一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法，该测量方法无论充电机工作与否，均不影响测量结果，能够有效解决充电机或负载设备对测量回路的干扰问题，具有测量结果精度高，重复性好的优点，具有很好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法
本专利技术涉及一种蓄电池阻抗测量方法，尤其涉及一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法。
技术介绍
蓄电池作为最常用的储能元件被广泛地应用于电力、通讯、航空航天、金融等行业，作为众多场合如政府部门、公共设施、大型加工企业及各类数据中心的后备电源，要确保停电时对用电设备提供所需电力，其重要性是不言而喻的。平时蓄电池处于浮充电备用状态，由交流市电经整流设备变换成直流向负荷供电，在交流电失电或其它事故状态下，蓄电池是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运或其它重大运行事故。所以，为确保后备电源的可靠性，维护人员需要对蓄电池进行有效的维护，以避免供电异常事故的发生。目前，由于缺乏专业的监测手段，针对蓄电池的常规监测方法主要是测量电池电压，观察外壳体征，检查罗拴紧固性。然而，这些参数及表象并不能明确地反映蓄电池的内部性能。在使用中无法对蓄电池进行有效、合理的管理以及维护，长此以往造成蓄电池出现劣化、过早报废等问题，降低了后备电源的可靠性，为用电系统正常运行带来隐患。针对当前后备系统蓄电池监测的现状，一种新的监测理念亟需实现，它应能够方便、准确地获取真正能反映蓄电池性能的关键参数，并形成科学、合理维护蓄电池的判据，能实时地将蓄电池相关数据及状态信息通过网络送至监控中心，实现集中监控，解决无人站点的蓄电池监测问题。目前，市场上大多数的蓄电池检测或检测工具只能检测到蓄电池的电压、电流；有一些能检测到蓄电池内阻的产品是通过大电流放电取得电池的内阻值，既浪费能量又不安全；还有通过交流法测量蓄电池内部阻抗的方法，但目前技术还没有无法克服外部充电机工作时的各种干扰，且测量方法工作功耗大，精度低，重复性差。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法，该方法能够有效消除充电机工作时对测量的干扰，具有测量结果精度高，重复性好的优点。
技术实现思路
：为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术手段为：一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法，包括如下步骤：步骤1，构建蓄电池内阻测量电路：包括测量主回路，测量主回路包括激励驱动电路、校准电阻Rs和待测蓄电池，校准电阻Rs串联在激励驱动电路和待测蓄电池形成的回路上；激励驱动电路通过信号发生器的激励信号向待测蓄电池馈入激励电流，校准电阻Rs和待测蓄电池两端分别对应连接有电压测量电路，校准电阻Rs两端的电压测量电路将校准电阻Rs两端的电压值输入给SPWM控制器，SPWM控制器控制激励驱动电路的运行，最终产生给定频率的激励测量电流；步骤2，加载电池阻抗频谱特征参数表，所述电池阻抗频谱特征参数表包含每个频率点对应的阻抗调整系数；步骤3，选定测量的频率为X，通过控制SPWM控制器从而控制激励驱动电路产生频率为X的激励电流i(t)，测量蓄电池两端响应电压Ur，测量校准电阻Rs两端的电压UR，计算蓄电池内阻r的值，r＝Rs·Ur/UR；步骤4，在频率X下再进行两次同频点测量，得到蓄电池内阻r在3次同频点下的测量值；步骤5，计算上述三次同频点测量得到的结果，如果三次测得的结果偏差＜2％，则计算数据有效，直接执行步骤7；步骤6，如果三次测得的结果偏差＞2％，将频率X调整为频率X+n，其中，n为X的1～5％，在频率为X+n下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果偏差仍＞2％，则将频率X+n调整为频率X1，其中，X1为(X+n)·(1+1％)，在频率为X1下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果偏差仍＞2％，则跳频重新选择新的频率X2重复步骤3～6，直到计算结果满足条件；步骤7，将最终得到蓄电池内阻r的有效测量结果乘以对应频率下的阻抗调整系数，得到该频率下蓄电池的阻抗值。其中，所述测量主回路由激励驱动电路、待测蓄电池和校准电阻Rs串联而成，待测蓄电池两端连有电压测量电路，校准电阻Rs两端连有模拟反馈电路，模拟反馈电路的输出端与SPWM控制器输入端连接，SPWM控制器输出端连接激励驱动电路。其中，步骤1中，所述测量主回路上还连有抗干扰电路。其中，步骤5中，计算偏差的公式为其中，N为测试次数，ri为第i次测量结果，为N次测量平均值，S为测量偏差百分比。其中，步骤6中，X1还可以为(X+n)·(1+2％)、(X+n)·(1+3％)、(X+n)·(1+4％)或(X+n)·(1+5％)。有益效果：本专利技术测量方法无论充电机工作与否，均不影响测量结果，具有测量结果精度高，重复性好的优点，该测量方法有效解决了充电机或负载设备对测量回路的干扰问题，自适应能力强，精度高，重复性极好，具有很好的实用价值。附图说明图1为本专利技术测量方法的流程图；图2为本专利技术测量方法的电路原理图；图3为本专利技术测量方法的电路图；图4为电池放-充电电压特征曲线图(伏特-时间)；图5为电池放-充电阻抗特征曲线图(毫欧-时间)。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。