本發(fā)明涉及蓄電池狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種蓄電池故障檢測(cè)方法，主要用于在線對(duì)蓄電池組中的各單體蓄電池進(jìn)行故障檢測(cè)。

背景技術(shù)：

一般來(lái)說(shuō)，檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電機(jī)后備鉛酸蓄電池的故障時(shí)，通常需要停止運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)，操作人員攜帶蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)儀爬上風(fēng)機(jī)機(jī)艙后，進(jìn)入輪轂倉(cāng)內(nèi)，打開蓄電池箱蓋，依次手工檢測(cè)蓄電池內(nèi)阻，再通過(guò)對(duì)比電池內(nèi)阻判斷電池狀態(tài)。但這種檢測(cè)方法的檢測(cè)時(shí)效性差，且會(huì)造成風(fēng)機(jī)停機(jī)等后果。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了如下技術(shù)：

中國(guó)專利公告號(hào)為“ CN103135063A”的現(xiàn)有技術(shù)在2013年6月5日公開了一種鉛酸蓄電池的檢測(cè)及監(jiān)控方法，該專利通過(guò)電壓電流傳感器對(duì)蓄電池每次放電時(shí)候的電流、電壓進(jìn)行檢測(cè)，利用光伏系統(tǒng)的控制器計(jì)算出蓄電池的當(dāng)前內(nèi)阻RX和放電時(shí)間TX；并與設(shè)定好的內(nèi)阻值R相比較，若RX≦R則等待蓄電池下一次放電時(shí)檢測(cè)；若RX>R，則與設(shè)定好的放電時(shí)間T相比較，若TX>T，則說(shuō)明蓄電池狀態(tài)良好無(wú)需更換，若TX<T，則說(shuō)明蓄電池?fù)p耗嚴(yán)重需要更換。該種檢測(cè)方法可以在線檢測(cè)，無(wú)需將電池拆下。但其存在著不抗干擾的缺點(diǎn)，無(wú)法用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)后備鉛酸蓄電池的故障檢測(cè)。另外，該種方法在測(cè)量蓄電池內(nèi)阻時(shí)，測(cè)量?jī)x器先將毫伏級(jí)高頻信號(hào)注入蓄電池，然后再測(cè)量相應(yīng)的高頻電流，由于注入電壓信號(hào)，檢測(cè)的電流信號(hào)都很微弱，在外界電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境中很難正常工作，導(dǎo)致難以得到準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，并且此類設(shè)備價(jià)格昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種蓄電池故障檢測(cè)方法，本發(fā)明能在蓄電池組對(duì)工作負(fù)載正常放電時(shí)，對(duì)其進(jìn)行直流電壓和溫度的被動(dòng)檢測(cè)，可快速檢測(cè)出蓄電池組中各單體蓄電池是否存在故障，不會(huì)對(duì)工作狀態(tài)的蓄電池組造成沖擊。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種蓄電池故障檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）采集蓄電池組中各單體蓄電池的電壓，并調(diào)整各單體蓄電池的電壓；所述的調(diào)整是指扣除各單體蓄電池的共模電壓，得到各單體蓄電池的差模電壓；

（2）對(duì)各單體蓄電池的差模電壓進(jìn)行衰減處理，并將衰減后電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出；

（3）根據(jù)數(shù)字信號(hào)計(jì)算出各單體蓄電池的特征值，將各特征值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若比較值大于閾值，則判定該單體蓄電池為故障電池，發(fā)出報(bào)警，若比較值小于閾值，則判定該單體蓄電池為無(wú)故障。

所述步驟（1）中通過(guò)電壓調(diào)整模塊采集并調(diào)整各單體蓄電池的電壓，所述電壓調(diào)整模塊包括多個(gè)串聯(lián)連接的子調(diào)整模塊，多個(gè)子調(diào)整模塊分別與蓄電池組中的各單體蓄電池連接。

