CN105449299A - 一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，通过远程调低设置的浮充电压设定值进行蓄电池在线放电和远程调回原设置的浮充电压设定值进行蓄电池在线充电；该方法还提供蓄电池容量的计算。本发明实现深度放电、自动监控、批量操作、定时操作。

Description

一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法

技术领域

本发明涉及移动基站蓄电池领域，尤其涉及一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法。

背景技术

在电网历年的通信事故中，由于通信电池故障或交流停电而导致通信设备停电、通信中断的事故占的比例颇大，通信电源作为通信***的“供应站”，其运行的可靠性和安全性已越来越成为通信运行中的一个重要因素。因此，各通信站点的电源和蓄电池应定期进行巡视和检查，保证做到蓄电池每年进行容量试验或核对性放电试验，且电源和蓄电池的告警必须接到有人值班的地方，以此来保证通信电源和蓄电池运行的可靠性和安全性，进而提高整个通信设备运行的可靠性和安全性。

由蓄电池构成的移动基站的蓄电池组是基站的后备电源，当市电停电时，利用蓄电池组给设备供电，以保持通信的畅通。通常，基站使用开关电源给设备供电，同时也给蓄电池组充电；给蓄电池组均充充电充满后转为浮充充电；浮充充电是为补偿蓄电池自放电的损耗，使蓄电池保持充满电的状态，以保证停电时蓄电池能够满负荷供电；蓄电池是长期运行在浮充状态。通常，业内将蓄电池组中的单个蓄电池称作“单体电池”。

实现蓄电池的放电和充电，目前有2种做法，一是采用人工对蓄电池进行维护。人工维护的方式是，维护人员每季巡检一次，对落后电池采用脱线维护，即将蓄电池断电后从蓄电池组中取下来维护，电压高了就放电，欠压的就补充电。过充或欠充的电池长期在过充或欠充状态下工作，靠每季维护一次是远远不够的。随着移动基站不断增多，维护力量明显不足。况且人工维护劳动强度大，人工交通费用高，这种滞后、粗放型的人工维护，根本满足不了蓄电池所需要的实时在线精细维护。

二是通过已经建立的开关电源监控***，通过远程逐一调低开关电源的浮充电压通道进行放电，放电完成后再通过回调命令进行充电。如《蓄电池的远程放电与监控》（《电力***通信》第27卷第163期第75页）公开了通过设置蓄电池放电的终止电压实现蓄电池自动终止放电，转为均充状态，并未提及充电操作。该方法仅能单一进行远程放电，放电过程得时刻关注，以便放电完成及时回充。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种深度放电、自动监控、批量操作、定时操作的基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，该方法还提供蓄电池容量的计算。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，包括如下步骤：

