蓄电池在线监测系统

目录
引言 (1)
第一章产品概述 (2)
1.1 产品特点 (2)
1.2 产品用途 (2)
1.3型号说明 (2)
1.4 使用环境 (3)
第二章结构与原理 (3)
2.1 系统结构 (3)
2.2工作原理 (3)
第三章技术特性 (4)
3.1主要功能 (4)
3.2主要技术指标 (4)
第四章安装调试 (5)
4.1外形和安装尺寸： (5)
4.2安装要求 (5)
4.3安装程序和注意事项 (5)
4.4调试 (6)
第五章操作说明 (7)
5.1使用前设备的检查 (7)
5.2前面板说明 (7)
5.3后面板说明 (11)
第六章故障分析与排除 (14)
第七章日常维护 (14)
引言
蓄电池作为直流系统的电源是系统中十分关键的设备，必须对其进行规范合理、真实有效的日常维护。

对于富液式铅酸蓄电池，可以通过测量电池的电压、电解液的比重和温度，查看电解液的颜色、极板表面的颜色、极板是否弯曲断裂、极板有效物质是否脱落等来判断电池的性能。

而阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)，因其密封，无法通过以上手段进行检测。

另外，由于蓄电池数量多，情况各异，人工维护蓄电池组的工作量很大，只能定期测试，不能解决蓄电池性能的突变问题，出现大量的测试盲点；随着VRLA蓄电池的大量应用，铅酸蓄电池的在线实时监控、早期故障诊断技术的创新与发展已经迫不及待。

“蓄电池在线监控系统”是利用国家重大科技产业工程“电动汽车”项目中“电动汽车车载充电器、电池管理系统及剩余电量计的研制”专题的研究成果，深圳市奥博特科技有限公司深入研究了站用阀控式铅酸蓄电池组容量特性原理，并结合当今国际、国内在蓄电池容量组监控领域共同认可的方法，建立了一套完整的容量计算模型，真正解决了蓄电池组容量在线监控和单体电池故障早期诊断的难题。

经过长期的研究和实践，研制出了适用于发电厂、变电站、微波机站、UPS机房等行业部门的蓄电池在线监控系列产品，该产品系列具有国内领先、国际先进水平，并已通过了有关部门的测试和认证。

1
2
第一章 产品概述
1.1 产品特点
蓄电池在线监控装置具有以下优越的特点： 独特的蓄电池组剩余电量监控方法 单体电池内阻测量
单体电池健康等级的准确判断 监控过程实时进行 信号采集过程安全、可靠 信号采集精度高 蓄电池组网络化监控
1.2 产品用途
蓄电池在线监控系统主要应用于发电厂、供电局等电力直流系统，通信机房和基站，铁路供电变电站，金融、化工、企事业单位的UPS 机房等后备电源使用场合，监控大容量蓄电池组的电池内阻、剩余电量、基本参数等，为蓄电池组的日常维护提供重要的依据，保证蓄电池组的可靠运行。

1.3型号说明
1.3.1系统命名规则：
OBT —BMS （□ □ □ □ ）
产品类型编号（D-直流放电法，A-交流注入法， T-巡检仪产品）
监测电池路数
蓄电池管理系统
公司代号
1.3.2系统配置
1.4 使用环境
设备工作环境：
温度：0~40℃
湿度：30RH~95RH%
第二章结构与原理
2.1 系统结构
系统结构大体分为：采集模块、放电模块、中央处理模块，显示模块；
采集模块实时采集电池组电压、电流、温度、内阻等基本参数；中央处理模块对采集数据进行转换、分析、计算，计算结果在液晶上显示，并且通过串行口（或485或以太网）进行上传，实现远程监控。

原理结构图如下：
2.2工作原理
2.2.1电池组剩余电量估计
剩余电量的多少是蓄电池应用中最关键的问题，是用户最关心的问题，也是最复杂、最难回答的问题，所以，100多年来，蓄电池电化学基本上是一门实验性学科。

专家、学者通过对不同厂家和类型蓄电池的物理、化学特性的差异，和对蓄电池内部温度、内阻等参数的动态变化，以及对蓄电池在充、放电过程中电压—电流的变化特性分别进行了大量的试3
验和测试，总结出了有关蓄电池容量特性的规律。

系统首先根据电池组的类型，额定容量，使用寿命，已使用时间，以及单电池特性和电池组的平均特性之间的差异，计算电池组的初始电量；运行过程中，再根据电池单电压在不同状态下的变化，电池组总电压、环境温度的变化，单电池的内阻，以及充放电过程中电流的大小和充放电时间等，经过分析、判断找到性能最差电池，通过剩余容量模型计算，得到蓄电池组剩余电量的估计值。

