本发明专利技术涉及一种在运行过程中用于计算蓄电池（１５）的综合容量的方法，控制装置（１０）和蓄电池系统。可估计无载的蓄电池中的剩余容量的能力可用于确定在蓄电池必须重新充电或替换之前的蓄电池剩余运动时间。本发明专利技术包含一种分为两部分的简单快速的方法。第一部分由至少两条测量放电曲线形成一个表。然后进行某些计算，在将最终数值输入到该表中之前将其归一化。第二部分包含监测部分，在其中按照一定间隔测量并存储蓄电池的电压，放电电流值和放电时间，通过利用该表和测量的电压，计算综合容量，在后续的步骤中通过对蓄电池的综合容量和平均最终电压进行重复运算调整该综合容量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种预测蓄电池综合容量的方法和装置。当前技术估计在正在放电的蓄电池中包含的剩余能量是使用人所希望的，因为该信息可以用于确定该蓄电池在必须将其重新充电或替换之前的可使用时间。为了实现这一点有几种不同的方法，在EP 0420530的专利说明书中估计蓄电池的放电时间是根据一被分成为一直线部分和一指数变化部分的放电曲线和所测量的台阶电压。这种方式结合蓄电池的动态参数的实时监测能够对蓄电池的剩余放电时间进行连续矫正的估计。遗憾的是，该系统高度依赖理想的放电外特性曲线，而很多蓄电池是偏离该曲线的。根据WO 91/08494中的系统采用的另一种测量方法，在放电过程中监测几个参数，并根据以查询表形式存储的算法以高采样频率来计算剩余容量和放电时间。有时当查询表没有包含所查寻的数值时，就要使用内插。按照第三种方法，根据US 5371682，利用表示作为消耗的蓄电池容量的函数的蓄电池电压的放电特性的曲线计算剩余的放电时间和容量。专利技术概要作为现阶段的现有技术的预测蓄电池剩余放电时间的解决方案由于根据存储在存储器中的曲线利用复杂的计算，故需要很大的存储空间和计算能力，并且并不总是与蓄电池的放电特性相对应。计算花很长时间，导致并不总是正确的。本专利技术考虑那些确定对于几种不同放电电流的放电曲线形状的放电参数。本专利技术的方法简单因而快速，不会有损预期的精度。通过对测量的数值规一化，形成一查询表，其仅需要存储10个离散的电压值和3个不同的放电电流值。通过按适当的方式选择一些电流，该查询表可以用作一个在一必须在表中最高和最低电流之间的任选电流下修正蓄电池剩余容量的起始点。为了形成规一化的表，利用代表3种不同选择的放电电流的不同负载进行3种放电。对于每次放电进行测量，直到降到预定下降电压时，对作为时间函数的电压和电流进行测量。用在蓄电池组中求出蓄电池元件的数目去除测量的电压，这意味着得到的电压是各个蓄电池元件电压的平均值。此外，通过将时间与放电电流相乘计算消耗的蓄电池容量。当测量和计算结束时，将电压值规一化，以便在表中的各列之间能够进行适当的内插。该用以对电压规一化的方程组尤其包含蓄电池的内阻。消耗容量的最终计算(在最终电压下)用于计算蓄电池的剩余容量，然后利用标称的10h容量去除将该剩余容量归一化。按照相同的方式将电流归一化。通过对于归一化的电压的计算值进行内插，以及对于每一放电电流的剩余容量进行归一化，计算要输入到该表中的数值。无需经内插将电流值输入到该表中。为了确定对于一任选的放电电流确定放电容量，重要的是根据与在最终计算中采用的内阻相同的内阻使用该规一化的表。在时间点t1即当电压是U(t1)。电流是I(t1)和蓄存容量是Cused(t1)时，进行测量。按照与前述相同的方式，将电压归一化，并且通过对在表中查出的数值进行内插，计算新的一列容量。然后通过对新的一列容量进行内插，计算对于归一化的电压Unorm(t1)计算剩余容量。当实现这一点时，计算该尤其取决于在蓄电池中剩余多少容量和测量的蓄电池电压的蓄电池状态。该状态用于计算综合的剩余容量，即所述的综合容量，以及放电时间。如果需要另一最终电压取代在表中列出的电压，通过计算对于这一电压的剩余容量，由上述综合容量减去该剩余容量对此进行校正。这种计算是根据在一大的电池组中的很多原电池的平均值进行的，其中每个原电池具有相同的标称电压。然后根据所计算的综合容量计算每一原电池的最终电压。计算所有最终电压值的平均值，将所计算的数值与预期的蓄电池的最终电压相比较。如果差值太大，调整该综合容量以及对蓄电池的最终电压进行计算，将计算的结果与预期的最终电压进行比较，如此等等。