蓄电池在线监测系统

蓄电池检测系统设计蓄电池作为一种供电方便、平安可靠的直流电源广泛应用于电力、石化、通讯等领域，为获得较高的电压，常用多节蓄电池串联工作方式。

由于单体蓄电池特性的差异，在运行一段时间后，电池组中个别电池性能变差，进而失效，造成电池组整体性能下降，导致整个系统的可靠性降低，且蓄电池是一种化学反映装置，内部的化学反映不易及时发现，因此有必要对蓄电池的运行状态进行实时在线监测。

1.1 本课题研究的意义蓄电池作为一种化学电源，1860年普兰特首次创造了实用的蓄电池以来，蓄电池以其价格低廉、易于浮充使用、电能效率高、电源独立性好、可移动等优点被广泛应用于发电厂、变电站、邮电通讯系统、汽车、船舶、铁路客车等各个领域。

随着经济的迅速开展，电力系统和通信系统发挥着越来越重要的作用，由蓄电池组、充电浮充电装置以及馈电支路开关和熔断器等组成的直流系统是发电厂、变电站和通信基站中的一个重要组成局部，其工作状况的好坏直接影响到电力系统和通信系统的平安、可靠和高效运行。

而蓄电池组作为直流系统向外供电的唯一设备，为电力系统和通信系统中的信号装置、继电保护装置和控制装置等重要负载提供工作电源，其性能的好坏直接关系到电力系统和通信系统的平安可靠性。

因此为了确保用电设备即使在交流电源全部中断的情况下也能正常平安连续运行，必须保证蓄电池组的运行状态性能良好，在发生火电中断时能够有足够的放电容量，所以重视和加强对蓄电池的维护工作，特别是对蓄电池实施实时在线监测意义重大。

1.2 国内外开展状况随着科学技术的开展，特别是单片机和计算机在智能化控制方面的应用，以及在变电站综合自动化系统等方面研究的深入，关于蓄电池的自动化监测问题也提到日程上来。

近几年以来，很多人开始研究蓄电池的自动化监测。

蓄电池监测系统中，主要内容是对单电池电压的监测。

其中，关于温度和电流的测量都属常规测量，而且在这些方而的测量技术都己成熟。

在电压的测量方法上，对单个电压量的测量方法非常简单。

BCSU蓄电池组在线监测管理系统一、概述蓄电池监控的必要性近年來随着經濟快速成長，通讯、电力、UPS等行业也快速发展，蓄电池的用量也迅速增加。

在目前蓄电池使用中，並無法知道蓄电池運作狀況，往往直到事故發生後才知道蓄电池出了問題，比如說看似正常的蓄电池放电时却放不出电来，對於供電安全造成重大威脅。

这种状况的发生主要原因在于蓄电池的运行状态没有得到有效的监测，一旦由多个蓄电池串联构成的蓄电池组中出现某一個蓄电池失效，就会导致整个蓄电池组不能正常放电。

蓄电池作为安全不间断供电的最后一道保障措施，同时也是不间断供电系统里面最不安全的因素(據統計UPS系統無法正常供電所引發的事故中，其中有50%是由电池故障所引起)。

由此可見，對蓄電池進行在線監控，即時了解蓄電池的狀況是非常重要的。

北京群菱能源科技有限公司是一家专注于蓄电池检测维护、在线监测技术领域方面产品的开发﹑生产、销售的高科技公司，为全球工业后备电源用户提供高性能、可靠、稳定的蓄电池在线监测产品及优质的服务。

已为国内外的数据中心、电力变电站、电厂、通信机房、通信基站等提供数以万计的蓄电池在线监测系统。

BCSU蓄电池在线监测系统是群菱公司推出的新一代产品，延续了原产品高性能的同时，对系统进行了全面的升级，不仅在性能上还包括接入第三方系统的方便性、实用性、方案配置的灵活性都处于行业领先地位。

成功案例百度数据中心 北京电子商务中心大唐多伦煤化工 中芯电子无锡地铁 上海银联西部管道各管理站 南方电网宁厦电力 北京空管二、BCSU 蓄电池组在线监测系统组成：蓄电池在线监测管理系统由系统管理单元（主机）、电池组监测模块（内阻、容量）、单体监测模块、系统管理软件等部分组成。

系统采用模块化设计，数据采用三层结构进行传递，将现场的电池组信息由电池组监测模块、单体检测模块和内阻测量模块负责采集，通过监测主机进行数据管理，最终传递给数据服务器，由远程客户端进行数据和报警查询、统计、打印报表等。

