VRLA蓄電池組在線診斷技術(shù)要求和測(cè)試方法（YDB050—2010）

　　1范圍

　　本技術(shù)報(bào)告規(guī)定了通信用閥控式密封鉛酸蓄電池組在線診斷技術(shù)的定義、要求、測(cè)試方法、驗(yàn)證方法，但不包括在線診斷的具體實(shí)現(xiàn)或操作方法。

　　本技術(shù)報(bào)告適用于通信用閥控式密封鉛酸蓄電池組。

　　2規(guī)范性引用文件

　　下列文件中的條款通過(guò)本技術(shù)報(bào)告的引用而成為本技術(shù)報(bào)告的條款。凡是標(biāo)注日期的引用文件，其后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用本技術(shù)報(bào)告，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本技術(shù)報(bào)告達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不標(biāo)注日期的引用文件，其最新版本適用本技術(shù)報(bào)告。

　　GB/T 2900.41-2008術(shù)語(yǔ)和定義原電池和蓄電池

　　YD/T 799通信用閥控式密封鉛酸蓄電池

　　YD/T 1363.1-2005通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第1部分：系統(tǒng)技術(shù)要求

　　YD/T 1363.3-2005通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第3部分：前端智能設(shè)備協(xié)議

　　YD/T 1363.4-2005通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第4部分：測(cè)試方法

　　3術(shù)語(yǔ)和定義

　　GB/T 2900.41-2008和下列術(shù)語(yǔ)及定義適用于本技術(shù)報(bào)告。

　　3.1

　　蓄電池在線診斷技術(shù)technology of battery on-line diagnosis

　　在蓄電池組不退出電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行條件下，使用儀器或裝置對(duì)蓄電池性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，并采用一定的計(jì)算方法或數(shù)學(xué)模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出蓄電池容量和狀態(tài)的一種方法。

　　3.2

　　電池單元cell

　　直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N電源，是由電極、電解質(zhì)、容器、極柱、通常還有隔離層組成的基本功能單元。

　　3.3

　　單體電池monobloc battery

　　由一個(gè)或多個(gè)電池單元組裝在一個(gè)多間隔殼體內(nèi)的電池。

　　注：在本技術(shù)報(bào)告中所指蓄電池均指單體電池，除非另有說(shuō)明。

　　3.4

　　額定容量rated capacity

　　在規(guī)定的條件下，由蓄電池制造廠標(biāo)明的，蓄電池完全充電后所應(yīng)提供的電量，用Crt表示，單位為Ah。

　　3.5

　　實(shí)際容量actual capacity

　　在規(guī)定的條件下，蓄電池完全充電后實(shí)際所能提供的電量，用Ca表示，單位為Ah。

　　3.6

　　蓄電池荷電狀態(tài)state of charge（SOC）

　　蓄電池實(shí)際所充電量和可充總電量的比值，即當(dāng)前狀態(tài)下實(shí)際所能提供的電量與完全充電后應(yīng)能提供的電量的比值，用SOC表示。

　　3.7

　　欠充電insufficient charge

　　蓄電池處于未完全充電的狀態(tài)。

　　3.8

　　過(guò)充電overcharge

　　蓄電池在完全充電后被繼續(xù)強(qiáng)制過(guò)量充電的狀態(tài)。

　　3.9

　　蓄電池健康狀態(tài)state of health（SOH）

　　蓄電池在完全充電狀態(tài)下，電池實(shí)際容量和額定容量的比值，用SOH表示，表征了電池性能的衰減程度。

　　3.10

　　蓄電池內(nèi)阻internal resistance

　　電流流過(guò)蓄電池時(shí)，蓄電池二端的電壓變化所反應(yīng)出來(lái)的歐姆內(nèi)阻，用Ri表示，單位為歐姆（Ω）或毫歐（mΩ）。

　　3.11

　　蓄電池電導(dǎo)internal conductance

　　蓄電池電導(dǎo)是蓄電池內(nèi)阻的倒數(shù)，二者的區(qū)別在于表述方式不同，用C表示，單位為西門(mén)子（S）。

　　3.12

　　電壓均衡維護(hù)float voltage equalizing maintenance

　　在浮充狀態(tài)下，通過(guò)調(diào)節(jié)單體電池的充電電流，達(dá)到使每一單體電池的浮充電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，從而避免由于浮充電壓過(guò)高或過(guò)低造成蓄電池過(guò)充或欠充的一種方法。