2.2.2诊断系统
诊断系统包括对蓄电池健康等级的排序和故障诊断；蓄电池的基本特性、一致性和差异性是诊断和排序的基础，我们还参照了电池专家、维护人员长期使用蓄电池总结出的一些实用规则、大量的经验数据，以及电池历史档案信息，建立了对蓄电池健康等级进行排序和故障诊断的数学模型。

第三章技术特性
3.1主要功能
实时采集单体电池电压
实时采集电池组电压
实时采集电池组电流
实时采集电池组环境温度
手动或定时测量单体电池内阻
自动更新电池组剩余电量
自动判断单体电池健康等级
自动提示报警信息
网络化远程监控
3.2主要技术指标
4
第四章安装调试
4.1外形和安装尺寸：
深度：280mm
485
4.2安装要求
1、安装过程必须是专业人员完成。

2、安装之前应详细阅读4.3内容。

3、设备应该距离电池组尽可能近；如果电池组距离控制屏较远，设备需固定在电池室的墙壁上或
放置到电池柜上，监控信息可以通过通信电缆或网络接口上传到计算机。

如果设备距离电池组较远，采样电缆也就会很长，安装过程烦琐，并且可靠性会降低。

4、设备电源可以使用交流或直流，安装之前必须确定电源类型，并将电源电缆引至设备。

4.3安装程序和注意事项
安装程序如下：
1、确定设备安装位置；
2、确认电池摆放顺序，根据电池顺序确定采样线路；
3、疏通采样线路，清理线路中的障碍，固定线槽或挖掘地沟；
4、按照对应顺序将电缆插头固定在设备上；
5、按照电池顺序和线路安排，将采样电缆分别引至对应的电池；
6、将电池组总电压采样电缆连引至电池组的正、负极；
7、连接电池和隔离电阻，隔离电阻和电缆，使电池接入设备采集模块；
8、使用防腐蚀塑料胶条将有共同走向的电缆包扎好；
5
9、确定电流传感器安装位置；
10、将电流采样电缆按照合适的通道，从设备引至传感器，连接牢固；
11、确定设备的测温点，将温度传感器按照合适的通道从设备引至测温点；
12、所有采样电缆按各自的通道固定好之后，检查电缆和电池及采集器件是否连接好；
13、如果连接有错误或连接不牢固，重新进行连接，直到所有连接点无误；
14、在使用线槽或地沟处，将包扎好的电缆放入线槽或地沟，并将其封装。

15、检查多芯插头和设备插座是否对应；
16、如果插头、插座不对应，将其更正，直到无误；
17、安装完毕。

注意事项：
1、安装过程中，一定要注意安全，杜绝电池（或几个电池间）短路现象发生；
2、在电池组和采样电缆的连接过程中，电缆顺序和电池编号必须对应；
3、采样电缆通道的选择，要靠近电池，但隐蔽，避免电池维护过程中的无意损坏；
4、采样电缆不易暴露在空气中，否则电缆容易被风化和腐蚀；
5、在电池室或电池柜中，采样电缆通道必须整齐，可靠。

4.4调试
1、接通设备电源，开机；
2、设备正常启动，所有监控指示灯同时点亮；
3、检查所有单电压监控值是否正常，如果某路出现为零或者超出正常电池电压，设备立即断电，
检查电池连接是否对应，找出错误连接，并将其更正；
4、重新开机，设备应正常工作。

5、使用钳形电流表，测量电池组回路中的电流（>1A），对比设备监控值；如果误差较大(>±0.5A)，
取下电流传感器，在无输入的情况下，测量其输出电压，如果电压大于±30mV，调整传感器零点，直到输出电压近似为零，重新核对监控值。

6、分别检查核对两路温度、电池组总电压、单体电压的监控值，如果有大于精度要求的进行调整，
直到达到要求为止。

6
第五章操作说明
5.1使用前设备的检查
1、检查设备电源、采样电缆和设备连接是否正确；
2、检查连接正确，开机运行。

5.2前面板说明
前面板
1、液晶显示屏：
①开机显示电池组基本情况；
基本情况依次为：总电压、充电电流、放电电流、温度1、温度2、剩余电量；
（可以显示一组或两组）
一组：
两组：
7
8
当某项内容出现报警，该内容对应值闪烁，设备内部蜂鸣器启动，直到报警结束。

