电池更换（精选四篇）
电池更换 篇1
电动汽车已成为未来汽车工业发展的方向,它主要有整车充电与电池更换两种能量供给方式,采用电池更换模式可大幅减少电动汽车的电能补给时间,同时有利于提高动力电池利用效率及使用寿命,正得到越来越多研究人员的关注。在电池更换模式中,由于电动汽车停靠位姿的误差以及不同电池箱在车身上的位姿变形误差等因素,全自动电池箱更换设备对电池箱位姿的自动精确定位是首先要解决的难题。
为了减小机器人定位误差,国内外学者提出了多种方法。密歇根大学机器人实验室Borenstein和Feng两人提出的UMBmark校核算法对测程法的系统误差进行了研究[1,2]。Lionis和Walthelm等人从离散的激光扫描数据中提取线段特征来定位机器人[3,4]。Hashem等人则采用序列Monte Carlo定位算法实现机器人的自定位[5]。在国内,上海交通大学自主机器人研究组基于FRONTIER-I自主移动机器人平台,提出了基于单向[6]、全景视觉[7]等移动机器人的自定位算法。文献[8]基于激光和视觉传感器模型的不同,分别采用加权最小二乘拟合方法和非局部最大抑制算法来提取二维水平环节特征和垂直物体边缘,以完成高精度定位过程。文献[9]在UMBmark校核算法的基础上定义了测程法系统误差模型以及其算法来提高定位精度。本文通过对电动汽车电池箱位姿的综合误差进行分析,基于多传感器融合技术,对全自动电池箱更换设备的定位技术展开了研究。
1 定位对象分析
1.1 辅助定位停车
无论采用何种定位技术及算法,电动汽车需停在电池更换设备可操作的行程范围内。因此,应使用车辆导引装置辅助电动汽车停至规定位置范围内,完成车辆导引、定位和固定功能。
1.2 车身位姿误差
电动汽车通过车辆导引装置停泊后,其车身空间位姿仍然会有较大误差,包括车身空间坐标及相应偏转角度,如图1图3所示。
1.3 电池箱位姿误差
理论上,电池箱在车身上相对位置固定,定位到电动汽车位姿,即可定位到电池箱位姿。但事实并非如此,车架在焊接加工以及车辆运行过程中产生的累积误差,可多达20-30mm左右,对应到电池箱上变形也较为可观。此外,车身不同位置电池箱的误差也不尽相同,因此,电池箱更换设备在对整车位姿进行过定位分析后,仍需对每个电池箱位姿进行单独定位。
2 定位原理
2.1 概述
根据以上对电动汽车位姿误差的分析,本文提出以下基于视觉传感器和激光传感器的多重定位技术步骤来解决电池箱更换设备对车辆的全局定位和局部定位:
1)车辆初定位
借助车辆导引装置辅助车辆初步定位,将电动汽车停靠在预定的电池箱更换设备操作行程范围内。
2)矩形目标全局粗定位
矩形目标安装在车身固定位置上。从某种意义上说,矩形目标的位姿即代表了电动汽车车身的整体位姿,通过全局定位确定车身的先验位姿。
3)三角目标局部精定位
三角目标就近安装在每个电池箱附近的固定位置,可以说,三角目标的位姿即代表了电池箱的位姿。三角目标一般设置比车架变形误差的尺寸要大,比矩形目标尺寸要小。局部定位实际上是对先验位姿重新修正的过程,体现了融合多传感器数据以产生更精确计算位姿的思路。
2.2 基于视觉传感器的矩形目标全局粗定位
视觉定位的核心任务是从这些视觉传感器捕捉的图像中提取出期望的图像特征并与环境特征建立某种一致性的联系。在这里对矩形目标的定位,实质上是对直线段进行提取和定位的过程。针对我们的应用背景是二值图像的原因,简化了直线提取的算法,这一过程,我们使用直线支持区的概念。先用搜索和计算的方法获得属于某条直线的所有点,即获得该直线的支持区点集,然后在此基础上结合最小二乘法求出精确的直线参数,最后求出矩形目标的位姿参数。
由于任意一条直线与凸多边形最多只有两个交点,所以对于凸多边形物体边缘的二值图像,若存在三个相距足够远的像素点处于同一条直线上,则这三点必然位于该凸多边形的一条边上,由此确定该多边形的一条边。该算法主要步骤如下:
1)从图像中搜索出位于同一条直线上相距足够远的三个像素点,由此确定第一条粗糙直线,并找出所有属于这条直线的点,这些点就构成该直线支持区点集;
2)对1)中得到的点集进行最小二乘法拟合,得到该直线的精确方程;
3)从原图像中删除1)中所得的直线支持区点集;
4)重复以上步骤,在剩余点中找出矩形目标剩下的三条直线段;
5)通过计算出的四条直线段即矩形目标的四条边在视觉坐标系xz平面中的投影,据此计算出矩形目标的位姿参数。
2.2.1 粗糙直线段提取
首先,提取目标直线段上相距足够远的三个像素点,其方法是采用从上到下、自左向右逐行扫描图像的方法,遇到第一个黑像素点便停止该行的扫描,并记下该点坐标。隔数行或数列用类似方法搜索出第二个和第三个黑像素点。
其次,将这三个像素点两两相连,可构成三条直线,若计算出两两直线之间的夹角(取锐角)α1,α2,α3均小于设定的阈值αmax,则认为此三点构成一条直线,若不满足则去除第一像素点,并继续扫描计算;若找不到满足的第一像素点,则去除第二像素点,并重新扫描计算,直到找到一条直线段。
最后,对已找到的直线进行验证。扫描整个图像,找出所有该直线段充分小邻域内的像素点,若所得像素点的数目大于设定的阈值Ts,则可判定该直线正确,否则重复以上所有操作,直至找到满足上述要求的一条直线段。以此类推,找出剩下的三条直线段。
2.2.2 精确直线段提取
由于采用随机所得的三点确定一条直线段,存在一定的误差,因此,本文利用最小二乘法进行精确直线的拟合。上节所得粗糙直线段充分小邻域内的像素点定义为该直线段的支持区点集,记为:
以法线式定义该直线的方程:
其中,L为法线长度,θ为法线与x轴夹角。
直线段的支持区点集P内所有点到粗糙直线的距离的平方和为:
为使D最小,就是要求出参数θ和L,故对θ和L求偏导,令:
由式(4)可得:
将式(8)代入式(6),就可求得参数L,将求得的θ和L代入式(2),可确定直线精确的法线式方程。
2.2.3 矩形目标位姿确定
通过上一节算法可依次确定矩形目标的四条直线段,此四条直线段组成的四边形即矩形目标在视觉坐标系xz平面内的投影,如图4所示,矩形目标的位姿误差即反映车辆停靠位姿的偏差。由于四边形的直线精确方程已计算出,可求得矩形目标位姿参数,包括中心点坐标及其偏角。
2.3 基于激光传感器的三角目标局部精定位
通过上述方法确定了矩形目标的中心坐标及其偏角后,可依据三角目标和矩形目标的中心坐标的理论空间关系,计算出三角目标中心的粗糙位置。值得注意的是,由于电动汽车运行中车架变形等诸多因素,计算出的三角目标中心坐标与其实际位置会有偏差。通过电池箱更换设备的双激光传感器对电池箱附近的两个三角目标进行一次同时扫描,即可据以下方法进行二次计算修正。
2.3.1 三角目标前后偏角
为确定电池箱前后方向偏角,采用电池箱更换设备的双激光传感器对电池箱附近的三角目标进行激光扫描,如图5所示。
结合图5,由三角形余弦定理:
2.3.2 三角目标左右偏角
对三角目标前后偏角修正后,激光传感器扫描三角目标确定左右偏角就变得简单了。图6为扫描示意图,w为两个三角标之间的固定距离,l1和l2为测得的激光传感器和三角目标距离,使用如下方法计算左右偏角即可:
3 工程应用
基于视觉传感器和激光传感器的多重定位技术步已经成功运用于国网电力科学研究院最新研制的全自动电池箱更换设备上,解决了电池箱更换设备对车辆的全局定位和局部定位问题。电池箱更换设备通过安装在车身固定位置上的矩形目标定位车辆的整体位姿,通过电池箱附近就近安装的三角目标定位电池箱的精确位姿。计算出车辆电池箱的不同位姿后,通过调整电池箱更换设备的各轴运动参数即可实现对电池箱的高精度装卸动作,如图7所示。
4 结论
