[发明专利]一种电池组充放电回路连通性在线测试方法

说明书

本发明公开了一种电池组充放电回路连通性在线测试方法，其构建电池在线监测系统，并装配于电池组充放电回路上；在电池组充放电回路的充电机侧串联一个电阻校验器，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，最终得到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；从充电机侧撤出电阻校验器，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，包括测试每节电池的内阻、连接不良的状况、断开的状况；优点是无需增加额外的测量和控制装置，就能实现电池组充放电回路连通性的实时测试，且测试简单、安全、成本低、可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种测试运行中电池组充放电回路电气连接状况的方法，尤其是涉及一种电池组充放电回路连通性在线测试方法，其在不改变设备工作状态的前提下，能够在线自动监测电池组充放电回路断开(不连接)的状况和电池组充放电回路中连接不良(有连接，但接触电阻过大)的状况。

背景技术

在对供电可靠性要求极高的场所，如电力变电站、通信基站、轨道交通控制站、数据中心机房，以及医院、化工等领域，往往采用直流电源系统或UPS(UninterruptiblePower System，不间断电源)/EPS(Emergency Power Supply，紧急电力供给)系统供电，并以电池组(或称为蓄电池组)作为后备电源，一旦交流电源失电，电池组立即输出电流，为设备提供电源，保障设备持续工作。

直流电源系统中的电池组通常由多节电池(或称为蓄电池)串联成组，直流充电机到电池组的整个回路即电池组充放电回路如图2所示，其包含充电断路器、保护熔断器、充电输出开关、连接电缆、电池，以及电池与电池之间的连接条，在电池组的设计使用寿命内，几乎不会对整个回路的连接情况进行检查，而且人工也不易检查。正常情况下，电池组处于浮充电状态，很难发现电池的个别劣化及老化、连接头松动、腐蚀导致的电池组虚接或“假开路”现象。当交流断电需要电池组对外输出电能时，如果某节电池的内阻增大或两节电池间的连接条松动导致接触电阻增大，则将导致电池组出力严重不足，甚至在大电流的冲击下直接开路，导致直流电源系统全面失电或UPS/EPS系统无输出，危及电源系统及设备安全；而且，对于故障电池及连接条不良处，通过大电流后会发生温度的快速升高，温度升高的同时连接特性恶化，导致热量聚集，温度急剧上升到一定程度时，就会引起电池端子发热、融化，导致电池外壳材料炭化，甚至有爆炸起火而引发事故，造成更大经济损失、人身安全伤亡。

考虑到电池组的重要性，在电池组上装配了电池在线监测系统，对电池组的运行性能进行监视和故障告警。目前，电池在线监测系统的常用的结构如图1所示，其包括：

电池传感器，其能实时测量电池的电压、内阻，其中内阻测量采用瞬间放电法或脉冲放电法；

电压传感器，其用于测量直流母线的电压、电池组的电压；

电流传感器，其用于测量电池组充放电回路的电流；

主控单元，其用于采集电池传感器、电压传感器、电流传感器的数据和发送控制指令，进行数据计算，识别电池故障等功能。

电池组充放电回路连通性状况包括两方面，一方面是电池组充放电回路断开(不连接)，另一方面是连接不良(有连接，但接触电阻过大)。其中，连接不良是通过回路阻抗的指标来反映的，回路阻抗包括电池内阻、所有连接电缆和连接条的电阻，以及断路器、熔断器和隔离开关的接触电阻及连接条与电池极柱的接触电阻。电池内阻的在线测试技术成熟，已经广泛应用，而测试电池组充放电回路连通性的方法，目前主要有以下几种：

(1)内阻测试方法：在电池组测试内阻时，包含连接条电阻的测试，这样基本上能反映从电池组首端到末端的阻抗，但是对电池组以外的连接及接触电阻无法反映。

(2)充电机电压调节法：通过连接直流监控主机，远程调节充电机的输出电压，检测电池组的电压变化以及电池组充放电回路的电流大小和方向，用来判断电池组是否脱离直流母线，但是不能反映整个回路中的连接不良情况。