S1、远程调低设置的浮充电压设定值进行蓄电池在线放电；

S2、根据模块电流大小判断放电是否成功；

S3、根据电池组电压或蓄电池电流大小判断放电是否完毕；

S4、远程调回原设置的浮充电压设定值进行蓄电池在线充电；

S5、根据模块电流大小判断充电是否成功；

S6、根据蓄电池电流大小判断充电是否完毕。

蓄电池充放电的原理为包括如下阶段：

（1）初始状态，开关电源的浮充电压与电池组电压相等，等于蓄电池浮充状态下的电压，此时开关电源与蓄电池之间电压差为零，电流约为0，称为高压浮充状态；

（2）调低开关电源浮充电压，此时开关电源控制断开整流模块，电池与负载接通，蓄电池进行放电操作。蓄电池电压逐降低，放电电流逐渐降低，称为放电过程；

（3）在放电的过程中随着蓄电池电压的降低，最终与开关电源的浮充电压相等，此时电流趋向0，称为欠充状态；

（4）调高开关电源浮充电压时，开关电源除了给设备供电的同时给蓄电池充电。蓄电池电压逐步升高，电流逐渐减小，该过程称为充电过程；

（5）在充电的过程中随着蓄电池电压的升高，最终与开关电源的浮充电压相等，此时电流趋向0，称为浮充状态。

具体地，所述步骤S1中调低后的浮充电压设定值为48V。

步骤S2具体判断方法为检查电池组的模块电流是否<-3,且持续1分钟以上，是则判断为放电成功。

所述步骤S3具体判断方法为通过电压或者电流判断，如果电池组电压等于浮充电压或者蓄电池电流大于>-0.1A并持续一分钟，则判断放电结束。

所述步骤S5具体判断方法为检查电池组的模块电流是否>3A,且持续1分钟以上，是则判断充电成功。

所述步骤S6具体判断方法为通过电流判断，蓄电池电流大于>0.1A并持续一分钟，则判断充电结束，电池达到浮充状态。

进一步地，在步骤S1前还包括如下步骤：

S01、判断能否进行放电操作：采集放电局站的开关电源各种参数，判断是否有市电停电告警、欠压告警、通信中断告警，有则不进行放电操作；

S02、设置参数值：若判断进行放电操作，则进行直流欠压告警值设置。

在步骤S01之前远程选择一个或一个以上要操作放电的局站。

本发明还设有后台服务器实时记录蓄电池相关的温度、蓄电池电压、平均电流、放电时间、充电时间、放出电量、充电电量，用于统计蓄电池性能，包括远程放电记录及基站停电的自然放电记录。

后台服务实时监控蓄电池电压电流值，只要符合充放电事件就记录。结合相关的记录报表，可以得到蓄电池充放电电压曲线、放电平均电流、平均电量等关键信息。

蓄电池容量的计算，预知蓄电池的容量及可能的隐患亦至关重要。因为蓄电池组中某单个电池容量偏小（落后电池），放电时提前终止放电，造成整组蓄电池放电时间提前终止。或者蓄电池组中有一个电池损坏（故障电池），则整组电池不能工作，造成通讯中断的事故。

在整个放电过程中动态计算蓄电池的电压、电流情况，依据如下公式进行容量估算：

（1）放出电池容量=放电时长*放电平均电流；

放电平均电流=放电时间内的蓄电池1平均电流+放电时间内蓄电池2的平均电流+……+放电时间内蓄电池n的平均电流；

蓄电池1/2/……/n的平均电流=电池1/2/……/n存储的电流所有值÷存储次数；存储的电流所有值为后台服务器实时记录的放电时间内蓄电池电流的所有值之和；

（2）蓄电池实际容量估算：蓄电池实际估算容量=放出电池容量/S，其中S为变量，S为设定值或缺省值。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）现有技术一般通过单一下调浮充电压，多数情况下无法进行深度放电，本本发明通过下调相关设置通道，可以进行更深度的放电及避免产生电池低压告警；

（2）节省人力成本：通信基站数量多，一个地市单一运营商基本有2000个以上，发布区域广，大量分布在市郊及边远山区，如果是人工到基站进行充放电维护，平均每人每天仅能房2个左右的基站。以1年至少两次的充放电维护要求技术，人力成本(2000*200*2)/2=40万，全省10000个站计算，成本至少是每年200万的人力成本。使用该远程放电方法，每天单批次能1000个基站一起放电，对于绝大部分监控状况正常的基站都可以无人值守充放电，只有少数通信不正常或者开关电源模块不支持的设备才需人工干预,大大节省人力成本；

（3）对蓄电池充放电维护记录精准可靠：传统的人力定期巡检充放电，一般只是按季度或者半年巡检一次进行充放电，维护力度不够。部分基站常年市电供正常只有在巡检时才进行一次充放电，部分基站本身在市电中断情况下已经多次进行深度充放电，无需重复进行充放电维护。利用该方法可以记录蓄电池在平常状态下是否已经自然放电，结合远程放电记录，可以得到更科学的蓄电池充放电维护记录；

（4）通过实时的监控，记录充放电的持续时长，及时发现电池的质量的好坏，是否达到了要更换的状态。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的流程示意图；