本文提出了基于视觉与激光等多传感器信息融合的定位方法,实现了全自动电池箱更换设备对电动汽车的全局粗定位和局部精定位,使得电池箱更换设备对电动汽车电池箱具有更好的适应性,更好地服务于电动汽车充换电设施的建设,进一步促进电动汽车的快速、健康发展。
参考文献
[1]Borenstein J,Feng L.Measurement and correction of systematic odometry errors in mobile robots[J].IEEE Transactions on Robotics and Automation,1996,12(6):869-880
[2]Borenstein J,Feng L.UMBmark-a method for measuring,comparing,and correcting dead-reckoning errors in mobile robots[J].Technical Report UM-MEAM-94-22,University of Michigan,1994.
[3]Lionis G S,Kyriakopoulos K J.A laser scanner based mobile robust SLAM algorithm with improved convergence properties.[C]In:Proceedings of the2002 IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems.Lausanne,Switzerland October2002.582-587.
[4]Walthelm A.New approach to global self-localization with laser range scans in unstructured environments[C].In:Proceedings of2002Intelligent Vehicle Symposium.2002.17-21.
[5]Hashem T,Henrik A,Andre T.Localization of Mobile Robots with Omnidirectional Vision Using Particle Filter and Iterative SIFT[J].Robotics and Autonomous Systems,2006,54(9):758-765.
[6]潘良景,陈卫东.室内移动机器人的视觉定位方法研究[J].机器人,2006,28(5):504-509.
[7]王景川,陈卫东,曹其新.基于全景视觉与里程计的移动机器人自定位方法研究[J].机器人,2005,27(1):41-45.
[8]庄严,王伟,王珂,等.移动机器人基于激光测距和单目视觉的室内同时定位和地图构建[J].自动化学报,2005,31(6):925-933.
变电站直流系统蓄电池更换改造 篇2
***分公司****变直流系统蓄电池更换改造
技 术 规 公司生产管理部批准：
分公司审核：
设备管理部审核：
车间审核：
编制：
**********车间2010年12月15日
范
一、说明：
******车间所辖一期直流系统存在如下问题：
*****变电所直流系统有三个：分别是主控室直流系统、**10KV直流系统和**10KV直流系统。直流系统的主要作用是提供本所高压开关的控制和储能电源，同时还为设备提供保护电源，其在整流所的作用非常重要，平时由交流带充电机给蓄电池充电，如果在交流失电的情况下，由直流蓄电池接带全部直流负荷，确保操作和保护动作正常。主控室直流蓄电池电源柜有两组（型号：GZDW43-180×2Ah/220V-2CK1-M），蓄电池规格型号:A412—180,本所投运时已安装。柜内各安装德国阳光蓄电池18节，为免维护铅酸蓄电池，电池容量为180Ah，单节电压为13V，总电压为240V。**10KV和空压10KV直流系统跟主控室一样，不同的是电池容量为100 Ah,电池柜型号为GZDW33-100Ah/220V-2CK1-W, 蓄电池规格型号:A412—100。
经对上述蓄电池充放电检查，发现部分电池性能明显下降，容量已不达标，直接威胁到本变电所的供电安全。咨询设备厂家，回复说蓄电池使用期限已到（7-10年）。
