基于模拟量监控的远程蓄电池容量在线测试方法

黄勇达

（温州市创力电子有限公司，浙江 温州 325015）

蓄电池作为备用电源在通信供电系统中起着极其重要的作用。在交流供电系统失电或其它事故状态下，蓄电池是提供电力供应的重要保障，是整个通信供电系统的最后一道保障。蓄电池组一旦出现问题，会造成设备停运及其它重大运行事故。通信基站分布广、数量多，每年运营商都要投入大量的人力、物力、财力从事基站蓄电池的维护工作，因此，采用在线方式对蓄电池容量测试进行预估，进一步加强蓄电池的维护管理，提高蓄电池的运行质量，保证通信局（站）的供电安全，有效延长蓄电池的使用寿命，成为运维部门急待解决的问题。

远程蓄电池在线测试系统通过实时监测蓄电池运行情况，及时发现落后电池，并估算蓄电池组的剩余容量，判断蓄电池是否需要维护和更换；该系统平台建立了蓄电池组的健康状况情况表，方便随时查看蓄电池组的健康状况，最大限度地减少电池故障引发的基站通讯异常。

1 远程蓄电池容量在线测试技术实现原理

1.1 蓄电池容量测试技术原理

本次容量测试项目使用的设备主要采用高速和高精度的AD转换器进行测量。该转换器可快速地获取电压及电流的数据，当市电停电电池离线放电时，在开始放电的几分钟内可对蓄电池电压曲线的变化率进行跟踪，获取大量数据，经过模型计算即可测试出蓄电池的容量。

模型记录了大量的历史数据，对不同厂商、不同品牌和不同型号的电池数据进行分类，同时在电池型号的基础上还要对电池在不同的温度、不同的放电电流下的数据再次进行分类，在系统内部建立强大的基础数据库。本数据库模型积累了公司十几年在电池维护中获取的数据，并融合了国内几十位电源专家的蓄电池维护经验与要求。系统在开始计算时通过查找内部的基础数据获得电池的内部参数，同时把当前采集的数据如：某一时段电压曲线的变化率代入内部函数估算出电池容量。

对采集设备的要求：

采集速度要快，一秒钟达到一千次以上。

采集精度要高，需要达到万分之五的精度以上。

1.2 蓄电池电导测试技术原理

本项目电导（或内阻）测量采用正弦波方式：在电池二端施加一个正弦波交流信号（电流约1 A，频率约为10 Hz），通过测得电压、电流的变化，以交流电流分量与交流电压分量之比，计算得到电池的交流电导（或者内阻）。电导（或内阻）测试方法快速简便，并可实时在线测试，有助于发现失效电池，尤其对电池是否失水的检测比较敏感，对于快速了解电池性能及其变化，发现落后电池具有重要的参考意义。

1.3 系统软件分析

系统软件通过前端采集模块实时采集设备中的高精度数据到系统，形成一个实时分析数据库；同时系统会启动数据分析模块。数据分析模块首先把实时数据作为参数通过内部基础数据库进行一系列计算得出各种各样的电池参数信息，其次它通过历史维护数据对当前的电池参数进行综合分析，计算出各参数的权重值，最后通过权重查表的方式计算了每个电池的容量信息，并把容量信息回写到分析结果数据库。在放电的整个过程中不断地重复上面的计算过程，进行放电曲线拟合来进行容量预估算。

2 远程蓄电池容量在线测试技术创新点

蓄电池容量在线测试技术的新特点。

（1）采用高速及高精度的AD转换器对电池的参数进行测量，在电池放电的短时间内即可测试出电池的容量。

（2）首次实现对24节电池的电导实时在线测量。以往蓄电池的电导只能通过便携式设备进行定期的测量。

（3）本测试系统在底端存储历史数据，最大存储数据容量可达到5000多条，存储放电曲线50次，一方面，可克服模拟量监控系统数据采集频率低的缺陷；另一方面，可解决由于网络传输数据丢失的现象。

（4）本测试系统可利用由于停电引起的放电数据来对电池的容量及特性进行分析，估算出电池的实际容量及时发现落后电池。

系统采用蓄电池精细化管理方案，可带来以下好处。

（1）可以对蓄电池的生命周期的一些参数进行管理，如：从蓄电池的投入使用、维护过程（记录），同时系统还会分析这种品牌的使用年限、更换信息等与蓄电池的生命周期相关的参数。

（2）可以对超过维护期限但又未放电的蓄电池进行统计，并自动提醒维护人员。

（3）系统可以远程控制基站电源，实现蓄电池的充放电维护。

（4）增加不同厂商性能对比，为设备选型和维护提供可分析的基础数据。

（5）可以跟踪电池的电导历史数据变化，精确地定位电池的好坏。

3 结 论

综上所述，通过实时监测蓄电池的运行参数（单体电压、总电压、充放电电流、环境温度、标测温度、组容量、单体容量、电导等），综合测量判断电池性能及变化趋势以及显示报警功能，系统软件结合创力蓄电池容量预估模型，可以有效解决远程蓄电池远程维护问题，减少维护人员下基站做容量测试的次数，提高网络运维护部门的维护效率，为基站维护信息化、网络化、智能化打下良好基础。

［1］ JRand D A.阀控式铅酸蓄电池［M］.北京：机械工业出版社2007.