蓄电池监测系统

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核对性放电终止的判定方法： 时间判定法； 电压判定法； 时间+电压判定方法。
试验方法：
1.
关断全部整流模块，电池带全载。一般的系统均 是按3h～4h放电率配置的。 关断部分整流模块，电池带部分负载。使电池以 10h放电率的电流放电。当放电时间达到3h～4h 左右时停止放电，这时电池恰好放出30％～40％ 的容量。或放电到核对性终止电压时停止放电， 如时间未到，属于有不合格电池情况 。
分段式直流放电内阻测试法： 又叫电压、电流回路测试法，在电流回路中有一只限流 电阻，测出单体蓄电池放电1~2s时电流变化△I和单体电 压变化△U 。根据下式可计算出蓄电池的内阻。 Rn=△U/△I 将蓄电池组（10节为例）按每两节单体一组分为5段： （1+，3+）、（3+，5+）（5+，7+）（7+，9+）（9+， 10-）。每段的电压为25V左右，控制相应继电器按顺序 闭合，给内阻板放电电阻放电，放电时间约为3秒，通过 电压采集板采集到的每节单体电压差（0.08V）和内阻板 采集的放电电流（12A）计算出每节单体的电阻 （0.08/12=6667），此电阻值即为单体内阻。
百度文库2.
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4.
负载箱带全部负载：单组电池轮流脱离系统，以负载箱 放电，放电电流等于负载电流（一般为1C），当电池放 电终止时停止放电。 负载箱带部分负载：单组电池轮流脱离系统， 以负载箱 放电，放电电流为电池10h率时的电流。 设置监控模块电压，电池带全部负载：设置监控模块的 浮充电压，使其略低于电池的终止电压而高于负载电压 的允许下限加上全程压降值。整流模块因浮充电压低于 电池电压处于待命状态，所有负载电流由电池承担，当 电池放电终止时停止放电，将监控模块的电压调回到原 样，系统恢复正常供电
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检测电池的溶液密度：原理就是通过利用溶液密 度和容量之间的关系。由于开路电压U=D（溶 液的密度）+0.85V（2V电池），而开路电压和 容量基本呈线性，所以容量与密度也近似线性。 安时法：即通过测量电池的放电电流对时间的积 分来确定电池放出的容量。 恢复效应法：推算电压和电压恢复的时间关系函 数，推算长时间电压恢复的最终稳定值，从而得 到电池对应的开路电压。
连接条电阻测试： 因为要测量的电池的内阻很小，内阻的测试必 须得考虑到电池间连接条的电阻，从仪器到电池 的连接线本身也存在电阻（大约也是微欧级）， 还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻。 此系统的单体电压线采用双线制接法可测试电池 之间连接条的电阻，从而消除连接条电阻对内阻 测试的影响。
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开路电压法：原理就是开路电压与蓄电池的SOC 基本呈线性关系，如对12V的电池，满容量时的 开路电压应为13.5V，每降低0.1V，电池的容量 降低8%左右，开路电压指电池静止不对外供电 时的电池端电压，此方法没有实际应用价值。 内阻法：通过计算电池内阻推算电池容量，电池 内阻能够反映蓄电池的健康状况（SOH），实 验结果表明，当电池的内阻急剧增加时，电池的 剩余容量也接近放完，此方法实现比较困难。
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组压和单体电压 环境温度和电池温度 充放电电流 单体内阻、连接条电阻
1.
温度对电池容量的影响：温度升高时, 电解液的 粘度减小, 电池内部离子迁移阻力减小, 则离子迁 移速度增加, 扩散能力增强, 从而使得活性物质利 用率有所提高, 则必然导致电池电导升高, 内阻下 降，容量上升。相反则容量下降。 电池温度测量是在电池负极柱根部安置温度传感 器 , 通过测量在线电池的温度 , 找出温度异常的 电池。这实际上是将电池的内阻值通过温度间接 地反映出来。
在IEC（国际电工委员会），GB标准中蓄电池的技术参 数有：在一定的放电率条件下，测试电池的单体容量、 容量特性；电压、容量、内阻的一致性要求；倍率放电 特性；循环寿命性能，即在一定的放电条件下，电池能 够运行的一定的次数，还能保持的性能状况。 蓄电池的荷电状态（SOC）是体现电池性能的重要标志， 可以说SOC决定蓄电池蓄电池的好与坏。 一般而言，电池的容量越大，内阻就越小，因此可以通 过蓄电池内阻的测量，实现对电池的容量进行在线评估。 用内阻检测法衡量蓄电池性能，实现阀控式密封铅酸 (VRLA)蓄电池的在线维护。
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建立物理化学模型：分析电池的热学-动力模型， 建立蓄电池的确定系统。参数多，而且大多需要 经验确定系数，计算量大。 模糊推理和神经网络方法：模糊逻辑推理和神经 网络技术是人工智能领域中两个重要分支，模糊 推理善于表达模糊语言，神经网络主要在并行处 理计算，分布式存储信息，自组织，自学能力方 面比较强大。通过检查电池放电过程中电压、电 流、测量温度，与计算内阻、历史容量相结合， 这些通过神经网络模型去确定SOC。
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3.