如图1所示，本专利技术基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法，具体包括如下步骤：步骤1，构建蓄电池内阻测量电路：包括测量主回路，测量主回路包括激励驱动电路、校准电阻Rs和待测蓄电池，校准电阻Rs串联在激励驱动电路和待测蓄电池形成的回路上；激励驱动电路通过信号发生器的激励信号向待测蓄电池馈入激励电流，校准电阻Rs和待测蓄电池两端分别对应连接有电压测量电路，校准电阻Rs两端的电压测量电路将校准电阻Rs两端的电压值输入给SPWM控制器，SPWM控制器控制激励驱动电路的运行，最终产生给定频率的激励测量电流；步骤2，加载电池阻抗频谱特征参数表，所述电池阻抗频谱特征参数表包含每个频率点对应的阻抗调整系数；步骤3，选定测量的频率为X，通过控制SPWM控制器从而控制激励驱动电路产生频率为X的激励电流i(t)，测量蓄电池两端响应电压Ur，测量校准电阻Rs两端的电压UR，计算蓄电池内阻r的值，r＝Rs·Ur/UR；步骤4，在频率X下再进行两次同频点测量，得到蓄电池内阻r在3次同频点下的测量值；步骤5，计算上述三次同频点测量得到的结果，如果三次测得的结果偏差＜2％，则计算数据有效，直接执行步骤7；步骤6，如果三次测得的结果偏差＞2％，将频率X调整为频率X+n，其中，n为X的1～5％，在频率为X+n下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果偏差仍＞2％，则将频率X+n调整为频率X1，其中，X1为(X+n)·(1+1％)，在频率为X1下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果偏差仍＞2％，则跳频重新选择新的频率X2重复步骤3～6，直到计算结果满足条件；步骤7，将最终得到蓄电池内阻r的有效测量结果乘以对应频率下的阻抗调整系数，得到该频率下蓄电池的阻抗值。本专利技术测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建蓄电池内阻测量电路：包括测量主回路，测量主回路包括激励驱动电路、校准电阻Rs和待测蓄电池，校准电阻Rs串联在激励驱动电路和待测蓄电池形成的回路上；激励驱动电路通过信号发生器的激励信号向待测蓄电池馈入激励电流，校准电阻Rs和待测蓄电池两端分别对应连接有电压测量电路，校准电阻Rs两端的电压测量电路将校准电阻Rs两端的电压值输入给SPWM控制器，SPWM控制器控制激励驱动电路的运行，最终产生给定频率的激励测量电流；步骤2，加载电池阻抗频谱特征参数表，所述电池阻抗频谱特征参数表包含每个频率点对应的阻抗调整系数；步骤3，选定测量的频率为X，通过控制SPWM控制器从而控制激励驱动电路产生频率为X的激励电流i(t)，测量蓄电池两端响应电压Ur，测量校准电阻Rs两端的电压UR，计算蓄电池内阻r的值，r＝Rs·Ur/UR；步骤4，在频率X下再进行两次同频点测量，得到蓄电池内阻r在3次同频点下的测量值；步骤5，计算上述三次同频点测量得到的结果，如果三次测得的结果偏差＜2％，则计算数据有效，直接执行步骤7；步骤6，如果三次测得的结果偏差＞2％，将频率X调整为频率X+n，其中，n为X的1～5％，在频率为X+n下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果偏差仍＞2％，则将频率X+n调整为频率X1，其中，X1为(X+n)·(1+1％)，在频率为X1下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果偏差仍＞2％，则跳频重新选择新的频率X2重复步骤3～6，直到计算结果满足条件；步骤7，将最终得到蓄电池内阻r的有效测量结果乘以对应频率下的阻抗调整系数，得到该频率下蓄电池的阻抗值。...

【技术特征摘要】
1.一种基于SPWM自适应变频点的蓄电池阻抗测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建蓄电池内阻测量电路：包括测量主回路，测量主回路包括激励驱动电路、校准电阻Rs和待测蓄电池，校准电阻Rs串联在激励驱动电路和待测蓄电池形成的回路上；激励驱动电路通过信号发生器的激励信号向待测蓄电池馈入激励电流，校准电阻Rs和待测蓄电池两端分别对应连接有电压测量电路，校准电阻Rs两端的电压测量电路将校准电阻Rs两端的电压值输入给SPWM控制器，SPWM控制器控制激励驱动电路的运行，最终产生给定频率的激励测量电流；步骤2，加载电池阻抗频谱特征参数表，所述电池阻抗频谱特征参数表包含每个频率点对应的阻抗调整系数；步骤3，选定测量的频率为X，通过控制SPWM控制器从而控制激励驱动电路产生频率为X的激励电流i(t)，测量蓄电池两端响应电压Ur，测量校准电阻Rs两端的电压UR，计算蓄电池内阻r的值，r＝Rs·Ur/UR；步骤4，在频率X下再进行两次同频点测量，得到蓄电池内阻r在3次同频点下的测量值；步骤5，计算上述三次同频点测量得到的结果，如果三次测得的结果偏差＜2％，则计算数据有效，直接执行步骤7；步骤6，如果三次测得的结果偏差＞2％，将频率X调整为频率X+n，其中，n为X的1～5％，在频率为X+n下再进行三次同频点测量，计算三次同频点测量得到的结果，若测量结果偏差＜2％，则计算数据有效，执行步骤7，若测量结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：童国道，沈启鹏，朱丽平，
申请(专利权)人：南京鼎尔特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32