一种蓄电池电源管理系统的制作方法

本发明涉及电源管理系统，具体是指一种蓄电池电源管理系统。

背景技术：

1、矿用铅酸电池组是由多个电池单体组成，每个单体电池额定dc2v。如果额定电压为dc100v的电池组，则需要50块单体电池串接得到。如果需要更高电压等级还需要串接更多电池单体。

2、若电池组中某一块单体电池损坏或容量下降则会影响整体电池组性能，且无可靠检测手段检测确定故障单体，长期这样使用还会加速整体电池组老化或损坏，为此，我们提出了一种蓄电池电源管理系统。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种蓄电池电源管理系统，为了解决上述提出的技术缺陷。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种蓄电池电源管理系统，包括电池数据监测模块、电源热风险分析模块、电池荷电状态分析模块、电池健康状态分析模块、电源管理控制终端和云数据库，所述电池数据监测模块，用于对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数进行实时监测获取，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数；

3、电源热风险分析模块，用于对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数进行热风险分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的热风险系数；

4、电池荷电状态分析模块，用于对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的荷电状态值进行实时分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数；

5、电池健康状态分析模块，用于对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值进行实时分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康系数；

6、电源管理控制终端，用于对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数和电池健康系数进行对比分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行信号；

7、云数据库，用于对蓄电池中各单体电池对应各运行时段的运行参数进行存储，同时对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行信号进行记录。

8、进一步地，所述蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数包括蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流值、电阻值、过电位值。

9、进一步地，所述对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数进行实时监测获取的方式如下：

10、通过在蓄电池中各单体电池的正负极两端安装电阻测量模块，对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流值和电压值进行实时监测获取，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流值和电压值；

11、通过欧姆定律计算公式进行蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电阻值进行计算，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电阻值；

12、从蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电压值中获取各单体电池对应各运行时段中的端电压和开路电压，通过将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的端电压和开路电压进行对比，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的过电位值。

13、进一步地，所述对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数进行热风险分析，具体的分析方式如下：

14、通过在蓄电池内部设置的温度传感器对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的环境温度进行实时监测采集，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的环境温度，记为htij，i表示各单体电池的编号，i＝1,2，……，n，n表示各单体电池编号的总数，j表示各运行时段的编号，j＝1,2，……，m，m表示各单体电池编号的总数；

15、从蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数中获取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流值、电阻值以及过电位值，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流值、电阻值和过电位值，记为yi ij、yrij和yηij；

16、依据公式*w3计算出蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的热风险系数trij,其中w1、w2和w3分别表示为对应设定的权值因子；

17、从云数据库中获取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中预设的热风险系数阈值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的热风险系数与预设的热风险系数阈值进行对比，若蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的热风险系数大于预设的热风险系数阈值，则表示蓄电池中该单体电池对应该运行时段中的工作状态存在过热风险，生成过热信号，反之，则表示蓄电池中该单体电池对应该运行时段中的工作状态不存在过热风险，生成正常信号。

18、进一步地，所述对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的荷电状态值进行实时分析，具体的分析方式如下：

19、从云数据库中获取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的初始荷电状态，记为同时从云数据库中获取蓄电池中各单体电池的额定容量，记为，记为qcij；

20、从蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数中提取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流起始值和电流终点值，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流起始值和电流终点值，分别记为和

21、依据公式计算出蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的荷电状态值；

22、从蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的荷电状态值中获取最高荷电状态值和最低荷电状态值，同时将蓄电池中各单体电池的荷电状态值进行求和后除以各单体电池的编号总数，得到蓄电池的平均荷电状态值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的最高荷电状态值和最低荷电状态值进行作差后除以蓄电池的平均荷电状态值，将得到的数据乘以百分百，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数。

23、进一步地，所述对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值进行实时分析，具体的分析方式如下：

24、从蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数中提取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的监测电阻值，从云数据库中提取蓄电池中各单体电池的初始电阻值，将蓄电池中各单体电池的初始电阻值与蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的监测电阻值作比，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值；

25、将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值进行求和后除以各单体电池的编号总数，得到蓄电池中的健康状态平均值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值和蓄电池中的健康状态平均值进行差值计算，得到蓄电池中各单体电池的健康状态偏差值，计算蓄电池中各单体电池健康状态偏差值的平方后进行求和，再将和值除以各单体电池的编号总数，最后对结果进行平方根计算，得到蓄电池的健康状态差值；

26、将蓄电池的健康状态差值和蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值进行作比，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康离散值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值和蓄电池中的健康状态平均值进行作比，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康分布值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康离散值和电池健康分布值分别乘以相对应的权重因子，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康系数。

27、进一步地，所述对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数和电池健康系数进行对比分析，具体的对比分析方式如下：

28、从云数据库中获取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中预设的电池性能系数阈值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数与预设的电池性能系数阈值进行对比，若蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数大于预设的电池性能系数阈值，则表示蓄电池中各单体电池之间的荷电状态值差值大，生成电池不稳定信号，反之，则表示蓄电池中各单体电池之间的荷电状态值一致，生成电池稳定信号，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池不稳定信号和电池稳定信号均通过终端上设置的显示器进行实时显示，对于蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池不稳定信号分配人员对发出电池不稳定信号的单体电池进行检查、维护和更换操作；

29、从云数据库中获取蓄电池中各单体电池对应各运行时段中预设的电池健康系数阈值，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康系数与预设的电池健康系数阈值进行对比，若蓄电池中某单体电池对应某运行时段中的电池健康系数大于预设的电池健康系数阈值，则表示蓄电池中该单体电池对应该运行时段的电池健康状态差，生成电池健康异常信号，反之，则表示蓄电池中该单体电池对应该运行时段的电池健康状态稳定，生成电池健康稳定信号，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康异常信号和电池健康稳定信号均通过终端上设置的显示器进行实时显示，对于蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康异常信号分配人员对发出电池健康异常信号的单体电池进行检查、维护和更换操作。

30、本发明的有益效果：

31、1、本发明中通过蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行参数进行获取，根据实时监测获取的运行参数进行蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态分析，从而实现对蓄电池中各单体电池的健康管理调控。

32、2、本发明中通过对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电流值、电阻值以及过电位值结合蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的环境温度进行综合计算分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的热风险系数，让蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的工作状态进行过热分析，从而能够对蓄电池中各单体电池的异常运行状态进行及时响应，避免因为电池组中某一块单体电池工作状态损坏，影响整体蓄电池的性能。

33、3、本发明中通过对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的初始荷电状态、额定容量、电流起始值和电流终点值进行综合分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的荷电状态值，再通过对蓄电池中各单体电池的荷电状态一致性进行稳定性分析，在很大程度上提升了对蓄电池中各单体电池的健康状态分析结果准确性。

34、4、本发明中通过对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电阻值进行分析计算，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值，再通过对蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的健康状态值的离散分析和分布分析，得到蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康系数，根据蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康系数分析结果，实现对蓄电池中健康状态异常的单体电池进行及时更换，保证蓄电池的正常使用，在很大程度上提升了对蓄电池的使用寿命。

35、5、本发明中通过将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池性能系数与预设的电池性能系数阈值进行对比分析，生成电池稳定信号和电池不稳定信号，将蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的电池健康系数和预设的电池健康系数阈值进行对比分析，生成电池健康异常信号和电池健康稳定信号，由电池稳定信号和电池不稳定信号以及电池健康异常信号和电池健康稳定信号共同组成蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行信号，并且根据蓄电池中各单体电池对应各运行时段中的运行信号进行蓄电池的检查、维护和更换操作，保证对蓄电池中各单体电池的使用安全性。