　　3.13

　　蓄電池內(nèi)阻基準(zhǔn)reference value of battery resistance

　　在一定的材料、工藝等條件下，對(duì)同一廠家、同一型號(hào)、同一規(guī)格的蓄電池，所確定的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻，作為內(nèi)阻（或電導(dǎo)）的基準(zhǔn)值。

　　3.14

　　誤判率misjudge rate

　　將好的蓄電池判斷為不好的蓄電池?cái)?shù)占所測(cè)試的蓄電池總數(shù)的比例。

　　3.15

　　漏判率omission rate

　　將不好的蓄電池判斷為好的蓄電池?cái)?shù)占所測(cè)試的蓄電池總數(shù)的比例。

　　4應(yīng)用條件

　　4.1蓄電池

　　4.1.1蓄電池應(yīng)處于正常浮充電狀態(tài)，浮充電壓在蓄電池制造廠規(guī)定的電壓范圍內(nèi)。

　　4.1.2蓄電池?zé)o滲漏液、嚴(yán)重變形等。

　　4.1.3蓄電池工作溫度正常，外殼表面溫度小于45℃。

　　4.2環(huán)境條件

　　正常使用環(huán)境應(yīng)符合下列條件：

　　——環(huán)境溫度5℃～35℃；

　　——相對(duì)濕度15%～90%，不凝露；

　　——海拔不超過(guò)3000m；

　　——無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊，無(wú)強(qiáng)電磁干擾；

　　——不應(yīng)有爆炸危險(xiǎn)介質(zhì)，周?chē)橘|(zhì)不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體及導(dǎo)電介質(zhì)。

　　5技術(shù)要求

　　5.1功能要求

　　5.1.1在線診斷技術(shù)應(yīng)反映蓄電池在線運(yùn)行的基本性能參數(shù)，包含蓄電池組工作電流、單體電池電壓、蓄電池溫度、單體電池的內(nèi)阻（或電導(dǎo)）及用于診斷的其它參數(shù)。

　　5.1.2在線診斷技術(shù)應(yīng)具有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和診斷的功能，分析和診斷的結(jié)果以單體電池的容量或健康狀態(tài)表示。

　　5.1.3在線診斷技術(shù)中的分析和診斷算法，應(yīng)具有數(shù)據(jù)積累和自學(xué)習(xí)的能力，通過(guò)自學(xué)習(xí)可以不斷提高診斷精度。

　　5.1.4在線診斷技術(shù)對(duì)蓄電池的監(jiān)測(cè)和診斷應(yīng)是連續(xù)、實(shí)時(shí)的，分析和診斷的結(jié)果也應(yīng)該是連續(xù)的、實(shí)時(shí)的。

　　5.1.5在線診斷技術(shù)所涉及的儀器或裝置應(yīng)符合YD/T 1363.1-2005中蓄電池監(jiān)測(cè)裝置和監(jiān)控單元SU的要求；通信接口應(yīng)符合YD/T 1363.3-2005的要求。

　　5.1.6在線診斷技術(shù)所涉及的儀器或在線監(jiān)測(cè)裝置，應(yīng)滿(mǎn)足在線的測(cè)量要求，在進(jìn)行測(cè)量或維護(hù)時(shí)，不應(yīng)對(duì)外圍系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響；儀器或裝置發(fā)生故障也不應(yīng)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作；外圍系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)儀器或裝置也應(yīng)該正常工作。

　　5.1.7每組蓄電池組宜配置一臺(tái)（套）在線監(jiān)測(cè)裝置；移動(dòng)基站或等級(jí)要求不高的機(jī)房也可采用一臺(tái)（套）裝置監(jiān)測(cè)二組及以上蓄電池組的配置；對(duì)于有多組蓄電池組的機(jī)房，如IDC機(jī)房，宜采用分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)蓄電池組進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即對(duì)每組蓄電池組分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)并接入動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)。

　　5.1.8在線診斷技術(shù)所涉及的軟件或程序，應(yīng)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印及管理的功能，軟件可以獨(dú)立運(yùn)行，宜接入（或嵌入）動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)。

　　5.2性能要求

　　5.2.1在線診斷技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)符合表1要求。

　　6測(cè)試方法

　　6.1蓄電池電壓測(cè)試

　　6.1.1蓄電池電壓測(cè)試工具

　　使用便攜的數(shù)字電壓表或在線監(jiān)測(cè)裝置，測(cè)試精度應(yīng)符合5.2.1表1單體電池電壓和電池組電壓的測(cè)試精度要求。

