一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法与流程

本发明涉及智能电能表，具体而言涉及一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法。

背景技术：

1、目前，现有智能电能表的内部时钟在市电断电情况下维持时钟准确运作的方法都是采用一次性锂亚电池作为辅助电源，达到智能电能表复费率功能或分时计量电能量准确性功能的目的，通常该锂亚电池称为时钟电池(以下简称为电池)。但电池在高温等环境下运行或存储会导致其自放电率增加，从而自消耗和降低电池的实际可用容量。

2、传统的电能表电池失效的判断方法通常仅依靠检测电池电压值来判断，缺乏对实际剩余容量寿命的准确评估和安全性提示。特别是由于电池存在钝化现象，在电池快耗尽的情况下由于电池钝化的现象容易造成误判，因为当电池剩余容量几乎无法驱动单片机正常工作时，电池电压就会与正常电压值偏低，但是电池在静放一定时间后检测电池电压会恢复正常电压值，误认为有电，但再次安装接入电路时，电池电压立马会下拉下来，从而无法驱动工作。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，通过采集电能表内部电池的环境温度、电池对外放电电流和运行时间等关键参数，利用阿伦尼乌斯方程计算出电池自放电容量损耗数据，更加准确地评估电池剩余容量，并及时发现电池性能下降的情况。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案是：所述方法通过采集电能表内部电池的环境温度、电池对外放电电流和运行时间数据，利用阿伦尼乌斯方程计算出电池自放电损耗；然后通过公式：电池剩余容量＝初始容量-对外放电损耗-电池自放电损耗，计算出实际的电池剩余容量；通过显示单元实时显示电池剩余容量，为用户提供实时监测和提示。

3、所述对外放电损耗＝放电时间×放电电流。

4、所述电池自放电损耗的计算方法具体为，使用阿伦尼乌斯方程：af表示化学反应速率的倍数因子，为对应标准温度下的放电倍率；ea是反应的活化能；r是摩尔气体常数；t1和t2分别表示测量温度和标准温度值；将这些值代入方程，计算出af值。

5、所述电池自放电损耗＝标准温度下的自放电损耗×af值。

6、所述方法还包括预设报警时间，当电池剩余容量达到预设的报警阈值时，系统将生成报警信号，用于进一步评估电能表内部时钟一次性锂亚电池的剩余寿命和安全系数。

7、所述方法还包括有针对性地更换部分失效的电能表的内部时钟一次性锂亚电池，提高或维护电池使用效率和寿命，保障电能表时钟的稳定运行。

8、本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，具有以下几点优势：

9、1、准确评估电池剩余容量：通过引入阿伦尼乌斯方程和关键参数采集，我们能够准确计算出电池的自放电容量损耗数据，从而更加准确地评估电池的剩余容量；这有效解决了传统电能表电池失效判断方法只依靠电压检测的不足，提高了评估的准确性。

10、2、实时监测和提示：通过在智能电能表的显示单元上实时显示电池的剩余容量，用户可以随时了解电池的使用状态。同时，设定预设的报警时间，当电池的剩余容量达到预设的报警阈值时，系统将生成报警信号，及时提醒用户更换电池，保障电能表内部时钟的准确运行。

11、3、降低更换成本：根据评估结果，可以有针对性地更换部分失效的电能表内部时钟一次性锂亚电池，而无需整批更换。这样，可以有效降低更换成本，提高了设备的维护效率。

技术特征：

1.一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，其特征在于：所述方法通过采集电能表内部电池的环境温度、电池对外放电电流和运行时间数据，利用阿伦尼乌斯方程计算出电池自放电损耗；然后通过公式：电池剩余容量＝初始容量-对外放电损耗-电池自放电损耗，计算出实际的电池剩余容量；通过显示单元实时显示电池剩余容量，为用户提供实时监测和提示。

2.如权利要求1所述的一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，其特征在于：所述对外放电损耗＝放电时间×放电电流。

3.如权利要求1所述的一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，其特征在于，所述电池自放电损耗的计算方法具体为，使用阿伦尼乌斯方程：af表示化学反应速率的倍数因子，为对应标准温度下的放电倍率；ea是反应的活化能；r是摩尔气体常数；t1和t2分别表示测量温度和标准温度值；将这些值代入方程，计算出af值。

4.如权利要求3所述的一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，其特征在于：所述电池自放电损耗＝标准温度下的自放电损耗×af值。

5.如权利要求1所述的一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，其特征在于：所述方法还包括预设报警时间，当电池剩余容量达到预设的报警阈值时，系统将生成报警信号，用于进一步评估电能表内部时钟一次性锂亚电池的剩余寿命和安全系数。

6.如权利要求1所述的一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法，其特征在于：所述方法还包括有针对性地更换部分失效的电能表的内部时钟一次性锂亚电池，提高或维护电池使用效率和寿命，保障电能表时钟的稳定运行。

技术总结
本发明公开了一种用于监测智能电能表内部时钟一次性锂亚电池剩余容量的方法。通过采集电能表内部电池的环境温度、电池对外放电电流和运行时间等关键参数，并利用阿伦尼乌斯方程计算电池的自放电容量损耗，我们能够更加准确地评估电池的剩余容量。通过在智能电能表的显示单元实时显示电池的剩余容量，用户可以随时了解电池的使用状态，从而确保电能表内部时钟的正常运行，以及确保其时间准确性和运行稳定性。该方法的优点包括准确性、实时性和成本效益。

技术研发人员：王珈,洪晨力,张建启,余武军,王勤龙,鲁燕飞,张福才,许呈现,谢东丰,王晖,刘欢,施政祥
受保护的技术使用者：浙江恒业电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21