[发明专利]一种电池组充放电回路连通性在线测试方法

权利要求书

1.一种电池组充放电回路连通性在线测试方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：构建一个采用分布式测量结构的电池在线监测系统：电池在线监测系统包括为电池组中的每节电池配置的用于测量该节电池的电压和内阻的电池传感器、用于测量电池组的电压和充电机的电压的电压传感器、用于测量电池组充放电回路中的电流的电流传感器，以及用于读取充电机的电压、电池组的电压、电池组充放电回路中的电流、每节电池的电压和内阻，并对读取的数据进行计算以实现电池组运行管理功能的主控单元，电池传感器的放电电路的放电电流的幅值为电池额定容量的0.1倍，电压传感器的测量精度不低于0.5％，电流传感器的测量精度不低于1％，主控单元从电压传感器和电流传感器读取数据的采样周期控制为小于或等于10ms，主控单元中开发有能够手动向所有电池传感器发送放电控制指令并能够计算涌流能量值的回路连通性参数测试界面，主控单元中建立有测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的函数模型关系曲线：ΔR＝a×exp(-b×w)+c-Δr，电池传感器与主控单元之间采用串口通信或总线通信，电压传感器与主控单元之间采用串口通信，电流传感器与主控单元之间采用串口通信，主控单元还连接有用于显示主控单元读取的数据、计算得到的数据以及告警数据的显示屏；其中，a、b、c均为特征系数，ΔR表示电池组充放电回路的阻抗增加值，w表示涌流能量值，Δr表示电池组中的所有电池的内阻的增量值之和，exp()表示以自然基数e为底的指数函数；

步骤2：在电池组充放电回路上装配电池在线监测系统：每个电池传感器并联连接在电池组充放电回路中的电池组中的一节电池上，电压传感器连接于电池组充放电回路中的直流母线上，电流传感器连接于电池组充放电回路中连接直流母线与电池组的进线线路上；

步骤3：在电池组充放电回路的充电机侧串联一个具有5档电阻值的电阻校验器；当电池组处于浮充电状态时，电阻校验器每调节1档，主控单元上的回路连通性参数测试界面在手动操作下向所有电池传感器发送放电控制指令，主控单元计算该档电阻值对应的涌流能量值；在电阻校验器的5档电阻值调节完成后共得到5个涌流能量值，主控单元根据5个涌流能量值和ΔR＝a×exp(-b×w)+c-Δr，计算得到a、b、c各自的最优值，进而得到测试周期内涌流能量值与电池组充放电回路的阻抗增加值的关系表达式：ΔR＝a'×exp(-b'×w)+c'-Δr；其中，a'表示a的最优值，b'表示b的最优值，c'表示c的最优值；

步骤4：从电池组充放电回路的充电机侧撤出电阻校验器；然后利用电池在线监测系统在线测试电池组充放电回路连通性状况，具体为：

1)在线测试电池组充放电回路中的电池组中的每节电池的内阻：当电池组处于浮充电状态时，主控单元向每个电池传感器发送内阻测试控制指令，每个电池传感器接收到内阻测试控制指令后对并联连接的电池短暂直流放电，测量电池的电压变化量和放电电流，主控单元读取每节电池的电压变化量和放电电流后计算得到该节电池的内阻；其中，放电电流的峰值调整为0.08～0.1C₁₀，C₁₀表示电池10小时放电率标称容量值；

2)在线测试电池组充放电回路中连接不良的状况：

2_1)主控单元读取连接不良测试周期；

2_2)当连接不良测试周期到达时，主控单元判断电池组是否处于浮充电状态，如果电池组没有处于浮充电状态，则返回步骤2_1)继续执行；如果电池组处于浮充电状态，则主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令，在电池直流放电一开始电压传感器测量得到充电机的电压U_c、电流传感器测量得到电池组充放电回路中的电流i，主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压U_c和电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流i，计算得到涌流能量值w'，w'＝∑U_c×i×t_c，再执行步骤2_3)；其中，U_c表示主控单元读取的电压传感器测量得到的充电机的电压，i表示主控单元读取的电流传感器测量得到的电池组充放电回路中的电流，t_c表示电池组的电压和电流的采样时间；

2_3)主控单元将w'代入ΔR＝a'×exp(-b'×w)+c'-Δr中，计算得到ΔR的值；然后主控单元计算去除电池阻抗的因素后的电池组充放电回路的阻抗增加值，记为ΔR_L，ΔR_L＝ΔR-Δr；

2_4)主控单元根据ΔR_L的值判断电池组充放电回路中连接不良的状况，若ΔR_L的值超过一定值时，则主控单元判定电池组充放电回路中连接不良，并发出告警；若ΔR_L的值未超过一定值时，则返回步骤2_1)继续执行；

3)在线测试电池组充放电回路断开的状况：

3_1)主控单元读取电压传感器测量得到的充电机的电压U_c和电池组的电压U_b；

3_2)主控单元判断U_c-U_b的值是否大于设定值，如果U_c-U_b的值小于或等于设定值，则返回步骤3_1)继续执行；如果U_c-U_b的值大于设定值，则主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i₁，主控单元向所有电池传感器发送放电1次的控制指令，在放电0.5s时主控单元读取电流传感器当前测量得到的电池组充放电回路中的电流i₂，再执行步骤3_3)；

3_3)判断|i₂-i₁|的值是否大于允许测量偏差值，如果是，则主控单元判定电池组充放电回路断开，主控单元发出告警；否则，主控单元判定判定电池组充放电回路未断开，然后返回步骤3_1)继续执行；其中，符号“”为取绝对值符号，允许测量偏差值为电流传感器的最大正负偏差的2倍。