一、蓄电池在线监测系统的作用1、组网简单，维护简单、快捷、安全、可靠，提高直流系统的安全性和可靠性系统时刻监测着每节蓄电池的内阻内阻、电压、充放电电流、温度等参数，时刻判断电池的状况，维护管理人员随时随地可以在计算机上看到蓄电池的各项数据，全面掌握蓄电池的状况。

一旦有危险隐患出现，系统将以声光形式发出预警，提醒维护管理人员及时处理，避免事故的发生，极大地提高了供电系统的安全性和可靠性2、延长蓄电池的使用寿命蓄电池在线监测系统的投入使用，减小了因个别蓄电池劣化而造成整组蓄电池损坏的可能，相应延长了蓄电池的使用寿命。

3、节约成本蓄电池在线监测系统的投入使用，维护管理人员可以随时随地掌握各变电站蓄电池的状态，大大减少了现场检测工作量，人工费用和车辆费用大大减少。

4、减少人员伤害事故蓄电池在线监测系统的投入使用，使蓄电池参数的检测可以自动完成，不用人工到现场测量和接线，减少了人员伤害事故的可能性，同时也避免了由于现场由于检测造成设备损坏的可能性。

5、社会经济效益二. 蓄电池在线监测系统的主要功能：2.1 蓄电池状况时刻全面掌握系统时刻监测着每节蓄电池的内阻内阻、电压、充放电电流、温度等参数，时刻判断电池的状况，维护管理人员随时随地可以在计算机上看到蓄电池的各项数据，全面掌握蓄电池的状况。

2.2 危险提前预警功能时刻判断电池的状况，一旦有危险隐患出现，系统将以声光形式发出预警，提醒维护管理人员及时处理，避免事故的发生。

2.3 管理决策功能利用其功能强大的管理数据库，可以实现对蓄电池状态随时随地进行查询统计，帮助管理者极大地提高了管理效率和决策质量。

2.4 蓄电池内阻检测功能系统可设定对全部蓄电池的单体内阻的自动定时或人工发布命令随时检测全部蓄电池的单体电池内阻。

2.5 总电压、总电流、电极温度、单体电池电压快速巡检功能2.6 充放电过程全过程记录功能可以对蓄电池组自动均充过程、放电过程、及核容过程进行过程记录。

UPS蓄电池在线监测系统的设计王宽;贺昱曜;郑普;陈金平【摘要】The battery is the main component in the Uninterrupted Power Supply (UPS) system. It is a great significance to monitor the battery on-line and know the state of health (SOH) of battery in time, which could improve the reliability of UPS systems. Thus, an on-line monitoring system based on ARM is designed. The system can monitor the battery voltage, current and transfer the values to PC by CAN bus real-time. In this paper, the 2nd order RC equivalent battery model has been employed, the least square algorithm has been adopted to identify the parameters of battery model, the relationship between open voltage and SOC has been appliedto estimate the SOC. The SOH could display by PC software intuitively, which could point out the failure battery timely, prolong the service life of the battery and guarantee the safe operation of UPS system.%蓄电池是UPS系统的重要组成部分，对蓄电池进行在线监测，及时掌握蓄电池的健康状态，对提高UPS系统的可靠性具有重要意义。

蓄电池在线监测原理
1.电池电流和电压监测：监测电池的充放电电流和电压，以了解电池的工作状态和健康程度。

通过监测电池的电流和电压变化，可以及时发现电池的过充或过放等异常情况，并采取相应的措施进行调整。

2.内阻监测：蓄电池的内阻是衡量电池性能的重要指标之一，直接影响电池的容量和充放电效率。

通过在线监测电池的内阻变化，可以判断电池的老化程度和性能衰减情况，及时做出维护和更换的决策。

3.温度监测：电池的工作温度对其性能和寿命有重要影响。

蓄电池在线监测系统通过感应电池的温度变化，可以判断电池的发热情况，及时采取散热措施，防止电池因高温而损坏或容量下降。

4.容量估算：通过对电池的放电过程进行实时监测，根据放电曲线和电池的特性参数，可以估算出电池的剩余容量和可用时间，为用户提供准确的能源预警和管理。

5.数据分析和预测：在线监测系统会通过采集的电池参数数据进行实时分析和处理，利用算法模型进行电池性能预测和故障诊断。

通过对电池工作状态的分析和预测，可以提前预防电池故障和减少故障造成的损失。

蓄电池在线监测系统的实现可以基于传感器、数据采集设备、数据处理和分析平台等技术手段。

传感器用于感知电池的关键参数，如电流、电压、温度等；数据采集设备用于将传感器采集到的数据进行处理和存储；数据处理和分析平台则通过算法模型和数据库技术，对电池采集到的数据进行实时分析和预测，提供准确的电池状态评估和故障诊断结果。