　　6.1.2電壓測(cè)試方法

　　按下列方法進(jìn)行測(cè)試：

　　a)對(duì)于便攜數(shù)字電壓表，用表筆逐節(jié)直接點(diǎn)擊電池+、-極柱，讀取數(shù)值，并記錄。

　　b)對(duì)于固定的在線監(jiān)測(cè)裝置，應(yīng)按裝置要求連接，測(cè)得蓄電池電壓，并接入數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

　　c)電池電壓測(cè)試周期應(yīng)為（1～30）min，不宜太長(zhǎng)。

　　6.1.3蓄電池電壓測(cè)試判斷

　　按下列方法進(jìn)行判斷：

　　a)對(duì)蓄電池組端電壓進(jìn)行測(cè)試，并將數(shù)據(jù)接入動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)；

　　b)依據(jù)YD/T 799的規(guī)定，判斷各單體電池的浮充電壓是否超限；

　　c)分析浮充電壓數(shù)據(jù)，當(dāng)浮充電壓持續(xù)高于設(shè)定值時(shí)，則該電池可能處于過(guò)充電狀態(tài)；當(dāng)浮充電壓持續(xù)低于設(shè)定值時(shí)，則該電池可能處于欠充電狀態(tài)；

　　d)電池浮充電壓在偏差允許范圍內(nèi)，并不一定表示該電池健康狀態(tài)正常，應(yīng)運(yùn)用算法分析判斷蓄電池的健康狀態(tài)。

　　6.2電流測(cè)試

　　按YD/T 1363.4-2005的方法進(jìn)行測(cè)試，并符合5.2.1表1的精度要求。

　　6.3蓄電池溫度測(cè)試

　　6.3.1蓄電池溫度測(cè)試工具

　　使用數(shù)字溫度計(jì)或溫度傳感器，測(cè)試精度應(yīng)符合5.2.1表1電池溫度的精度要求。

　　6.3.2溫度測(cè)試方法

　　按下列方法進(jìn)行判斷：

　　a)將數(shù)字溫度計(jì)探頭或傳感器探頭緊貼蓄電池負(fù)極柱，如采用固定的裝置，則應(yīng)將數(shù)字溫度計(jì)探頭或傳感器探頭固定在蓄電池負(fù)極柱上，在溫度計(jì)或采集系統(tǒng)的數(shù)值穩(wěn)定后，讀取數(shù)值，并記錄；

　　b)蓄電池溫度測(cè)試周期應(yīng)為（1～30）min，不宜太長(zhǎng)；

　　c)蓄電池溫度采集應(yīng)盡可能測(cè)試到每個(gè)單體電池。

　　6.4蓄電池內(nèi)阻（或電導(dǎo)）測(cè)試

　　6.4.1蓄電池內(nèi)阻（或電導(dǎo)）測(cè)試工具

　　使用便攜的可在線測(cè)試的蓄電池內(nèi)阻（或電導(dǎo)）測(cè)試儀，或采用固定的可在線測(cè)試蓄電池內(nèi)阻（或電導(dǎo)）的裝置，蓄電池浮充狀態(tài)下的內(nèi)阻測(cè)試的精度應(yīng)符合5.2.1表1蓄電池內(nèi)阻測(cè)試的要求。

　　6.4.2蓄電池內(nèi)阻基準(zhǔn)值的建立

　　按下列方法建立蓄電池內(nèi)阻的基準(zhǔn)值：

　　a)基準(zhǔn)值由蓄電池制造廠提供，部分品牌蓄電池內(nèi)阻參考值參見(jiàn)附錄A；

　　b)蓄電池制造廠沒(méi)有提供內(nèi)阻基準(zhǔn)值時(shí)，可測(cè)量整組中新的各單體電池的內(nèi)阻值后,以平均值作為內(nèi)阻基準(zhǔn)值；對(duì)于在用的蓄電池組，先測(cè)試整組中各單體電池的內(nèi)阻值，去除嚴(yán)重偏離平均值的蓄電池內(nèi)阻值，然后取平均值作為內(nèi)阻基準(zhǔn)值。

　　6.4.3蓄電池內(nèi)阻測(cè)試判斷

　　按下列方法進(jìn)行判斷：

　　a)單體電池內(nèi)阻變化反映了蓄電池的性能變化；

　　b)對(duì)于一次測(cè)試結(jié)果，應(yīng)關(guān)注整組電池中內(nèi)阻值偏大的電池；在多次測(cè)試中，應(yīng)關(guān)注內(nèi)阻值有較大變化的電池；

　　c)當(dāng)單體電池內(nèi)阻大于140%內(nèi)阻基準(zhǔn)值（或電導(dǎo)小于70%電導(dǎo)基準(zhǔn)值）時(shí)，再進(jìn)行一次電池的核對(duì)性充放電，當(dāng)電池容量小于80%時(shí)判定為失效。