核对性容量放电试验 1998年版《电信电源维护规程》第83条规定：蓄电池的放电，每年应 以实际负荷做一次核对性放电试验，放出额定容量的30％～40 ％。 1998年版《邮电通信特有工种职业技能鉴定复习丛书电力机务员》 第210页说明如下：在通信电源维护制度中，规定了由蓄电池组向实 际通信设备进行单独供电，以考查蓄电池是否满足忙时最大平均负 荷的需要。这种放电制度，称为核对性放电。 蓄电池以恒定电流A放电，记录电池端电压下降到规定值时的放 电小时数h，A*h即为电池实际容量。这种方法是最直接简单有效的 方法，但是由于该方法只能在电池离线状态下进行测试，而且操作 对放电倍率、电解液温度等条件都有要求，因此即使采用此方法也 只是每年进行一次。
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影响电池容量的因素有：
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放电条件：指所使用的电流强度，环境温度，终止电压 等各方面。 设计参数的影响：板栅的结构、厚度和材料等，电池的 内部布局，极板的表面积，空隙率等特别是电池的溶液 浓度对电池容量有巨大的影响。 蓄电池的内阻：电池内阻有两个含义，其一是纯的欧姆 电阻，这部分引起的电压降符合欧姆定律，另一部分是 全内阻，包括欧姆内阻和电化学反应中的电极极化相当 的电阻（极化内阻），极化内阻不遵守欧姆定律。由于 内阻的存在，电池工作电压总是小于电动势和开路电压。
此法的优缺点： （1）使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池，包 括小容量电池。笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种 办法。 （2）交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影 响，同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中 的抗干扰能力是一个考验 （3）用此法测量，对电池本身不会有太大的损害。 （4）交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。 交流法内阻测试电路组成主要有：低频交流信号发生器、 耦合驱动器、差分放大器、低通有源滤波器、相位检测电 路、电压电流取样电路、模拟转换开关、A/ D 转换器、 单片机。
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模块用途 电池性能的衡量 在线监测参数及原理 模块内部板图
模块的用途
就是实现直流操作电源系统后备电源运行参数的 在线监测。通过实时测量蓄电池组的单体电池电 压、温度、内阻及充放电电流，实现对蓄电池组 运行参数的实时监测，并可通过通信网络将蓄电 池组全部信息远传至监控中心机房 , 实现变电站 直流操作电源系统的无人值守。 简单说，就是为了实时监测电池的运行参数和定 期监测蓄电池的内阻。
因为电池实际上等效于一个有源电阻，因此 我们给电池施加一个固定频率和固定电流（目前 一般使用1kHz频率、50mA小电流），然后对其 电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后， 通过运放电路测出蓄电池两端的低频电压 Uo 和 流过的低频电流IS以及两者的相位差α, 根据公式 Z = Uo/ IS , R =Zcosα, 计算出电池的内阻。交 流压降内阻测量法的电池测量时间极短，一般在 100毫秒左右。 这种测量方法的精确度也不错，测量精度误 差一般在1％～2％之间。
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蓄电池充放电电流的测量相对比较简单,在此系 统中采用了霍尔电流传感器,它将电池充放电电 流转换成 - 4～ + 4V 的直流电压,直接经电流转 换模块A/D 转换上送给单片机即可。
根据物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，测试设备让电池在短 时间内（一般为2～3秒）强制通过一个很大的 恒定直流电流（目前一般使用40A～80A的大 电流），测量电池两端的电压压降，并按公式 计算出当前的电池内阻。 这种测量方法的精确度较高，控制得当的话， 测量精度误差可以控制在0.1％以内。
此法的优缺点： 1、只能针对大容量电池或者蓄电池，小容量电池无法 在2~3秒内负荷40A~80A的大电流； 2、大电流放电损害电池； 3、需一大电阻负载，维护困难； 4、测量周期很长； 5、当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化 现象，产生极化内阻。故测量时间必须很短，否则 测出的内阻值误差很大； 6、蓄电池必须静态或脱机状态，无法实现真正意义上 的在线监测。
电池容量分为实际容量、额定容量和理想容量三 种。电池SOC测试方法归结起来有：
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电池容量实验方法：它是对蓄电池充足电情况下， 脱离电网系统，以10小时率恒流对负载放电，当 10 放电10小时或其中一只电池下降到规定下限值时， 停止放电。此时计算出25度时的容量，结果为蓄 电池的实际容量。 电池的容量C=I*t。其中I为放电的电流，t为电池 放电时间。