为保障**设备直流系统的供电正常可靠，提高整个**供电的安全稳定性，针对设备（系统）存在的问题，决定进行如下改造：
主控室两组蓄电池更换一组，**10KV和**10KV共两组蓄电池，也更换一组。将性能好的蓄电池拼凑成另一组使用，待多数蓄电池性能下降后再进行更换，以便节省开支。
二、工作环境：
1、海拔2019米；
2、环境温度：主控室室温；
3、平均相对湿度 30 %；
4、强磁场；
三、技术要求及参数：
1、主控室直流系统的两组蓄电池采用相同的规格和型号，两组蓄电池（共36节），更换一组（18节），必须有蓄电池的出厂检验报告及合格证书；
2、**10KV直流系统的两组蓄电池采用相同的规格和型号，两组蓄电池（共36节），更换一组（18节），必须有蓄电池的出厂检验报告及合格证书。
四、设计、制造（购置）、安装、调试、验收标准选用：
1、提供的图纸、技术条件及制造检查合格证，设备说明书。
2、所有设备在安装前均做外观检查，并达到标准要求。
3、所有原材料质量须符合相关国标要求。
4、外包装应明确以下事项： 产品名称、订货编号、发货日期等。
5、其它相关技术标准按国标、部标或行业标准执行。
6、安装完通过试运期后参与验收。
五、资料提供：
1、施工方提供提供蓄电池材料说明书；一式四份
2、施工方提供蓄电池安装维护保养使用说明书，一式四份。
六、供货范围：（施工范围）
1、施工方提供此改造所需的所有材料，由厂家配合分别对主控室的一组蓄电池和**、**10KV直流蓄电池进行拆除更换，将拆下的蓄电池与余下的一组蓄电池进行测试，选择性能好的蓄电池进行拼组。
自己动手 更换iPhone电池 篇3
iPhone电池经过500次充放电之后，电池续航时间会有不同程度的缩短。如果我们的手机只是中等程度使用电池却连一天都坚持不下来，可能就需要换块新电池了。iPhone历代使用的都是不可拆卸后盖设计，电池自然也无从更换。iPhone看起来似乎密不透风，但是想取出电池，只要拆下几个螺丝就行了，需要用户拥有一定的动手能力。
电池购买与工具准备
原装的苹果更换电池可在网上买到，以iPhone 5系列手机为例（图1），不同的iPhone款式所需的零件编号也不同，比如iPhone 5是616-0613，iPhone 5C则是616-0667，iPhone 5S是616-0728（图2），注意不同手机请勿混用。另外购买iPhone电池一定注意保真问题，现在网上或维修点所谓的原装电池基本是高仿，苹果原装电池市场价不会低于280元，尽量挑选信誉高、口碑好的商家。
除了电池外，我们还需要一套工具，包括标准的十字螺丝刀、塑料撬具和吸盘（图3）。这样一套工具售价并不贵，唯一的专业工具是用于拆下iPhone底部的专用五角螺丝的螺丝刀，在电商处搜索iPhone用五角螺丝等关键字即可找到。吸盘是用于打开iPhone正面板的，如果想用得称手可以购买那种附带拉环的吸盘。
实际操作打开iPhone
工具与材料都备齐，就可以开始着手打开iPhone了。首先肯定是按住电源按键，然后将按钮往右滑关掉手机。彻底关机后使用五角螺丝刀拆下iPhone底边上的两颗螺丝（图4），把所有螺丝妥善地放在安全的地方，手机螺丝非常小，极容易丢失。