② 按动菜单键进入主菜单，其内容依次为：
按动相应数字键进入对应显示区域
, 按采单键返回主画面：
数字键1：进入单电压与内阻显示区域，顺序显示所有电池的电压值与内阻值； １）．单电压与内阻界面（显示实际采集的电压和内阻）：
按上下键翻屏，按采单键返回功能菜单。

２）．报警内容与结果（显示所有电压和内阻告警的电池）
按上下键翻屏，按采单键返回功能菜单。

３）．诊断结果（诊断电池的性能等级５、４、３、２、１、０，性能递减）：
按上下键翻屏，按采单键返回功能菜单。

４）．设定报警参数
按上下键选相应项，按数字键输入数据，确认键为小数点，按菜单键返回功能菜单。

５）．设定功能参数
电池类型：２Ｖ／６Ｖ／１２Ｖ
电池容量（标称容量）单位：Ａh
电池内阻（出厂）单位：uΩ
参数不正确,显示会不正确。

６）．内阻测量
需要输入密码：８８８８８８
出现界面：
9
内阻单位：mΩ
2、键盘：
①内容包括：数字0～9、菜单、确定、↑、→、←、→共16个触摸键；
②功能介绍：
数字0～9：子菜单选择，参数修改，密码输入；
菜单：由开机初始显示内容（基本情况）切换到主菜单；
由显示子菜单内容切换到主菜单；
确定：参数修改完毕，由参数设置状态直接切换到基本情况，小数点；
由主菜单切换到基本情况；
↑、→：单电压、诊断结果、报警信息、参数内容上下滚动显示；
←、→：参数设置过程中，光标左右移动。

3、参数设定
在主菜单中，第4个子菜单是操作人员设定参数，通过键盘输入4选中该项，输入密码3456进入参数修改界面，其中参数包括：
1)单电压上限：0000（单体2V——2.400，单体6V——7.200，单体12V——14.4）；
2)单电压下限：0000（单体2V——2.000，单体6V——6.000，单体12V——12.00）；
3)总电压上限：0000（单电压上限×路数）；
4)总电压下限：0000（单电压下限×路数）；
5)温度1上限：000（一般设定成35.00）；
6)温度2上限：000（一般设定成35.00）；
7)充电电流上限：0000（一般设定成0.1C）；
8)放电电流上限：0000（一般设定成0.1C）；
9)正常存储间隔：0000（一般设定成8×60分）；
10)日期设定：0000/00/00（设定为北京时间）；
11)时间设定：00：00：00（设定为北京时间）；
5.3后面板说明
后面板
后面板包括：以上图为准
最左侧上面试保险座，下面是电源输入插座。

中间分为三层，上层左侧是温度、电流采样插座(25孔)。

右侧是标准的RS232异步串行接口插座(9针)。

中层是单电压采集插座（15针），顺序是从左到右依次为：⑤～⑧。

下层也是单电压采集插座(15针)，顺序是从左到右依次为：①～④。

最右侧4个5芯航空插座是测内阻放电插座：从右侧上下排序以次为：①～④。

后面板说明：（以108路为例）
1、单电压采样插座①：采集0～14路电池电压；
2、单电压采样插座②：采集15～29路电池电压；
3、单电压采样插座③：采集30～44路电池电压；
4、单电压采样插座④：采集45～59路电池电压；
5、单电压采样插座⑤：采集60～74路电池电压；
6、单电压采样插座⑥：采集75～89路电池电压；
7、单电压采样插座⑦：采集90～104路电池电压；
8、单电压采样插座⑧：采集105～108路电池电压；
9、两路温度、电流采样插座：连接温度传感器和电流传感器，采集两路环境温度、电池组电流；
10、RS232通信插座：连接计算机上的对应串口或通过串口服务器连接到局域网中；
11、保险管：在异常情况下，保护设备的安全；
11
12、电源插座：为设备提供可靠的电源；
13、开关：使设备和电源连通或关断。

注意：单电压的每个15针插座的排列顺序：1，9，2，10，3，11，4，12，5，13，6，14，7，15，8
电压采集线接线图
放电电缆接线示意图
温度与电缆传感器接线示意图
13
第六章故障分析与排除
设备在运行过程中，容易出现的一些异常现象及排除方法如下表所述：
第七章日常维护
日常运行维护：
1、保持设备干净卫生，检查设备采样电路连接是否正常；
2、在清理电池及其周围时，不能伤及采样电缆；
3、发现报警现象，及时查看报警内容，并进行处理；
4、该设备是在线实时运行的，不能随便关机；
5、设备日常进行过程中，不需要进行维修；
15。