图3为实施例1测试的放电时间电压曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

如图2，一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，包括如下步骤：

步骤1：通过选择要放电的局站（可批量），进行放电操作；

步骤2：判断能否进行放电操作：采集放电局站的开关电源各种参数，判断是否有市电停电告警，欠压告警，通信中断告警。有则不进行放电操作；

步骤3:设置参数值进行放电：进行直流欠压告警值设置，设置该值是为了在放电过程中不产生欠压告警,，调低浮充电压设置值；该步骤并未画出；

步骤4：检测放电是否成功：通过设置命令后检查电池组的模块电流是否<-3,并持续1分钟以上，是则说明放电成功；

步骤5：判断是否放电完毕：通过电压或者电流判断，如果电池组电压等于浮充电压或者蓄电池电流大于>-0.1A并持续一分钟，则说明放电结束；

步骤6：回设参数：把直流电压及浮充电压回设回原来发浮充状态的值；该步骤并未画出；

步骤7：检测充电是否成功：通过设置命令后检查电池组的模块电流是否>3A,并持续1分钟以上，是则说明充电成功；

步骤8：判断是否充电完成：通过者电流判断，蓄电池电流大于>0.1A并持续一分钟，则说明充电结束，电池达到浮充状态。

以上8步骤完成一个充放电流程。其中，原浮充电压设置值为53.5V，下调后浮充电压设置值48V，电池组电压为53.5V。

如图1，蓄电池充放电的原理为包括如下阶段：

（6）初始状态，开关电源的浮充电压与电池组电压相等，等于蓄电池浮充状态下的电压，此时开关电源与蓄电池之间电压差为零，电流约为0，称为高压浮充状态；

（7）调低开关电源浮充电压，此时开关电源控制断开整流模块，电池与负载接通，蓄电池进行放电操作。蓄电池电压逐降低，放电电流逐渐降低，称为放电过程；

（8）在放电的过程中随着蓄电池电压的降低，最终与开关电源的浮充电压相等，此时电流趋向0，称为欠充状态；

（9）调高开关电源浮充电压时，开关电源除了给设备供电的同时给蓄电池充电。蓄电池电压逐步升高，电流逐渐减小，该过程称为充电过程；

（10）在充电的过程中随着蓄电池电压的升高，最终与开关电源的浮充电压相等，此时电流趋向0，称为浮充状态。

本实施例还设有后台服务器实时记录蓄电池相关的温度、蓄电池电压、平均电流、放电时间、充电时间、放出电量、充电电量，用于统计蓄电池性能，包括远程放电记录及基站停电的自然放电记录。

后台服务实时监控蓄电池电压电流值，只要符合充放电事件就记录。结合相关的记录报表，可以得到蓄电池充放电电压曲线、放电平均电流、平均电量等关键信息。

蓄电池容量的计算，预知蓄电池的容量及可能的隐患亦至关重要。因为蓄电池组中某单个电池容量偏小（落后电池），放电时提前终止放电，造成整组蓄电池放电时间提前终止。或者蓄电池组中有一个电池损坏（故障电池），则整组电池不能工作，造成通讯中断的事故。

在整个放电过程中动态计算蓄电池的电压、电流情况，依据如下公式进行容量估算：

（1）放出电池容量=放电时长*放电平均电流；

放电平均电流=放电时间内的蓄电池1平均电流+放电时间内蓄电池2的平均电流+……+放电时间内蓄电池n的平均电流；

蓄电池1/2/……/n的平均电流=电池1/2/……/n存储的电流所有值÷存储次数；存储的电流所有值为后台服务器实时记录的放电时间内蓄电池电流的所有值之和；

（2）蓄电池实际容量估算：蓄电池实际估算容量=放出电池容量/S，其中S为变量，S为设定值或缺省值。

缺省值如下表：

放电终止电压（V）	S
		49	0.3
48.5	0.43
		48	0.54
47.5	0.63
		47	0.71
46.5	0.78
		46	0.84
45.5	0.89
		45	0.93
44.5	0.96
		44	0.98
43.2	1