螺丝拧下后使用吸盘对Home按键的正上方或任何一侧施加一定的力量将正面板拉开一条缝隙（图5）。这里有一个窍门，所用的力量虽然应该很大，但不是爆发性的力量，而是缓慢持续地用力，这样才不会损坏正面板。打开一个小小的缝隙后使用塑料撬具就可以慢慢地沿两侧将屏幕撬开，方向是从底部往顶端逐渐释放正面板与手机本体上的夹扣。注意这个撬的工具一定不要换成其他工具，专业的塑料撬具不会损伤手机。
需要特别注意的是，如果我们的手机是iPhone 5S或更新的版本，塑料撬具撬开屏幕这一步需要极其小心。因为TouchID连线连接的正是手机的下半部Home键区域，如果将屏幕往上拉得太远，连线很容易受损（图6）。
更换iPhone电池
为了避免不必要的麻烦，更换iPhone电池完全没必要将正面板（屏幕主体）与手机本体分离。因为处理屏幕总成与主板的连接线很麻烦，需要在实际操作时始终保持正面板以90度的角度垂直于本体，可以使用辅助工具或者找个朋友帮忙。
要想更换电池，先要拆下金属板上将电池触点连到主板上的两颗螺丝（图7）。我们更换电池时，金属板仍然粘在电池连接头上，不过很容易撬开。撬开后就可以试着用力拉扯白色的塑料电池释放片，尝试从机壳上扯下电池。通常这一招不管用，因为粘合剂粘得太牢了。这里的用力窍门同样很关键，应该是持续不断地慢慢用力而并非突加暴力。如果听到电池慢慢扯开的声音就成功了一半，可以继续靠着主板非常小心地使用塑料撬具让其松动（图8）。因为这里已经是手机内部，过分用力有可能会损坏主板上的部件，所以切忌施加过大的压力。有条件的用户，使用热风枪或吹风机加热软化后，再进行拆除比较稳妥。
电池更换 篇4
关键词：EPS,蓄电池组,安时量,安装,检测,调试,互投装置
1 引言
EPS是emergency power supply with inverter的简称, 是为了电力保障和消防安全而采用的一种应急电源。广泛应用于大型公共建筑、铁路公交、通信电力、工矿企业等处。EPS系统主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置和系统控制器等部分。EPS的好坏以及能否在关键时候起到供电作用, 蓄电池是核心问题。因此, 蓄电池在使用多年后, 就要及时进行更换。
2 EPS使用中存在的问题
北京首都国际机场T3航站楼共有T3C、T3D、T3E三座航站楼, 在这三座航站楼里共安装有5k W、8k W、11k W、13k W等各种容量的EPS近500套。T3航站楼在2008年正式启用, 至今已经6年有余, 在2013年季度例行设备安全大检查时, 发现有个别的蓄电池出现鼓包或水迹, 机场航站楼管理部十分重视, 马上安排人员进行全面悉心地检查和分析, 认为产生此种现象有以下原因。
1) 使用电池环境条件不利, 因为航站楼的EPS是安装在配电小间内, 配电小间的环境温度是冬冷夏热, 处在-10~45℃, 此种环境温度对于EPS中蓄电池的保养和维护是很不利的。
2) 电池的使用寿命基本到期。EPS配电柜从2006年底开始陆续安装, 在安装过程中施工现场条件比较差, 配电柜设备保护不是很到位, 至2013年已近8年的时间。
3) 维护保养不到位。维保人员对EPS理解不深刻, 在巡视设备时都是采用看、闻、听的常规方法, 没有采取更加科学合理的方法。根据检查和分析的结果, 航站楼管理部决定将航站楼内安装的EPS蓄电池全部更换。为了能很好地完成更换电池的工作, 宜采用以点带面的方式, 先小范围更换蓄电池, 以便总结经验, 达到顺利全面更换电池的目标。在2013年的下半年, 进行了10个配电小间EPS蓄电池的更换工作, 经过试装工作, 总结出一些须注意的事项。
3 EPS蓄电池更换注意事项
3.1 在确定需要更换电池后, 我们应事先确定一些更换原则
1) 蓄电池的品牌质量不能降低。新更换的电池质量应高于原有电池质量, 因为现在市场上蓄电池的品牌很多、质量参差不一, 使用的寿命年限不同, 电池价格也相差很大。
