[发明专利]一种铅酸蓄电池组寿命的预测方法

说明书

本发明公开了一种铅酸蓄电池组寿命的预测方法，定期活化蓄电池组，获取其活化充电容量，并以此获取每次定期活化的时间t与对应充电容量S_c的变量点(t，S_c)；将每次活化后所得的变量点(t，S_c)归化到对应的正常容量点(t_i，S_ci)，其中i为对应定期活化的次数；调用最小二乘法，根据正常容量点(t_i，S_ci)拟合出一条充电容量S_c与时间t的抛物线函数S_c＝at²+bt+c，以作为蓄电池组寿命的预测曲线，其中a、b、c为抛物线的相关系数。本发明提高了预测的准确度，且适用于各种蓄电池组，预测成本较低；本发明采用单一的参数进行预测，降低了计算复杂度。

技术领域

本发明涉及配电网领域，特别是一种铅酸蓄电池组寿命的预测方法。

背景技术

铅酸蓄电池作为传动、保护、控制和通信的独立直流电源，被广泛应用于配电网自动化系统中，当发生交流供电故障或正常市电中断时发挥“独立电源”的作用，为合闸操作机构分合闸、配电终端设备运行提供电能。因此，蓄电池稳定、可靠、安全运行对配电网自动化具有十分重要的意义。

配电网中蓄电池安装多处于户外，运行环境恶劣，加上对蓄电池使用不当，容易导致蓄电池内部水损失、极板腐蚀，造成蓄电池容量下降，性能降低。随着蓄电池分布越来越广、数量越来越多，而相对的运维人员较少且运维方式简单，致使无法及时检测蓄电池，很多情况下都是在发生事故断电后才发现电池容量严重劣化，严重危及人身安全及造成巨大经济财产损失。

因此在线预测铅酸蓄电池劣化程度变得日趋重要，然而容量检测由于受到大量因素(温度、电压、充放电电流及次数、放电深度、内阻、溶液的密度、使用时间、自放电等)的影响，难以准确进行在线预测，且目前唯一准确的获取电池剩余容量方式为离线核对性放电实验，其放电试验时间之长，从而给检测带来了诸多不便。

现有技术电池失效预测的方法目前主要集中在三个方向：

1.单一参数内阻分析法：

依据电池老化后SOH下降，进而内阻增大，即通过SOH与内阻呈高度的非线性来预测电池寿命。

其中，SOH(State ofHealth)即电池的健康度，由下面公式表示：

SOH＝当前电池最大容量/电池标称容量×100％。

SOH以百分比反映了电池当前的容量能力，对于一块新的电池，其SOH往往是大于等于100％，随着电池的老化，SOH逐渐下降，IEEE标准1188.1996中规定当电池容量能下降到80％，即SOH<80％时，电池就应该被更换。

2.EIS(电化学阻抗谱)分析法：

是现阶段最复杂的检测方法，其思想是对电池注入多个不同频率的正弦信号，用模糊逻辑对采集的数据进行分析以估计电池的性能。该方法需要事前做大量数据采集分析，得到该类型电池的特征。这种方法对己知型号电池的性能估计有比较理想的准确性。

3.多输入参数估计方法：

即基于数据驱动的参数估计方法，从失效机理中找出特征量进行分析预估，有通过放电特征曲线陡降复升段的各不同电压特性进行预测分析的，有通过从蓄电池放电过程中多个影响因素(如温度、放电电流、内阻、上次放点深度、浮充电压、浮充保持时间及本次放电深度等)数据中挖掘SOH规律。常用的包含各种优化了的神经网络法(模糊神经网络、GA-Elman神经网络)、支持向量机法等较为先进的方法，这些算法具有预测时间短、准确度高等优点。

其中，基于单一的内阻参数的寿命预测缺点在于：内阻在电池容量下降25％～30％后才会出现明显变化，而目前失效80％判为失效，所以通过内阻测量方式精度方面偏差很大。