[发明专利]测量阀控铅酸蓄电池荷电状态的方法和装置

权利要求书

1.一种测量阀控铅酸蓄电池荷电状态的方法，包括步骤：

A.针对不同型号的阀控铅酸VRLA蓄电池，用常规方法将其充电至额定容量后，分阶段使之放电至不同的荷电状态SOC，分别测出各该SOC下所述VRLA蓄电池的谐振频率f_r；

B.将实施上述步骤A，针对每一种型号的VRLA蓄电池测得其{f_r，SOC}数据集后，贮存在掉电可保存的数据存储器内；

C.在需要测量SOC的所述VRLA蓄电池正、负极端子上施加扫频交流信号，连续改变该交流信号的频率，直至所述被测蓄电池内阻抗表现为纯电阻，此时施加的交流信号频率即为所述被测蓄电池在当时SOC的谐振频率f_r；

D.将实施步骤C所获f_r值输入微处理器，利用贮存在所述掉电可保存的数据存储器内、同被测蓄电池同样型号的VRLA蓄电池的{f_r，SOC}数据集，通过线性插值的方法得到相对应的SOC，此即所测该蓄电池当时的SOC，亦即它当时拥有的剩余电量，用百分数％表示。

2.按照权利要求1所述测量阀控铅酸蓄电池荷电状态的方法，其特征在于：

步骤A中所述“测出各该SOC下所述VRLA蓄电池的谐振频率f_r”，包括步骤：

A1.以“恒流-恒压-涓流”的三阶段充电方式对所述蓄电池进行充电，在充电过程完成后将电池静置120分钟；

A2.在25±0.2℃的环境温度下以10小时放电率对电池进行恒流放电。放电过程中，采用安时计量法实时记录蓄电池的剩余电量，并将此值作为其SOC的真实值；

A3.在步骤A2所述蓄电池正、负极端子上施加扫频交流信号，连续改变施加交流信号的频率，直至所述被测蓄电池的内阻抗表现为纯电阻，此时施加的交流信号频率即为该蓄电池在该SOC的谐振频率f_r。

3.按照权利要求1或2所述测量阀控铅酸蓄电池荷电状态的方法，其特征在于：

所述VRLA蓄电池的谐振频率f_r的测量，包括步骤：

B1.在被测VRLA蓄电池正、负极两端施加频率受控于扫描电压的交流激励信号u，得到该蓄电池两端的交流响应电压u′；

B2.将激励信号u与响应电压u′进行混频处理后得到信号s_T；

B3.将所述信号s_T经滤波后，输出的控制电压t_T负反馈到步骤B1所述扫描电压，改变施加在被测VRLA蓄电池正、负极两端的交流信号u的频率f；

B4.步骤B1至B3重复进行，直至所述输出信号t_T为零时，扫描电压控制的交流信号u的频率f，即为所述VRLA蓄电池的谐振频率f_r。

4.一种测量阀控铅酸蓄电池荷电状态的装置，其特征在于：

包括智能控制模块(10)、扫频信号发生模块(20)、电流电压采样模块(30)和采样信号处理模块(40)；被测阀控铅酸蓄电池(60)同扫频信号发生模块(20)和电流电压采样模块(30)电连接；

智能控制模块(10)输出控制电压，驱动扫频信号发生模块(20)输出频率受控于所述控制电压变化的交变电压信号施加于所述被测蓄电池(60)上，由电流电压采样模块(30)同步采样流经被测蓄电池(60)的交变电流和该蓄电池(60)的交变响应电压，输入至采样处理模块(40)，经采样信号处理模块(40)的移相、滤波、混频和鉴相后，输出控制电压负反馈至智能控制模块(10)，令扫频信号发生模块(20)不断改变输出交流信号的频率，直至输出交流信号频率为被测蓄电池当时SOC的谐振频率f_r才停止改变，并将此时所获取的f_r在智能控制模块(10)内通过对比和插值预先贮存其内的{f_r，SOC}数据集，得到该被测蓄电池(60)相应的荷电状态，经人机界面显示出来。