2) 新的电池外形尺寸大小应不大于原电池。因为配电柜的空间是固定的, 如果新电池的外形尺寸比原电池大一点, 就有可能无法安装进配电柜, 或装进配电柜后电池之间的间隙会很小, 不利于电池的散热。
3) 应急电源配电柜的电池容量不能减小。在航站楼运行前的系统设计中, 蓄电池容量的大小是根据业主要求的理论数据而确定的;在工程建设完成后, 按当前的实际运行需求容量, 可能会感觉应急电源配电柜的容量有一些比较大的裕量。如果认为这部分富裕容量可以减少而降低电池容量, 这是比较短视的做法。因为在建筑里随时都可能增加用电设备, 若减少容量就会为以后的工作增加新的麻烦。
4) 每块新电池的安时量不能改变。配电柜里电池的多少是根据电池的安时量来计算的, 改变电池安时量, 就要改变电池的性能、数量及外形尺寸, 也会影响安装。
3.2 购买电池后在将电池安装到配电柜里时, 着重注意以下几点
1) 蓄电池外观检测。施工人员用撬棍打开包装箱, 注意撬棍的着力点及用力方向, 不可损伤蓄电池。打开包装箱后, 检查电池与外包装的标识是否一致, 以及蓄电池的备件、合格证是否齐全, 蓄电池外壳、内部极板是否有裂纹、变形, 蓄电池极性是否符合设计要求。
2) 蓄电池温度检测。检查蓄电池表面温度, 检查时最好先摸一摸蓄电池的温度, 防止在测试时出现爆炸的事故。
3) 蓄电池内阻检测。对每一节蓄电池进行蓄电池内阻检测, 不合格的蓄电池进行返厂更换, 电池安时量不同, 其内阻是不同的, 安时量越大, 其内阻越小, 在同一配电柜内的电池, 其内阻相差要求在±3%左右。如果内阻相差大, 蓄电池在运行中会由于内阻的不均匀很容易发热, 电池就容易鼓包损坏。
4) 蓄电池运输。蓄电池搬运时应防止脱滑损伤;使用小拖车时, 必须有专人扶稳、扶牢, 要防止小拖车及蓄电池倾倒。现场搬运道路畅通, 不能有绊脚物存在, 蓄电池应一次到位。
5) 蓄电池安装。蓄电池安装包括旧电池的拆除。旧电池拆除后应摆放在安全合理位置, 待统一运输清理回收。新电池安装时应注意小间内卫生, 包装箱及废料应及时清理。
3.3 电池安装好后要注意完善的工作
1) 首先应检查EPS配电柜的各方面元器件是否完好, 如整流充电器、逆变器、各种表计、双电源互投开关 (ATSE为自投自复型) 都应保证完好。
2) 进行EPS柜整机调试。如应急电源为双电源输入 (ATSE为自投自复型) , 则在断开EPS输入开关及电池开关 (保险) 情况下, 对双电源部分进行送电;闭合主电输入开关, ATSE应进入主电供电模式;闭合备电输入开关, 断开主电输入开关, ATSE应能够切换为备电供电;闭合主电输入开关后, ATSE应能够自动恢复为主电供电, 此过程中设备的状态指示灯应正常工作。
确定ATSE工作正常后, 闭合EPS输入开关和蓄电池开关 (保险) , 测量输入电压及充电电流正常后, 依次闭合负荷开关, 测量三相电流, 无异常即可完成初次上电过程。
3) 模拟切换。应急电源供电正常后, 可进行模拟切换, 即市电/应急切换, 以验证应急电源设备最为重要的功能。模拟切换可通过以下操作之一来实现:先断开ATSE的备电输入开关, 再断开其主电输入开关, 此时应急电源应能够切换为应急供电;恢复为网电供电只需要闭合上述开关即可, 应急电源应切换为网电供电。
4) 维护保养。到此时, 更换电池的主要工作才算基本完成, 但更换完电池还有后续的维护保养工作不能忽视。根据以前检查出现的问题, 除了解决客观上的条件外, 重点加强维保工作。维保人员在巡视设备时用点温仪逐个检查EPS配电柜电池。平时电池在充满电的情况下, 温度一般与室温差不多;只有电池处于充电状态时, 电池的温度比室温稍高一点。巡视人员在测量电池温度时都要登记在巡视记录本上, 当电池温度出现异常时就能及时发现, 并及时做出更换电池等方面的处理, 防止电池出现其他问题。
4 结束语