总之，蓄电池在线监测通过对电池的电流、电压、内阻、温度等关键
参数进行实时监测和分析，可以及时发现电池的异常情况，并提供准确的
电池状态评估和故障诊断结果，以保证电池的正常运行和延长其使用寿命。

用户操作手册尊敬的顾客感谢您购买本公司YTC5920蓄电池在线监测系统。

在您初次使用该仪器前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，因此您所使用的仪器可能与使用说明书有少许的差别。

如果有改动的话，我们会用附页方式告知，敬请谅解！您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们定会满足您的要求。

由于输入输出端子、测试柱等均有可能带电压，您在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，避免触电危险，注意人身安全！◆慎重保证本公司生产的产品，在发货之日起三个月内，如产品出现缺陷，实行包换。

三年（包括三年）内如产品出现缺陷，实行免费维修。

三年以上如产品出现缺陷，实行有偿终身维修。

◆安全要求请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。

为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。

只有合格的技术人员才可执行维修。

—防止火灾或人身伤害使用适当的电源线。

只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。

正确地连接和断开。

当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。

产品接地。

本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。

为了防止电击，接地导体必须与地面相连。

在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。

注意所有终端的额定值。

为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。

在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。

请勿在无仪器盖板时操作。

如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。

使用适当的保险丝。

只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。

避免接触裸露电路和带电金属。

产品有电时，请勿触摸裸露的接点和部位。

在有可疑的故障时，请勿操作。

如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。

请勿在潮湿环境下操作。

请勿在易爆环境中操作。

保持产品表面清洁和干燥。

蓄电池在线监测系统技术要求一、基本要求1、在线监测每节电池的电压、每节电池的极柱温度、每节电池的内阻与电池纹波；电池组组压、充放电电流、环境温度；在线电池热失控监测。

2、硬件设备应由收敛模块与电池监测模块组成，每个电池监测模块监测一节电池电压、内阻与极柱温度，电池监测模块应无需外部供电。

硬件系统应可监测总电池数为960 节，一个收敛模块可管理六组电池，每组为300节。

3、电池监测模块正常工作时，从电池上的吸收电流必须小于7mA(12V或6V电池)或13mA(2V电池)，不同电池监测模块的吸收电流差异必须小于0.5 mA。

4、硬件设备必须具备自动获取每节电池的基准内阻值并固化功能，通过自动内阻横向与纵向分析比较来判断电池的好坏。

5、硬件设备必须带LCD显示与设置按键，带RS485口、网络口及USB口，必须同时支持MODBUS/RTU、MODBUS/TCP、SNMP、TCP/IP协议。

应带有两个干接点，一个为设备故障接点，另一个为电池告警接点。

6、具备电池纹波、电池热失控、单体内阻、单体电压、电池温度、组压、充放电电流、环境温度超限时自动告警，告警阀值可设置。

告警发生时设备发出告警声音，红色告警灯亮，干接点闭合，可通过设备查询具体告警内容。

7、后台软件能显示所有的监测数据，数据超限时自动告警，并能以数据表格、柱状图、曲线的方式显示。

所有数据可以直接打印或以EXCEL的方式导出。

8、后台软件应至少能生成以下曲线：电池组的总电压电流变化曲线、所有电池的单体电压充放电曲线、电池内阻的相对变化曲线、电池温度与环境温度变化曲线。

9、所有线缆及设备外壳必须阻燃。

10、产品必须通过第三方机构的EMC等检测以及CE、ROSH认证。

11、产品至少在二十个以上大项目中应用过，每个项目大于三千节电池。

12、厂家至少有十年以上设计、生产、安装电池在线监测设备的经验。

二、主要技术参数1、工作环境工作温度：-5℃～50℃相对湿度：5％～90％大气压强：80～110kPa2、监测能力硬件系统可监测总电池数为960节，一个收敛模块管理六组电池，每组为300节。