【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能配置领域，更具体地涉及一种用于铁路后备电源的电池监测方法及系统。
技术介绍
1、铁路后备电源通常是指在铁路系统中用于应对主电源故障或突发情况的备用电源，这些备用电源可以确保列车的正常运行和安全，即使主电源出现了故障或中断。蓄电池是最常见的备用电源之一，用于提供电力以维持列车的关键系统和设备运行，如照明、通信和安全系统等。蓄电池通常位于列车的电气设备柜中，并且能够在主电源中断时迅速接管供电。
2、现有的铁路系统中选择使用的备用电源通常由自动切换装置来实现，这样的自动化系统可以确保在主电源发生故障或停电时，系统可以自动切换到备用电源，从而保证铁路系统的持续供电。自动切换装置通常根据预设的优先级顺序，在主电源失效时自动选择连接哪一个备用电源，这个优先级顺序通常根据备用电源的性能、状态和可靠性等因素设定，以确保选择最合适的备用电源。但是这种切换备用电源的方法会导致当备用电源性能发生变的时候，根据原始的优先级顺序无法准确连接上性能最佳的备用电源，从而造成铁路系统供电不足或者电力系统故障，对整个铁路系统造成严重影响。
3、针对上述问题，本专利技术提出一种解决方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种用于铁路后备电源的电池监测方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于铁路后备电源的电池监测方法，包括以下步骤：
4、使用电压
5、使用电流传感器实时监测采集电池组的充放电过程中的电流变化，将采集到的电流数据进行积分计算，得到电池组在一定时间内的累积电荷量；
6、通过电池厂商获取电池组的额定电压，根据累积电荷量，结合电池组的额定电压，计算出电池组的实时容量，其计算公式为，其中表示为电池组的实时容量，表示为电流积分值，表示为电池额定电压；
7、通过比较计算得到的电池组的实时容量与电池的额定容量，计算得到电池组的容量衰减系数，其计算公式为，其中表示为容量衰减系数，表示为实时容量，表示为电池的额定容量；
8、使用内阻测试仪器检测出电池组中每个电池的电阻数据，对于每个电池，计算其内阻变化值，并根据每个电池的内阻变化值计算得到内阻变化系数；
9、根据电池组电压不均匀系数、容量衰减系数以及内阻变化系数评估得到电池受损指数；
10、将每个电池组的电池受损指数从小到大进行排列，并按照排列顺序设置备用电源连接优先级；
11、采集一定时间段内每个电池组的循环次数与总使用时间长度，并根据每个电池组的循环次数、总使用时间长度以及电池受损指数，计算得到优先级重排指数，并根据优先级重排指数对备用电池组性能的重新检测进行判定。
12、优选的，对采集到的电压数据进行聚类包括：
13、步骤1：通过肘部法得到数据点的最佳聚类簇数；
14、步骤2：根据最佳聚类簇数，从数据点中随机选取对应数的数据点作为聚类的初始聚类中心；
15、步骤3：对数据集中的每个数据点，通过欧氏距离计算其与各个聚类中心之间的距离，并将数据点分配到距离最近的聚类中心所属的簇中；
16、步骤4：对于每个簇，计算其所有数据点的均值，并将该均值作为新的聚类中心；
17、步骤5：重复步骤3、4，直到聚类中心不再发生变化，并得到电压最终聚类簇。
18、优选的，将数据点分配到距离最近的聚类中心所属的簇中包括：
19、将数据点与各个聚类中心之间的距离进行从大到小排序，选取最小的距离将数据点分配至所属的簇中。
20、优选的，根据电压最终聚类簇计算得到电池组电压不均匀系数包括：
21、统计每个电压最终聚类簇中的数据点数量，将每个电压最终聚类簇中的数据点数量与数据集中一共的数据点的数量进行比值计算，得到每个电压最终聚类簇的权重系数；
22、根据每个电压最终聚类簇的聚类中心与权重系数计算得到电池组的电压均值，其计算公式为，其中表示为电池组的电压均值，表示为第j个电压最终聚类簇的权重系数，表示为第j各电压最终聚类簇的聚类中心；
23、采集电池组中电池的最大电压值与最小电压值，根据电池的最大电压值、最小电压值以及电池组的电压均值计算得到电池组电压不均匀系数，其计算公式为，其中表示为电池组电压不均匀系数，表示为电池组的电压均值，表示为电池组中电池的最大电压值，表示为电池组中电池的最小电压值。
24、优选的，将采集到的电流数据进行积分计算，得到电池组在一定时间内的累积电荷量包括：
25、通过电流传感器在固定时间间隔内采集电池充放电过程中的电流数据，并将连续的电流数据离散化；
26、将离散化后的电流数据通过辛普森法进行积分计算，得到电池在每个时间间隔内的累积电荷量；
27、将每个时间间隔内的电荷量累加起来，得到电池在整个时间段内的累积电荷量。
28、优选的，根据优先级重排指数对备用电池组性能的重新检测进行判定包括：
29、设定一个电池受损指数预设阈值，根据电池受损指数与电池受损指数预设阈值计算得到电池受损系数，其计算公式为，其中表示为电池受损指数，表示为电池受损指数预设阈值；
30、设定一个初始优先级重排指数阈值，当电池受损指数小于等于电池受损指数阈值时，优先级重排指数阈值不变，当电池受损指数大于电池受损指数阈值时，则降低优先级重排指数阈值，得到最终优先级重排指数阈值，所述最终优先级重排指数阈值通过电池受损系数与初始优先级重排指数阈值计算得到，其计算公式为，其中表示为最终优先级重排指数阈值，表示为初始优先级重排指数阈值，表示为电池受损系数；
31、将每个电池组的优先级重排指数与最终优先级重排指数阈值进行对比，统计出实时优先级重排指数大于最终优先级重排指数阈值的电池组数量，记为重排电池组，若重排电池组与总电池组数量的占比超过一半，则对铁路所有备用电池组进行重新检测，并重新进行优先级排列。
32、优选的，一种用于铁路后备电源的电池监测系统，所述系统包括：
33、备用电源数据采集模块，用于通过设备采集备用电源的性能数据，所述性能数据包括电压不均匀系数、容量衰减系数以及内阻变化系数，并将性能数据传输至数据评估模块，备用电源数据采集模块与数据评估模块相连；
34、数据评估模块，用于接收备用电源数据采集模块传输的性能数据，并综合评估得到电池受损指数，将电池受损指数传输至备用电源连接模块与优先级重排模块，数据评估模块与备用电源连接模块和优先级重排模块相连；
35、备用电源连接模块，用于接收数据评估模块传输的电池受损指数，根据电池受损指数选择性能最佳的电源进行备用电源连接；
【技术保护点】
1.一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：对采集到的电压数据进行聚类包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：将数据点分配到距离最近的聚类中心所属的簇中包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：根据电压最终聚类簇计算得到电池组电压不均匀系数包括：
5.根据权利要求1所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：将采集到的电流数据进行积分计算，得到电池组在一定时间内的累积电荷量包括：
6.根据权利要求1所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：根据优先级重排指数对备用电池组性能的重新检测进行判定包括：
7.一种用于铁路后备电源的电池监测系统，其特征在于：所述系统包括：
【技术特征摘要】
1.一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：对采集到的电压数据进行聚类包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：将数据点分配到距离最近的聚类中心所属的簇中包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于铁路后备电源的电池监测方法，其特征在于：根据电压最终聚类...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭立群，王忠磊，李逸峰，黄春雷，
申请(专利权)人：黑龙江瑞兴科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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