这一过程循环进行，直到达到计算的和预期最终电压之间的允许差值。本专利技术的优点在于，利用快速和十分简单的方法对蓄电池的剩余容量进行十分精确的计算。本专利技术的另一个优点在于，简单地在放电过程中存储蓄电池的性能参数，并且利用这些数值十分精确地计算在正常运行时的蓄电池剩余容量，以及在于因此在必须对蓄电池进行重新充电或替换时，能够做出正确的决定。附图简述附图说明图1表示在恒定放电电流下一个原电池的典型的放电曲线。图2是一包含若干装置的蓄电池系统的示意图，在这些装置之中一个根据本专利技术的控制装置用于估计达到预定最终电压时的剩余放电时间。图3a和3b表示监测图2中表示的蓄电池系统的控制装置的控制程序的流程图。图4和5是为了根据本专利技术确定蓄电池的综合容量，按照表1修正归一化的表的流程图。图6和7是根据本专利技术的用于修正蓄电池的综合容量和计算所估计的剩余放电时间的流程图。图8是当考虑预期最终电压时用于调整综合容量的流程图。最佳实施描述图1表示标称电压2V的原电池按照预定电流放电的典型放电曲线。放电刚开始，电压下降十分快，然后增加到一所谓的台阶电压1的电压值。时间轴已按照电压下降到一预定值即所谓的最终电压2时的时间点归一化。根据这一曲线，通过测量电压U1然后求出与具有相同数值的曲线上的一点对应的时间轴3上的一点，可以得到蓄电池的剩余放电时间的长短。在这一实例中，得到的数值为0.6，这意味着总的放电时间剩余40％。图2是包含控制装置10的蓄电池系统的示意图，该控制装置经过不同种类的监测模块11-13(汇集信息)和控制对蓄电池系统的监测。能够与外设计算机9通信联系的控制装置利用通信回络14例如光纤线路连接到各监测模块。通过I型模块11对蓄电池15的蓄电池电压进行测量。每个I型模块可以测量高达12个的不同电压，因此在这个实例中，需要2个模块来测量每个包含24个元件的蓄电池(组)。I型模块还能用于修正来自具有电压或电流输出端的各标准检测器的信息。主要由II型模块12来进行对关于蓄电池的告警信号和模拟/数字信号的监测。不是专用于蓄电池系统的设备例如电源模块16和“备用”发电机17可以经过III型模块13连接。图3a表示该由若干功能块表示的控制装置10。在该控制装置的中部有一具有控制单元21和存储器22的监控单元20。该监控单元在图3b中更详细地表示。连接到监控单元20上的有告警信号板23，其上可以看到蓄电池系统的性能状态；以及监控接口24，例如一用于维护工作的终端可以连接到其上，此外还有蓄电池监控接口25，通过它与各个监控模块进行双向通信；以及通信接口26，例如一调制解调器，以便控制与在外设计算机中的可能有的中央监控功能块27的通信。图3b表示该由若干功能块表示的监控单元20。在一用作控制单元/存储器30的功能块中，存储用于蓄电池系统的程序指令，以及存储来自监测模块的测量值并根据指定的指令进行处理。蓄电池监控接口连接到一模拟量式接口31，该模拟量式接口接收和控制与监控模块双向通信(信息)。模/数变换器32置于控制单元和模拟量接口之间。通信接口连接到一朝向控制单元/存储器和模拟量接口通信作业的通信单元33。电源模块34向监控单元提供电源。在该实例中，与各监控模块的双向通信是按模拟量方式进行的。当然也可以进行数字通信。在后一种情况下，模拟量式接口将由一数字式接口所替代，并且不再需要A/D变换器。图4和5表示用于得到一归一化的表的方法，该表用作计算剩余放电时间和综合蓄电池容量的起始点。该流程图提供了用于产生上述表的程序的详细图。在这一实例中，原电池最本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于计算蓄电池的综合容量的方法，其特征在于，它包含两个部分，其中第一部分包含根据至少两条放电曲线修正参数数值，并将所得数值归一化，第二部分包含根据来自第一部分的所得归一化数值计算蓄电池的综合容量。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P维斯特兰德，
申请(专利权)人：埃默森能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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