蓄电池在线监测系统解决方案

蓄电池在线监测系统V1.0

福建省力禾电子工程有限公司

2011年9月

目录

1. 引言 (3)

2. 系统简介 (3)

3. 系统特点 (4)

3.1. 安全性 (4)

3.2. 精度高 (4)

3.3. 模块化 (5)

3.4. 多样数据分析 (5)

3.5. 便于维护 (5)

4. 系统功能 (5)

4.1. 系统结构图 (6)

4.2. 容量预测 (6)

4.3. 电压巡检 (7)

4.4. 均衡电压 (7)

4.5. 单体电池内阻 (7)

4.6. 充放电电流 (7)

4.7. 核对性放电试验 (7)

4.7.1. 试验周期 (8)

4.7.2. 试验准备 (8)

4.7.3. 试验过程 (8)

4.7.4. 放电时定时测量 (9)

4.8. 智能活化 (9)

4.9. 环境温度 (9)

4.10. 浮充电流 (9)

4.11. 自检报警 (9)

4.12. 通讯功能 (10)

4.13. 参数设置 (10)

4.14. LCD现场显示功能 (10)

4.15. 管理平台系统 (10)

4.15.1. 远程在线集中监控功能 (10)

4.15.2. 三级报表生成导入功能 (10)

4.15.3. 各种报表导出打印功能 (10)

4.15.4. 历史数据查询功能 (11)

4.15.5. 更直观的显示界面 (11)

4.15.6. 远程参数修改功能 (11)

4.15.7. 自动分析功能 (11)

5. 技术指标 (11)

6. 系统配置 (12)

7. 投资效益 (13)

1.引言

蓄电池是通信电源系统中直流供电系统的重要组成部分，作为直流供电备用电源，主要担负着为设备提供安全、稳定、可靠的电力保障的最后一道防线，确保设备的正常安全运行。

蓄电池组发生故障后，如果人工维护，鉴于蓄电池数量多、情况各异，维护工作量大，许多因素无法判断，将直接影响故障处理的准确性和及时性；因此，平时对蓄电池组运行的自动监测、故障早期发现就显得十分必要。

如能实时提供蓄电池组的各种数据，就能提前预估蓄电池容量等各种基本参数，避免故障；当发生故障时也能及时报警，避免事故的进一步发展。

随着蓄电池维护及研究技术的发展，蓄电池内阻这一电池内在的参数在分析判定电池性能变化趋势方面的作用受到人们越来越高度的重视。从大量的试验数据表明，蓄电池的内阻值和其性能有密切的关联度，剩余容量和电池内阻有一定的固定关系，特别是在剩余容量低于80%时，内阻开始出现拐点，之后随容量的下降内阻会迅速增大，因而根据电池的内阻值来判断电池容量有较好的一致性。内阻值的大小在很大程度上反映了电池容量的大小及输出能力，内阻值的变化趋势也在很大程度上折射出电池性能的变化趋势，因此，蓄电池内阻监测将是了解掌控蓄电池系统性能变化的一扇很好的窗口。

2.系统简介

蓄电池在线监测系统,battery online diagnosis system（以下简称B0DS），充分利用当代先进的嵌入式计算机（MCU）技术和实时以太网(IEEE1588)通信技术，实现对蓄电池单体电池电压、内阻、电池组总电压、负荷电流等重要信息的实时在线监测。

每个监控终端通过RS485总线将电压采集模块等连接到一起，将它们所有的信号收集到一起统一管理，并可以通过光纤局域网端口或光端机空余串口将采集到的所有信息传送到中心服务器，服务器软件将信息存储管理并可分发信息到每

个相关管理岗位的计算机，并使其在局域网上每个计算机均可浏览到所有运行数据及报警信息。

系统监控软件提供分级的管理口令和权限，可对任意一个站端的信息及参数进行更改。

应用蓄电池在线监测系统后，无需现场操作，节省了人力、物力，提高了工作效率，对远程待测蓄电池的实现自动控制、实时采集数据，进行全面定性、定量的测试和维护，符合了目前电力系统无人值守变电站数量增多的发展趋势。

系统主要应用于电力、通讯及UPS电源蓄电池状态监测。

3.系统特点

3.1. 安全性

⏹采用分段式小电流放电法测试系统内阻，不对系统注入任何信号，保

证安全检测，避免系统污染。

⏹所有内部开关采用固态开关而非继电器，无拉弧现象、无明火、无寿

命问题。

⏹充分考虑各项EMC指标、连接线短路保护、多层隔离等可靠性设计。

⏹克服蓄电池本身电容、环境波纹、噪声源的干扰，具备很好的抗干扰

能力。

3.2. 精度高

⏹测试时间短，无需更改直流主回路，对系统电压影响极低，配合高精

度电压检测可在线完成精确内阻测试。

⏹读数稳定、精确，运行稳定，防止误报。

⏹每个采集模块可精确巡检测试12只电池电压，电压分辨率可高达

0.0001V。

⏹所有接线采用双线制接线，有效避免连接线导致测量误差。

3.3. 模块化

模块化解决方案具备配置的灵活性，可以为任何系统量身定制。

3.4. 多样数据分析

可实现对单体电压、单体内阻、组压、电流等监测，监控软件自动对各个采集的蓄电池参数进行分析，形成各变电站相对应的动态直流系统模拟图，实时显示交流状态、充电机运行状态、单体电池电压、内阻、历史数据曲线报表等，可以根据客户的实际需求定制功能。

3.5. 便于维护

采用下放式结构安装，可在电池室就地安装，安装方便；在线式系统管理，便于维护。管理员可实时查看多种报警信息，系统自动分析运行记录，及时给出专家级方案提示等。

4.系统功能

本系统的核心硬件设备是我司自主研发的蓄电池检测模块，主处理器采用ARM公司最新微控制器平台Cortex-M3内核，并采用类PLC多插板扩展槽结构,通信速率1MBit，可配接多种类型扩展板，系统功能组合灵活，扩展容易。

1)作为本地监控终端，收集现场所有信息统一管理并通过LAN接口传输到

服务器，配有键盘, 5.7” TFT液晶屏，参数设置、状态查看、报警查

看、运行记录查看等操作。

2)芯片级实时以太网,10/100M自适应LAN接口，收发自动交叉，可直接连

接到光纤局域网（信息网/数据专网/自动化网等）。