所述步驟（2）中通過(guò)電壓衰減模塊進(jìn)行衰減處理，所述電壓衰減模塊包括多個(gè)串聯(lián)連接的子衰減模塊，多個(gè)子衰減模塊分別與多個(gè)子調(diào)整模塊連接。

所述步驟（2）中對(duì)各單體蓄電池的差模電壓進(jìn)行衰減處理后，得到多路電壓信號(hào)，將多路電壓信號(hào)依次轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出。

所述步驟（3）中的閾值包括上限閾值和下限閾值，當(dāng)特征值大于上限閾值時(shí)，判定該單體蓄電池為故障電池；當(dāng)特征值小于下限閾值時(shí)，判定該單體蓄電池為無(wú)故障；當(dāng)特征值位于上限閥值與下限閾值之間時(shí)，對(duì)該單體蓄電池發(fā)出警告。

采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明能在蓄電池組對(duì)工作負(fù)載正常放電時(shí)，在線對(duì)其進(jìn)行直流電壓和溫度的被動(dòng)檢測(cè)，可快速檢測(cè)出蓄電池組中各單體蓄電池是否存在故障，不會(huì)對(duì)工作狀態(tài)的蓄電池組造成沖擊。

2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電池電壓巡檢、溫度測(cè)量、故障檢測(cè)三大功能一體化。

3、本發(fā)明能同時(shí)對(duì)蓄電池組中的所有單體蓄電池進(jìn)行檢測(cè)，快捷方便。

4、本發(fā)明經(jīng)中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院的檢測(cè)，優(yōu)于日本生產(chǎn)的交流阻抗法所生產(chǎn)的設(shè)備。

5、本發(fā)明中各單體蓄電池的電壓信號(hào)輸入多路復(fù)用模塊，各路信號(hào)的輸出阻抗極低，幅值變化不大，多路切換后ADC轉(zhuǎn)換模塊的采樣，能保持電路很快穩(wěn)定，最終能夠達(dá)到1mS時(shí)間完成掃描多路電壓信號(hào)的掃描。

6、本發(fā)明產(chǎn)品成本低，是直流放電法產(chǎn)品的1/2，是交流信號(hào)注入測(cè)量阻抗法產(chǎn)品的2/3。并且，本發(fā)明產(chǎn)品外觀為一長(zhǎng)方形盒體，其長(zhǎng)度為200-250mm，其寬度為120mm，其高度為50mm，具有體積小，測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。而由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂中電池箱空間狹窄，電磁干擾大，現(xiàn)有的直流放電法產(chǎn)品體積大，無(wú)法裝入；而現(xiàn)有的交流阻抗法產(chǎn)品無(wú)法正常工作，因此，僅本發(fā)明產(chǎn)品可以使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

一種蓄電池故障檢測(cè)方法，包括如下步驟：

（1）采集蓄電池組中各單體蓄電池的電壓，并調(diào)整各單體蓄電池的電壓；所述的調(diào)整是指扣除各單體蓄電池的共模電壓，得到各單體蓄電池的差模電壓。

本步驟中，通過(guò)電壓調(diào)整模塊采集并調(diào)整各單體蓄電池的電壓，所述電壓調(diào)整模塊包括多個(gè)串聯(lián)連接的子調(diào)整模塊，多個(gè)子調(diào)整模塊分別與蓄電池組中的各單體蓄電池連接。

本步驟中，所述調(diào)整是指扣除各單體蓄電池在蓄電池組中的共模電壓，并輸出各單體蓄電池的差模電壓。例如，以蓄電池組中第12節(jié)單體蓄電池為例，該節(jié)單體蓄電池正負(fù)極之間的相對(duì)電壓為12V，但第1~11節(jié)的串聯(lián)電壓為12*11=132V。故第12節(jié)電池的負(fù)極電壓為132V，該負(fù)極電壓為共模電壓；正極電壓為144V，電壓調(diào)整模塊的作用就是僅輸出第12節(jié)電池正、負(fù)極電壓的差模電壓：Vout = V(+) - V(-) = 144 - 132 = 12V。