　　6.4.4注意事項(xiàng)

　　應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

　　a)不論使用便攜儀器或在線監(jiān)測(cè)裝置，由于測(cè)試方法不同，測(cè)試結(jié)果會(huì)有很大差異，內(nèi)阻（或電導(dǎo)）測(cè)試結(jié)果只能用于對(duì)同一廠家、同一型號(hào)、同一規(guī)格的蓄電池的比對(duì)；

　　b)對(duì)于便攜儀器的測(cè)試，應(yīng)注意每次測(cè)試的測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能在同一位置，以保證測(cè)試的重復(fù)性；

　　c)對(duì)于固定的在線監(jiān)測(cè)裝置，應(yīng)采用四線制方式測(cè)試，以去除電池間連線電阻的影響，在采用二線制方式測(cè)試時(shí)，應(yīng)采取措施，修正電池間連線電阻帶來(lái)的測(cè)試誤差；

　　d)電池內(nèi)阻（或電導(dǎo)）測(cè)試周期應(yīng)為1次/天～1次/周，不宜太長(zhǎng)；

　　e)根據(jù)內(nèi)阻（或電導(dǎo)）測(cè)試判斷蓄電池性能存在誤判和漏判的可能：未進(jìn)行核對(duì)性充放電的情況下，應(yīng)根據(jù)6.4.3對(duì)蓄電池內(nèi)阻（或電導(dǎo)）進(jìn)行判斷；在有其它測(cè)試數(shù)據(jù)的情況下，還應(yīng)結(jié)合電池電壓分析等進(jìn)行綜合判斷。

　　7診斷技術(shù)驗(yàn)證方法

　　7.1功能驗(yàn)證

　　7.1.1驗(yàn)證是否可以通過(guò)操作讀取或輸出蓄電池在線運(yùn)行的參數(shù)值，應(yīng)符合5.1.1的要求。

　　7.1.2檢查在線診斷技術(shù)的輸出結(jié)果，應(yīng)符合5.1.2的要求。

　　7.1.3按下述方法進(jìn)行驗(yàn)證：

　　a)采用在線診斷技術(shù)得出蓄電池的診斷容量值；

　　b)對(duì)該蓄電池組進(jìn)行核對(duì)性容量放電測(cè)試，得出蓄電池容量數(shù)值，與在線診斷技術(shù)得出的診斷容量值比較，記錄誤差值；

　　c)蓄電池組繼續(xù)浮充運(yùn)行(3～6)個(gè)月，重復(fù)步驟a)和b)；

　　d)比較前后二次試驗(yàn)的誤差值，后一次應(yīng)比前一次誤差小，應(yīng)符合5.1.3的要求。

　　7.1.4檢查在線診斷技術(shù)的數(shù)據(jù)采集及記錄是否有中斷，應(yīng)符合5.1.4的要求。

　　7.1.5檢查在線診斷技術(shù)所涉及的儀器或裝置和通信接口，應(yīng)符合5.1.5的要求。

　　7.1.6分別模擬在線診斷技術(shù)所涉及的儀器或裝置和外圍系統(tǒng)故障，應(yīng)符合5.1.6的要求。

　　7.1.7檢查在線診斷技術(shù)所涉及的儀器或裝置配置，應(yīng)符合5.1.7的要求。

　　7.1.8檢查在線診斷技術(shù)所涉及的儀器或裝置的人機(jī)操作界面，應(yīng)符合5.1.8的要求。

　　7.2性能驗(yàn)證

　　7.2.1按7.1.3的驗(yàn)證方法，將在線診斷技術(shù)得出的診斷容量值與核對(duì)性容量放電測(cè)試得出的容量值比較，以后者為真值計(jì)算得到的相對(duì)誤差，應(yīng)符合5.2.1表1的容量診斷精度要求。

　　7.2.2以80%額定容量為界，判定大于等于80%額定容量的電池為好電池，小于80%額定容量的電池為不好的電池，將在線診斷技術(shù)得出的診斷容量值核對(duì)性容量放電測(cè)試得出的容量值比較，以后者為真值，計(jì)算誤判率和漏判率應(yīng)符合5.2.1表1的要求。