本实施例测量一组实验数据如下：

测量对象，某品牌蓄电池，初始状态蓄电池电压53.5V，在放电过程中每分钟记录一次电压及电流值。所述电压及电流值为通过接在电池组上的开关电源设备定时采集得到的数值。

时间T（分钟）	电流值I（A）	电压值U（V）
			09:43	20.6	54
09:45	20．3	53.24
			09:46	19.9	52.15
09:48	19.1	52.14
			09:49	18.7	51.15
09:51	18.3	51.15

测试的放电时间电压曲线图如图3，从图3可得：

放电时间=09:51:00-09:43:00=8/60(小时)

放电平均电流=（20.6+20.3+19.9+19.1+18.7+18.3）/6=20.10(安)

放出电池容量=放电时长*放电平均电流

=8/60*20.10

=2.68(安时)

蓄电池实际估算容量=放出电池容量/S，其中S为变量，该品牌的蓄电池的S在51V时给定值为0.135根据公式得

电池实际估算容量=放出电池容量/S

=2.68/0.135

=19.852（安时）

上述计算公式的电流单位为A，电压单位为V，时间单位为小时，电池用量单位为AH(安时)。

其中，给定值为放电后剩余电量的估算值，该估算值为多次试验后的经验值。

Claims (10)

1.一种基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、远程调低设置的浮充电压设定值进行蓄电池在线放电；

S2、根据模块电流大小判断放电是否成功；

S3、根据电池组电压或蓄电池电流大小判断放电是否完毕；

S4、远程调回原设置的浮充电压设定值进行蓄电池在线充电；

S5、根据模块电流大小判断充电是否成功；

S6、根据蓄电池电流大小判断充电是否完毕。

2.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，所述步骤S1中调低后的浮充电压设定值为48V。

3.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，步骤S2具体判断方法为检查电池组的模块电流是否<-3,且持续1分钟以上，是则判断为放电成功。

4.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，所述步骤S3具体判断方法为通过电压或者电流判断，如果电池组电压等于浮充电压或者蓄电池电流大于>-0.1A并持续一分钟，则判断放电结束。

5.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，所述步骤S5具体判断方法为检查电池组的模块电流是否>3A,且持续1分钟以上，是则判断充电成功。

6.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，所述步骤S6具体判断方法为通过电流判断，蓄电池电流大于>0.1A并持续一分钟，则判断充电结束，电池达到浮充状态。

7.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，在步骤S1前还包括如下步骤：

S01、判断能否进行放电操作：采集放电局站的开关电源各种参数，判断是否有市电停电告警、欠压告警、通信中断告警，有则不进行放电操作；

S02、设置参数值：若判断进行放电操作，则进行直流欠压告警值设置。

8.根据权利要求7所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，在步骤S01之前远程选择一个或一个以上要操作放电的局站。

9.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，还设有后台服务器实时记录蓄电池相关的温度、蓄电池电压、平均电流、放电时间、充电时间、放出电量、充电电量，用于统计蓄电池性能。

10.根据权利要求1所述基于浮充电压的蓄电池远程充放电方法，其特征在于，在整个放电过程中动态计算蓄电池的电压、电流情况，依据如下公式进行容量估算：

（1）放出电池容量=放电时长*放电平均电流；

放电平均电流=放电时间内的蓄电池1平均电流+放电时间内蓄电池2的平均电流+……+放电时间内蓄电池n的平均电流；

蓄电池1/2/……/n的平均电流=电池1/2/……/n存储的电流所有值÷存储次数；存储的电流所有值为后台服务器实时记录的放电时间内蓄电池电流的所有值之和；

（2）蓄电池实际容量估算：蓄电池实际估算容量=放出电池容量/S，其中S为变量，S为设定值或缺省值。