（2）對(duì)各單體蓄電池的差模電壓進(jìn)行衰減處理，衰減處理后得到多路電壓信號(hào)，將衰減后的多路電壓信號(hào)依次轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出。

本步驟中，通過(guò)電壓衰減模塊進(jìn)行衰減處理，通過(guò)多路復(fù)用模塊將衰減處理后的電壓信號(hào)依次輸出，通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換模塊將多路復(fù)用模塊輸出的電壓信號(hào)依次轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。具體為：通過(guò)多路復(fù)用模塊先將多路電壓信號(hào)中的第一路電壓信號(hào)輸出，通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換模塊將該路電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出。依此類推，依次完成剩余電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換輸出。

本步驟中，電壓衰減比例=ADC轉(zhuǎn)換模塊最大輸入電壓/單體蓄電池的最高充電電壓，衰減后的各單體蓄電池的電壓信號(hào)送多路復(fù)用模塊。

本步驟中，所述電壓衰減模塊包括多個(gè)串聯(lián)連接的子衰減模塊，多個(gè)子衰減模塊分別與多個(gè)子調(diào)整模塊連接，子調(diào)整模塊和子衰減模塊的數(shù)量與蓄電池組中各單體蓄電池的數(shù)量相同，且三者為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（3）根據(jù)步驟（2）得到的多個(gè)數(shù)字信號(hào)計(jì)算出各單體蓄電池的特征值（計(jì)算特征值的方法參見專利號(hào)為201010198298.3的現(xiàn)有技術(shù)），將各特征值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若比較值大于閾值，則判定該單體蓄電池為故障電池，發(fā)出報(bào)警，若比較值小于閾值，則判定該單體蓄電池為無(wú)故障。

本步驟中，所述的閾值包括上限閾值和下限閾值，當(dāng)特征值大于上限閾值時(shí)，判定該特征值所對(duì)應(yīng)單體蓄電池為故障電池；當(dāng)特征值小于下限閾值時(shí)，判定該特征值所對(duì)應(yīng)單體蓄電池為無(wú)故障；當(dāng)特征值位于上限閥值與下限閾值之間時(shí)，對(duì)該特征值所對(duì)應(yīng)單體蓄電池發(fā)出警告。

本步驟中，通過(guò)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)，通過(guò)比較模塊預(yù)設(shè)閾值，通過(guò)繼電器報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警，通過(guò)主控模塊計(jì)算各單體蓄電池的特征值。具體原理為：ADC轉(zhuǎn)換模塊依次將多路電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出至主控模塊，主控模塊將各數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，并根據(jù)各數(shù)字信號(hào)計(jì)算出各單體蓄電池的特征值，再將各特征值與比較模塊中預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若比較值大于閾值，則判定該特征值所對(duì)應(yīng)單體蓄電池為故障電池，主控模塊控制繼電器報(bào)警模塊，若比較值小于閾值，則判定該特征值所對(duì)應(yīng)單體蓄電池為無(wú)故障，最后，由通訊模塊將比較結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)。其中，由于特征值和閾值均跟隨溫度的變化而變化，因此，在測(cè)量電壓的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的測(cè)量。

本發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳電機(jī)后備鉛酸蓄電池的組數(shù)一般為三組，而每組又包括18個(gè)單體蓄電池，因此可將電壓調(diào)整模塊中子調(diào)整模塊和電壓衰減模塊中子衰減模塊的數(shù)量均設(shè)置為18個(gè)。其中，18個(gè)子衰減模塊將經(jīng)18個(gè)子調(diào)整模塊調(diào)整后的18路電壓信號(hào)衰減至適合多路復(fù)用模塊和ADC轉(zhuǎn)換模塊的輸入范圍后，再將衰減后的信號(hào)發(fā)送至多路復(fù)用模塊中。由于各路信號(hào)的輸出阻抗極低，幅值變化較小，因此，多路切換后ADC轉(zhuǎn)換模塊的采樣能保持電路很快穩(wěn)定，進(jìn)而能夠達(dá)到1mS時(shí)間完成18路電壓信號(hào)的掃描。