[发明专利]一种基于内阻法的蓄电池剩余电量在线监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池剩余电量在线监测的技术领域，尤其是指一种基于内阻法的蓄电池剩余电量在线监测方法及系统。

背景技术

目前，蓄电池已广泛应用于工业生产、电力、交通以及通信等行业。除了直接给用电设备供电外，蓄电池还常兼作备用电源，在电网、太阳能发电、风能发电等供电出现问题时，及时有效补充提供应急电能，保障用电设备稳定、持续、有效运行，蓄电池的储能状况与整个供电系统的可靠性、稳定性密切相关。因此，实现蓄电池剩余电量的在线监测，对于保证设备供电、确保供电系统安全可靠运行具有重要意义。

蓄电池剩余电量监测方法较多，主要有密度法、开路电压法、放电法、内阻法等。密度法常用于开口式铅酸蓄电池剩余电量的测量，但对于目前正在大量使用的密封蓄电池则不适用；而开路电压法和放电法能用于蓄电池的离线测量，但其测量精度较低且不适合于在线监测；内阻法是依据蓄电池剩余电量与其内阻值之间的相关性，通过实时在线监测蓄电池的内阻值来间接获取蓄电池的剩余电量。与以上几种测量方法相比，内阻法具有独特的优势，其测量精度高，且适合于密封蓄电池剩余电量的在线测量，同时方法对用电系统影响极小。如今，在蓄电池剩余电量测量方面已经做了大量研究，但均存在精度低、可靠性低等缺点，所以在蓄电池剩余电量在线监测方面仍需改进和创新。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于内阻法的蓄电池剩余电量在线监测方法及系统，实现蓄电池剩余电量高精度、可视化、实时的智能在线监测。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其基于内阻法的蓄电池剩余电量在线监测方法为：首先将恒定交流电流信号源连接到蓄电池的两端，然后通过峰值保持器采集蓄电池两端的交流电压峰值及流过蓄电池的交流电流峰值，并利用相位检测电路监测交流电压信号与交流电流信号之间的相位差，最后，把采集到的交流电流、电压峰值及其相位差输送到单片机进行数据处理，即可得到蓄电池的剩余电量，将测量所得到的蓄电池剩余电量值实时显示出来，便实现可视化的蓄电池剩余电量实时在线监测。

本发明所述的基于内阻法的蓄电池剩余电量在线监测方法，包括以下步骤：

1）将蓄电池充满电，然后以固定的放电率对蓄电池进行放电，实时记录放电过程中蓄电池内阻和剩余电量的值，当蓄电池放电完毕，就可得到蓄电池完整的放电曲线，将此曲线存入EEPROM中；

2）将恒定交流电流信号源连接到蓄电池的两端，为蓄电池施加恒定的交流电流信号，之后测量在蓄电池两端的交流电压幅值U_S及流过蓄电池的交流电流幅值I_S，然后根据公式：即得到蓄电池的交流阻抗Z；

3）测量施加在蓄电池两端的交流信号与其在蓄电池上的交流电压响应之间的相位差θ，根据蓄电池的交流阻抗与其内阻之间的关系：

R=|Z|cosθ=USIScosθ]]>

便可得到蓄电池的内阻值，其中θ为对应的阻抗角；

4）单片机根据测得的蓄电池内阻值，依据存储在EEPROM中的蓄电池放电曲线，通过查表便可得到蓄电池的剩余电量；

5）将测量所得到的蓄电池剩余电量值显示于LCD液晶屏上，实现可视化的蓄电池剩余电量实时在线监测，同时，如果所监测得到的蓄电池剩余电量低于设定的下限阀值时，进行声光报警。

所述步骤2）中的交流电压幅值U_S、交流电流幅值I_S是采用峰值保持器采集，且采集后的交流电压幅值U_S、交流电流幅值I_S经过放大调理后与所述步骤3）中的相位差θ送入多路切换开关，并通过A/D转换器转换为对应的数字信号后送入单片机进行计算处理，进而才得到蓄电池的内阻值。