经由计算机C来连接以访问列出操作员要监控的各个站点的各个电池的数据库。该数据库具体而言列出每个电池的类型(即模型)以及电池的电路配置(无论它们是否并联连接)。该数据库还包括由制造商提供的并且表征每种类型的电池的数据。此外，电源设备包括均被连接到控制器4的各种传感器(在该示例中未示出)。在该示例中，该设备具有用于测量由电源设备向系统S递送的电压Vsys的传感器、用于测量由电源设备向系统S递送的电流Isys的传感器、用于测量由电池3递送到适配器构件2的电流Ibatt的传感器、用于测量电池的温度Tbatt的传感器，以及用于测量环境温度Tamb(即，存在于电源设备外部的温度)的传感器。在该示例中，电源设备包括继电器5，其被配置成使得从主电源1到系统S的电力供应能够被中断，该继电器由控制器4控制。下面描述本专利技术的方法。参考图1和图2，响应于计算机C向控制器4传送命令以估计电池3的健康状态，控制器4优选地确保可开始对电池3进行部分地放电。这是图2中标记为100的步骤。在该示例中，控制器4以估计电池3是否被完全地充电开始。通常，如果适配器构件2已执行维护充电(即以通常称为“浮动模式”的模式工作)达至少两天，则电池3被视作被充分地充电。此后，控制器4估计环境温度条件以及电池3的温度是否为可接受的。通常，如果电池的温度Tbatt在给定范围内并且环境温度Tamb在给定范围内(这两个范围是由操作员预定义并且可设置的)，则这样的条件是可接受的。具体而言，在非常寒冷的天气，不可避免地存在由于温度导致的电池的充电/放电容量的暂时损失。因此，当环境温度Tamb非常低和/或当电池的温度Tbatt非常低时执行本专利技术的方法将不能够估计电池3的真实的健康状态，因此在这样的情况下发起本专利技术的方法的其余部分没有意义。如果控制器4确定该方法的剩余部分不应该被执行，则其向计算机C发送对应的消息。如果控制器4确定电池3被完全地充电并且温度条件是可接受的(即，所述方法的剩余部分可被执行)，则控制器4通过促使控制继电器5被激活来执行所述方法的接下来的步骤101，以便自动地中断从主电源1到系统S的电力供应。作为结果，系统S由电池而不是由主电源1继续供电。电池3接着开始放电。在对电池3进行部分地放电的步骤102期间，控制器4记录由电源设备的各种传感器提供的数据。具体地，控制器4在电池3的部分放电期间记录由电源设备向系统S递送的电压Vsys，即具体而言，由电池3递送到系统S的电压。在该示例中，控制器4还记录在电池3的整个部分放电期间由电池3递送到适配器构件2的电流Ibatt。此外，控制器4还记录由电池3递送到所述系统S的功率Pbatt。在该示例中，所述功率Pbatt在理论上是恒定的，因为系统S以恒定功率工作，即使由电池3递送的电压和电流随时间变化。作为结果，在该示例中所递送的功率Pbatt基于在部分放电开始时由电池3递送的电压和电流信息V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计为系统(S)供电的电源设备中的电池(3)的健康状态的方法，所述电源设备具有名义上为所述系统(S)供电的至少一个主电源(1)，所述电池被耦合到所述主电源和所述系统，以便能够在来自所述主电源的电力供应中断的情况下为所述系统供电，所述方法包括以下步骤：－自动地中断(101)从所述主电源到所述系统的电力供应，所述电池保持耦合到外部系统以便为所述外部系统供电；－确定(102)从所述电池递送到所述系统的功率(P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.13 FR 14598201.一种估计为系统(S)供电的电源设备中的电池(3)的健康状态的方法，所述电源设备具有名义上为所述系统(S)供电的至少一个主电源(1)，所述电池被耦合到所述主电源和所述系统，以便能够在来自所述主电源的电力供应中断的情况下为所述系统供电，所述方法包括以下步骤：－自动地中断(101)从所述主电源到所述系统的电力供应，所述电池保持耦合到外部系统以便为所述外部系统供电；－确定(102)从所述电池递送到所述系统的功率(Pbatt)并且测量由所述电池递送到所述系统的电压(Vsyst)；－在所述电池完全放电之前，重新建立(103)从所述主电源到所述系统的电力供应；－根据所递送的功率来确定(200、201)所述电池的理论完全放电时间(ttheoretical_total)；以及－根据在部分放电期间所测得的电压，确定(204)所述电池的部分放电曲线，并且外推(205)所述曲线以便从中推导出所述电池的完全放电曲线，并因此估计所述电池的实际完全放电时间(treal_total)，所述实际完全放电时间除以所述理论放电时间所得的比率给出所述电池的健康状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所递送的功率(Pbatt)只在对所述电池(3)进行放电的开始时被确定一次。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述电池电压(Vsys)下降到低于阈值电压(Vthresh)时，从所述主电源(1)到所述系统(S)的电力供应被重新建立(103)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括通过计算达到所述阈值电压的实际放电时间除以达到所述阈值电压的理论放电时间所得的比率来估计所述电池(3)的部分健康状态的步骤(206)。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括验证从所述主电源(1)到所述系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·贝西尼，P·莫耶，G·杜兰德，
申请(专利权)人：萨基姆通讯能源及电信联合股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR