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。 1、 蓄电池组管理单元（BCSU 主机） 根据用户现场安装条件可选择外挂式或标准机柜式, 用于电池组监测数据、单体监测 数据的收集、电池组故障诊断报警、数据交互功能;该模块具有强大的数据处理能力，可以与多种通讯接口的设备进行对接用于数据的交互处理，同时将监测数据、报警数据和存储数据上传到系统管理软件;可以通过模块上8 英寸彩色触摸液晶屏进行电池组整组数据、充放 客户端 蓄电池组 单体监测模块 在线监测主机 群菱蓄电池在线监测示意图
蓄电池监测管理系统 一、概述 大量的统计表明，所谓的“蓄电池问题”绝大多数并不是整个蓄电池组的问题，而只是其中个别蓄电池性能劣化或连接处接触不良等原因形成的。如果能在线实时地监测到整个蓄电池组中每一块蓄电池的运行状态和性能以及连接情况，并在发现异常时告知管理部门及时处理，将会从根本上提高供电系统的可靠性和安全性。 数年前开始流行并沿用至今的蓄电池巡检装置，对蓄电池运行状态（主要是端电压）的监测有一定的作用，但这种监测对于供电系统的可靠性、安全性所起的作用十分有限。其原因是：即便是性能很差或连接不良的蓄电池在浮充状态时，端电压的变化并不明显，而等到蓄电池放电时发现异常，往往为时已晚。 从上世纪七十年代以来，国际上一些知名的公司和专家，通过深入地研究和探讨，发现通过测试蓄电池的内阻（或电导）可以较好的对应蓄电池的性能。
TLKS-BTS-I / BATT TEST SERVER分布式蓄电池性能在线监测系统，采用了国际上在蓄电池监测领域的最新研究成果，在实时性、准确性、抗干扰性、现场安装便捷性等各方面都有突出的特点，有很高的性价比。 二、原理示意图 采用蓄电池性能监测领域的最新研究成果——暂态直流小电流电量比较法。使暂态小电流流过已知电阻 R0和被测蓄电池内阻 R 内，同步测量暂态小电流在这两种电阻上的消耗电量，这两个电量值各自与其负载电阻 R0和 R 内的阻值成正比，通过这些量值的比例关系即可求得被测电池的内阻（或电导）。 将检测到的值数字化，通过GPRS/CDMA等的数据通道，实时上传到监测中心，中心收到数据后，加以分析，给出服务的建议。
（图1）系统原理示意图三、主要功能 1．能监测蓄电池浮充电压； 2．能监测蓄电池放电电压； 3．能探测蓄电池温度； 4．能给出蓄电池的电压曲线；
BOMS蓄电池在线监测及自动维护系统 正通BOMS 开创蓄电池免人工维护新时代！！！ 目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。 无需繁琐的放电容量实验….
无需定期的端电压及温度测量…. 无需定期做均充…. 无需进行内阻检测…. 不用担心容量不足….. 不用担心火灾，爆炸…. 一、产品概述 蓄电池在线监测及自动维护装置集在线监测、异常告警、在线检测及自动维护四大功能于一身。可在线监测蓄电池组的状态及各项参数，及时发现落后电池，进行异常告警，并对电池组的健康状况进行系统评估，提供状态维护、检修建议。同时装置能在线对电池组进行自动维护，确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于最佳活性状态，能有效抑制并消除硫化。具体采用对低于设定浮充电压的单体电池进行阶段性补充充电，夯实单体电池容量的同时提高了蓄电池组的后备时间，并且保证了整组蓄电池中单体电池的电压、容量整体一致性，打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、性能试验提供一个“起点”一致的试验平台，提高了检测精度；此外，小电流脉冲还对落后电池的去硫有很好的效果。 本装置智能化程度高，可以实现在线自动监测、检测及维护，使蓄电池组中的每节单体电池保持最佳活性状态，提高了电池后备时间及运行寿命，及时发现落后电池并自动做相应的维护，极大的减少了人力、物力维护成本，有效的进行节能减排，为使用单位创造很好的经济效益和社会效益。 二、产品功能 1、在线监测功能： 实时监测的蓄电池组的：运行状态，总电压、总电流、、环境温度、单体电压、单体内阻、单体电池负极温度、软连接条压降、电压均衡度、电池组容量、放电可持续时间； 2、自动维护功能： 在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除
蓄电池组监控系统 概说平时蓄电池组接在整流设备上进行浮充（Floating Charge），保持在满充状态下，以备不时之需。蓄电池组自被安装妥当，完成初充电（Initial Charge）及放电试验再充电后，即被加入直流供电系统使用。然而铅酸蓄电池经过一段时间使用以后，常易因活性有效物质的脱落变坏，正极栅格腐蚀以及硫化（Sulfuration）等原因, 其容量逐渐减低。为了估计市电中断后，蓄电池组尚能供电的时间，就必需定期进行容量（放电）试验。本公司提供的电池组容量监视设备（BCSU）即是在电池放电和充电状态下测量电池电流及端电压变化，自动取得测试数据并及时发出警报的一套设备。 蓄电池组监控系统BCSU-50H主要功能： 监测主机为监测设备的主体，可同时监测多组蓄电池组。 可通过5-10分钟短时间放电预估电池剩余容量并评估电池优劣：便于机房维护人员了解电池情况。 具有多种告警功能：能适时发出警报，并停止放电。 监测记录电池浮充及充放电情况：利用BCSU-50H，可以省却您测试记录的烦恼，它会自动的将采集到的数据汇成各种测试曲线—特性比较图、总电压曲线、各单体电压曲线、电压条曲线、记忆数据表格等，一目了然，而且自动生成测试报告，可随时打印。 可以通过连接BDCT，对整组电池进行长时间放电，测量每个电池实际容量。 便携式：操作简单，可移动，多组蓄电池可共用一台主机，轮流使用。 BCSU-50H主要特点： 1、测量功能：可随时测量及记录总电压、总电流、各单体电池电压等状况（可设定6-30秒测量一次）。 2、具有浮充时期记录功能：可在浮充记录电池状况，并适时做出“均充”建议（须选外部电池侦测器）。 3、异常告警：当蓄电池组电压及温度异常时，将发出告警。 4、主机可独立作业或多机并联作业。 5、可自动计算剩余容量，以提供目前电池组所剩余的容量。 可列出特性曲线，及特性比较图，并判断蓄电池的优劣。 记录功能：可记录浮充期间及充放电期间的蓄电池组电压、电流等信息。 蓄电池组监控系统BCSU-50H硬件及周边设备： 1、导带型电流传导型：本传感器能将通过电池的电流数据传至电池组容量监测器。（本传感器为组装方式）。 2、具有测量单电池电压（0-16V）的回路。 3、具有测量每一蓄电池组总电压及总电流的回路。
河南科技大学 课程设计说明书 课程名称电气控制技术 题目基于单片机的蓄电池容量测试系统设计学院农业工程学院＿＿班级＿＿学生姓名 指导教师＿＿＿日期 2015年4月3日
专业课程设计任务书 班级：农电112 姓名：唐聪杰学号： 111403010224 设计题目：基于单片机的蓄电池容量测试系统设计 一、设计目的 熟悉专业课程设计的相关规程、规定，了解电力系统，电网设计数学模型的基本建立方 法和相关算法的计算机模拟，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的相关专业课程内 容，学习撰写工程设计说明书，对电力系统相关状态进行模拟，对电网设计相关参数计 算机计算设计有初步的认识。 二、设计要求 （1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，建立数学模型。 （2）通过课题设计，掌握电力系统计算机算法设计的方法和设计步骤。 （3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。 （4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及 实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 （一）设计内容 1．了解蓄电池容量测试原理； 2．设计基于单片机的蓄电池容量测试系统，包括软件和硬件； 3．利用protues软件对所设计系统进行仿真； 4．相关论文在学校图书馆中文数据库“万方数字化期刊”中查找。 （二）设计任务 1．建立相关算法、模型。 2．设计说明书，包括全部设计内容，对电力系统相关状态进行模拟。 3．总体方案图，仿真软件模拟波形图，计算相关参数。 四、设计时间安排 查找相关资料（2天）、确定总体方案，进行必要的计算。（1天）、对电力系统相关 状态进行模拟，计算相关参数，（2天）、 使用（MATLAB）等相关软件进行电路图系统图设计与仿真。（2天）、撰写设计报告（2 天）和答辩（1天）。 五、主要参考文献 [1] 电力工程基础 [2] 工厂供电，电力系统分析 [3] 相关设计仿真软件手册，如（MATLAB）等。 [4] 数学建模算法分析等 [5] 电气工程设计手册等 [2] 图书馆中文数据库“万方数字化期刊”其他相关网络资料 指导教师签字：年月日 基于单片机的蓄电池容量测试系统设计
如何重新定义电动汽车电池管理系统 （BMS ）？ 来源：英飞凌公司 作者：Klaus & Bj?rn2013年12月13日 12:01 0 分享 订阅 [导读] 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。 关键词：电池管理处理器英飞凌电动汽车 随着电气化动力系统变得日益复杂，BMS 需要执行的功能增多，承受的负担之重前所未有。 无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统 （BMS ） 的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。未 来，甚至车辆控制单元 （VCU ） 的部件和功能也会与 BMS 相关联。 图1 配备所有相关部件的电动汽车电池管理系统 （BMS ）
未来，BMS 将在电动汽车领域发挥重要作用。然而 BMS 的各个子功能往往由 OEM车厂定制，会因系统配置不同而存在很大差异。因此，不可能制定出适用于每一个电动汽车制造商的完整的 BMS 要求列表。然而，电池管理系统处理的任务范围不断扩大，这一事实毋庸置疑。BMS 最常见的要求包括安全要求、控制和监控功能、待机功能、热管理、加密算法和预留可扩展接口增加新功能。 安全要求 在 ISO 26262 安全标准范围内，如 BMS 等特定的电气和电子系统将被归类为从 ASIL C 至 ASIL D 的高安全类别。与之对应的故障检测率至少为 97% 至 99%。电池系统中最危险的故障来源有：因电缆磨损或事故而导致车辆底盘出现高电压漏电而未被发现；各种引起高电压电池起火或爆炸的原因：例如对电池过度充电（例如在公用电网上或因停电恢复引起）、电池过早老化（例如爆炸性气体泄漏）、液体进入和短路（例如因雨水引起）、滥用（例如维修不当）和热管理错误（例如冷却失效）等。 在安全方面，主开关（主继电器）在避免与高电压相关的事故中起到了重要的作用，它可确保 BMS 电子系统能够作出充分的故障反应。发生故障时，BMS 模块会在适当的故障反应时间内断开开关（例如 10ms 以内）。非关键故障安全条件的特征通常是：如果 BMS 微控制器（MCU）失效，甚至在控制器逻辑完全失效的情况下，独立的外部安全元件（例如窗口看门狗）仍可确保主开关继电器可靠地打开逆变器（正/负）的两个高电压触点。BMS 系统中还集成了其他安全功能，包括漏电电流监控和主开关继电器监控。 控制和监控功能： 其他 BMS 功能包括对电动汽车中昂贵的高电压电池的监控、保养和维护。BMS 控制和监控功能来源于安装于电池包中的电子平衡单元。管理各个电池组内（battery slave pack）的平衡，同时精确地感测各个单电池的电压。平衡芯片通常可管理多达 12 个单电池组成的群组。相关数量的电池群组串联后可产生高达数百伏的高中间电路电压以供逆变器控制之用，这是电动汽车的逆变器电驱动所必需的。 位于主开关对所有高电压电池的总电流的测量，以及从芯片对各个单电池电压的单电池精确同步监控，BMS 可使用特定算法（例如，基于电池化学 Matlab Simulink 模型）评估充电状态及健康状态等电池参数。BMS 通常不会安装在非常靠近高电压电池的位置，但是通常会通过冗余的流电去耦总线系统（比如 CAN 或其他适合的差分总线）与电子平衡从动元件相连接。它由汽车电压（12 伏电池）供电，因此可通过现有的网络架构与现有的控制单元群组结合使用，无需进一步的流电去耦措施。最后，它还改善了安全性，因为它让 BMS 能够在高电压电池发生机构或化学缺陷时确保功能正常并且安全地断开主开关。 随着电池专用的化学/电气算法日益复杂，预计 BMS 将需要使用拥有 2.5MB 至 4MB 闪存和强大的多核处理器架构的 AURIX 等微控制器（MCU）。这种组合可以保证有足够的内存用于全面校准参数并提供足够的计算能力（图 2）。
1、目的 规范蓄电池监测系统的安装、调试过程,保证产品质量,提高顾客满意度。 2、适用范围 蓄电池监测系统的安装和调试。 3、准备步骤 3.1现场情况了解 接到市场部要求安装的部门协作单后,根据上面提供的联系方式先与客户取得联系,了解现场情况,具体内容如下: ①用户安排的具体作业时间 ②现场电池组的参数(节数、组数、容量、电压 ③有无监测系统主机的安装孔位 ④现场蓄电池的安装位置(电池室或电池柜 ⑤蓄电池组和主机安装位置的距离 3.2根据现场情况核对设备参数 ①核对电池节数、组数、容量、电压 ②通信协议是否和现场要求一致 3.3材料准备清单 3.3.1 DJX-1022ABCDW(BMM3.1(两组电池除网线、网线头外其余加倍 序号名称型号与规格数量备注
以下为不带放电功能(A型B型选用 1 电线0.3mm2500m 电池节数*4m(特殊现场随现场调整 2 电线1mm2100m 3 电线2x1.5mm250m 主机和监护模块不在一起时选用 4 电线屏蔽双绞线20m 主机和监护模块不在一起时增加相应长度 5 号码管2.5mm 1套根据电池节数调整(需带内阻测试线号码管 6 缠绕管ф8mm 1卷 7 螺丝ф5 m m 20套1螺杆1弹片1螺母2平垫 8 接线端子E0508 300个 9 接线端子E1008 50个 10 接线端子E2508 30个 10 线扎4x150mm 100根 粘扣25mmx25mm 10个 焊锡丝ф1 mm2若干 以下为带放电功能(C型D型选用 11 电线(红6mm26m 200AH及以上改用10mm2或以上(与容量一致 12 电线(黑6mm26m 200AH及以上改用10mm2或以上(与容量一致 13 接线端子OT8-8 6个 14 接线端子0T8-10 2个
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
智能型锂电池管理系统（BMS） 产品简介 【系统功能与技术参数】 晖谱智能型电池管理系统（BMS），用于检测所有电池的电压、电池的环境温度、电池组总电流、电池的无损均衡控制、充电机的管理及各种告警信息的输出。特性功能如下： 1.自主研发的电池主动无损均衡专利技术 电池主动无损均衡模块与每个单体电芯之间均有连线，任何工作或静止状态均在对电池组进行主动均衡。均衡方式是通过一个均衡电源对单只电芯进行补充电，当某串联电池组中某一只单体电芯出现不平衡时对其进行单独充电，充电电流可达到5A，使其电压保持和其它电芯一致，从而弥补了电芯的不一致性缺陷，延长了电池组的使用时间和电芯的使用寿命，使电池组的能源利用率达到最优化。 2.模块化设计 整个系统采用了完全的模块化设计，每个模块管理16只电池和1路温度，且与主控制器间通过RS485进行连接。每个模块管理的电池数量可以从1～N（N≤16）只灵活设置，接线方式采用N＋1根；温度可根据需要设置成有或无。 3.触摸屏显示终端 中央主控制器与显示终端模块共同构成了控制与人机交互系统。显示终端使了带触摸按键的超大真彩色LCD屏，包括中文和英文两种操作菜单。实时显示和查看电池总电压、电池总电流、储备能量、单体电池最高电压、单体电池最低电压、电池组最高温度，电池工作的环境温度，均衡状态等。 4.报警功能 具有单只电芯低电压和总电池组低电压报警延时功能，客户可以根据自己的需求，在显示界面中选择0S～20S间的任意时间报警或亮灯。 5.完善的告警处理机制 在任何界面下告警信息都能以弹出式进行滚动显示。同时，还可以进入告警信息查询界面进行详细查询处理。 6.管理系统的设置 电池电压上限、下限报警设置，温度上限报警设置，电流上限报警设置，电压互差最大上限报警设置，SOC初始值设置，额定容量，电池自放电系数、充电机控制等。 7.超大的历史数据信息保存空间 自动按时间保存系统中出现的各类告警信息，包括电池的均衡记录。 8.外接信息输出 系统对外提供工业的CANBUS和RS485接口，同时向外提供各类告警信息的开关信号输出。 9.软件应用 根据需要整个系统可以提供PC管理软件，可以将管理系统的各类数据信息上载到电脑，进行报表的生成、图表的打印等。 10.参数标准 电压检测精度：0.5％ 电流检测精度：1％ 能量估算精度：5％
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
智能电池管理系统简介 中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔 概述 锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。 但是由于能量密度高及特有的化学特性，锂离子电池的安全性和稳定性方面亦存在隐患，如过高温和过充可能会燃烧甚至导致爆炸，过放电可能造成电池本身的损坏。近年来，连续出现的笔记本电脑电池爆炸燃烧事故，导致了全球性的大批量电池召回现象，给生产厂家带来了巨大的经济损失。 为保证电池使用的安全性，在提高电池本身材料性能及加强工艺控制的同时，智能电池管理系统也成为锂离子电池应用研究的重中之重。 智能电池管理系统简介 锂离子电池发展初期，电池管理系统一般只具有检测电池组电压、温度、电流及简单保护等功能。随着锂离子电池应用范围越来越广，应用方式越来越多，对锂离子电池管理系统的要求也越来越高。 智能电池管理系统一般具有如下几个功能：电池组参数采集、剩余电量计算、电池组故障保护、电芯均衡、通信等。
● 电池组参数采集 电池组参数采集主要包括电池组中单体电池电压、系统电流、系统温度的采集，该参数可用于判定电池的剩余电量、故障保护等。 锂离子电池的电压最能体现电池的性能状态，既可以用于过充、过放等故障保护，也可以用于初步估计锂离子电池的剩余电量。系统电流可用于判断是否出现过放或过流，还可以通过对电流与时间的积分，估计电池的剩余电量等。系统温度主要用于防止电池组温度过高，发生安全事故，并对剩余容量计算进行补偿。 电池管理系统的所有算法及保护都是以采集到的电池参数为基础的，因此必须保证数据的精确度。 ● 剩余电量预测 剩余电量是反映电池性能的重要参数，也是主机进行充电、放电的判断依据。剩余电量的准确估算可以保护电池，防止过充、过放的发生，便于客户做出合理的时间安排。当前，剩余电量的检测方式主要有开路电压法、库仑积分法、内阻法、卡尔曼滤波法、混合法等。 开路电压法是目前最简单的方法，根据电池的特性得知，在电池容量与开路电压之间存在一定的函数关系，当得知开路电压时，可以初步估算电池的剩余电量。该方法精度不高，且只适用于静态检测，无法直接用于真实应用。 内阻法利用电池内阻和剩余电量的对应关系，来判定系统的剩余电量。由于锂离子电池组的内阻随工作状态变化明显，不同特性的电芯之间也有差异，该方法的重点是如何能够快速得到当前应用条件下电芯的内阻。如果可以快速进行内阻的自我测量，则可以得到相对准确的剩余容量。 库仑积分法是通过计算电池组电流与时间的积分，计算锂离子电池组充入和放出的电量，再与电池的额定电量比较，从而得出当前的剩余电量。该方法简单、稳定，但必须对电流测量非常准确，否则会出现积累误差。另外，锂离子电池的自放电以及在低温和大电流下其放电效率会变低，都会进一步降低了剩余电量的检测精度。库仑积分法必须定期进行校正。 卡尔曼滤波法是指采用卡尔曼滤波算法，综合考虑电池组循环变化、电池老化、温度等影响，进而得到精准的剩余电量。该算法相对而言最精准，但是算法复杂，又需要足够的实验数据，暂未得到具体的应用。 混合法是指通过内阻法/开路电压法与库仑积分法相结合的方式，通过开路电压法/内阻法的定期校正，使用库仑积分法得到精准的剩余电量。该方法是目前使用最广泛的方式。 ● 电池组故障保护
蓄电池全参数在线监测方案
目录 1 概述 (1) 2 监控内容 (1) 3 设备配置 (2) 3.1 主站部分 (2) 3.2 子站部分 (2) 4 监控示意图 (2) 5 监控实现功能 (3) 6 产品技术参数 (4) 7 主要模块介绍 (5) 7.1 TA模块 (5) 7.2 收敛模块 (6) 7.3 TC模块 (8) 7.4 转换器 (9) 8 后台软件界面 (10) 9 产品技术优势 (11) 9.1 高稳定性 (11) 9.2 高安全性 (12) 9.3 抗干扰性强 (12) 9.4 在线自动内阻测试技术 (12) 9.5 高精度电压采集技术 (12) 9.6 监测设备内置智能分析功能 (13) 9.7 大容量数据存储空间 (13) 9.8 接入性好 (13) 10 产品安装 (13) 10.1 TA模块的安装 (13)
10.2 TC模块、转换器与收敛器的安装与接线 (14) 10.3 施工周期 (16) 11 售后服务 (16) 11.1 安装调试服务 (16) 11.2 产品保修 (16)
1概述 由于阀控铅酸电池性能稳定、自放电少、密封、经济等优点而迅速代替其他类型电池。阀控铅酸电池销售承诺至少十年使用寿命，然而很多用户惊讶的发现电池在使用了三到四年后就会出现故障，很少有电池使用寿命超过八年的，这主要是由于阀控蓄电池长期浮充运行后出现电池失水、负极板硫酸化、正极板腐蚀、热失控等，导致容量衰退。厂商大力宣传“免维护”电池和用户维护麻痹，使得不少用户得到惨痛的教训。在今天也很少有电池用户对自己的后备电源系统有绝对的信心。 目前，对蓄电池组的管理主要采用定期维护的方式。一般定期人工对电池的电压、内阻进行测量，每一年或几年对电池组进行一次核对性放电。 这种维护方式主要存在下面的缺点： ·维护工作量大，导致维护人员不堪重负 ·无法即时掌握蓄电池组运行真实数据及数据无法进行系统的分析 ·维护风险较高 为了能彻底解决以上问题，必须组建一个蓄电池在线监测系统，对蓄电池的单体电压、组压、单体内阻、电池内部温度等重要参数进行在线监测，一旦发现某个参数有异常或其变化趋势有异常时立即告警，使管理维护人员及时发现问题或潜在的隐患，及时进行处理，保证UPS系统的可靠性与安全性。 本方案实施后可以达到下面的效果： - 提前预警即将失效的蓄电池，排除潜在的隐患，确保UPS系统安全； - 无需进行定期的内阻、电压手工测量，节约人力物力； - 即时发现充电故障，延长蓄电池组寿命。 - 通过对数据的系统分析，积累不同品牌型号设备及蓄电池的实际运行经验，作为选型参考。 2监控内容 XX项目要求在线监测蓄电池组，监测内容包括电池的单体电压、单体内阻、单体电池内部温度、组压、环境温度及充放电电流，并配置监测软件，远程读取并显示数据，同时数据可接入到第三方监控系统中。
BMS硬件技术要求 MA/SIR X.X.X 编制 审核 会签 批准
1. 产品技术要求 硬件选型要求 BMS 的主控单元微处理器必须满足如下的性能要求： 序号项目主板MCU性能要求 1 处理器类型16位汽车级芯片 2处理器总线时钟频率≥80MHz 3Internal RAM（随机读写存储器）≥64Kbyte 4Flash（存储器）≥1Mbyte 5EEPROM (电可擦除读写存储器)≥4Kbyte 电池管理系统关键元器件要求采用汽车级产品并满足汽车电子相应的测试标准。 环境要求 相对湿度15% ～90%RH； 海拔高度-100～5000m； 气压范围56.9～106.3kPa； 工作环境温度范围为－40℃～＋85℃。 序号项目主板MCU性能要求 1 相对湿度15% ～90%RH 2海拔高度-100～5000m 3气压范围56.9～106.3kPa 4工作环境温度－40℃～＋85℃ 电源管理要求 1.3.1 基本功能要求 N o. 序 Cont ents 目录 Description 描述 R&D Requirements 设计要求 Remar ks 说明
1.3.2 供电要求 1).BMS应支持6V-32V常火供电，工作模式下功耗（不含外部继电器）不超过 0.5A@12V，系统应用仅支持12V系统； 2).BMS应支持12V/24V（±15%）A+供电； 3).BMS应支持钥匙信号唤醒、VCU信号唤醒、A+信号唤醒、CC唤醒、预留定时唤醒、CAN唤醒，并预留1路硬线唤醒，内部应具备唤醒源识别功能；在无唤醒信号的情况下进入休眠模式，功耗要求不高于1mA。CC在线不充电状态系统进行低功耗模式，功耗要求不高于5mA。 4).在汽车启动电池出现馈电异常情况时，BMS内部供电电路应避免出现充电系统相关接口（A+或CP）向汽车启动电池补电而导致硬件损坏的风险； 5).在供电系统9V-16V范围内，BMS的所有功能模块应能正常工作； 6).在供电系统6V-9V范围内，BMS的对外通讯功能正常工作，能判断电源欠压状态； 7).在供电系统16V-32V范围内，BMS的对外通讯功能正常工作，且能正常检测充电连接信号和电源过压状态，12V系统应用时为保护外部高压继电器，在24V A+供电时BMS 应进入保护状态，严禁常火24V系统应用环境；
蓄电池在线监测系统的设计与实现 李立伟 邹积岩 (大连理工大学电气系 116024) 摘 要 对直流系统传统的蓄电池监测方法进行了比较分析,提出了一种直流系统蓄电池在线监测系统,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,实现了蓄电池组运行参数的实时监测,着重介绍了该系统的设计原理以及软、硬件设计。 关键词 在线监测 单体电池电压 单体电池温度 单体电池内阻 1 概述 直流操作电源系统是电力系统中继电保护装置、信号装置、照明装置等重要负载的供电电源,其供电的可靠性直接影响变电站的安全运行。直流操作电源的后备电源一般采用蓄电池组,正常运行时由充电机浮充充电,当系统停电时,由蓄电池组提供后备电源。为保证直流操作电源供电的可靠性,必须对蓄电池组运行参数进行全面的在线监测。 目前,电力系统中蓄电池的常用检测方法就是平时测量单体电池的端电压及每年进行的容量核对性放电,但平时浮充状态下的电池端电压测量本身并不能真实反映电池的性能状况,即使性能变差的电池在浮充时也能测得合格的端电压;而一旦供电系统停电、蓄电池放电时,就可能无法保证事故状态下的放电要求,从而扩大事故范围。由于蓄电池的容量与电池内阻存在很强的相关性,一般而言,电池的容量越大,内阻就越小,因此可以通过对蓄电池内阻的测量,对电池的容量进行在线评估。 在我们研制的蓄电池在线监测系统中,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。 2 电池运行参数测量原理 211 单体电池电压测量 在大容量的直流操作电源系统中,蓄电池一般采用108节左右电压为2V的单体电池串联而成,单体电池两端存在较高的共模电压,如接在直流母线正端的蓄电池两端对母线负端的共模电压分别为216V、214V,大大超过一般电子模拟开关如CD4051、MAX358等的共模电压输入范围。为消除共模电压的影响,一般采用电磁继电器进行轮流切换,来实现单体电池电压的测量。但电磁继电器的寿命一般为105次,动作时间为10ms,不适合快速、长时间的测量,而Photo MOS继电器为无触点开关,但由于目前成本较高,也不适合大面积推广。 在本系统中,采用了BURR-BROWN公司推出的低价格、高精度的差分放大器INA148,在±15V电源供电时,其最大共模峰值输入电压为±500V,单体电池电压测量原理框图如图1所示。 图1 单体电池电压测量原理框图 212 单体电池温度测量 除了电化学反应的吸热和放热外,在充放电过程中,由于电池内阻的存在,电池内部产生的热量也会引起电池的温度发生变化。在同样电流的条件下,电池内阻不同,电池内部产生的热量不同,电 — 7 — ?研究与开发? 《电工技术杂志》2002年第11期
SL1091A BMS BMS BMS SOC BMS BMS BMS BMS BMS
? BMS ? ? BMS ? SOC SOH ? ? ? BMS HiL HiL Scienlab BMS HiL 1 Gbps HiL BMS ± 1 mV ± 2 μA BMS 80 μs 1 MHz
BMS BMS BMS BMS CAN BMS BMS SOC SOH
BMS BMS // PE 1 KV BMS
BMS BMS ? ? ? ? / ? ? BMS SOC SOH SOF ? SOC ? SOH ? SOF ? ? ? ? ? ? / SOC ? ? ? ? ? ? ? ? Pt50Pt100 ? ? ? ? ? ? ? ? / CAN ? ? ? ? dSpace National Instruments ? ? ? ? CAN ? ? ? HiL
0 ... 8 V <1 mV ± 5 A± 10 A ± 40 W± 80 W (3 V –> 5 V)< -80 μs 1 kV PE ±10 mA ±2 μA + 0.05% ±5 A ±1 mA + 0.05% RTD Pt100Pt500Pt1000Ni KTY 1 kV PE 0 … 5 kΩ 0.1 Ω ±0.1 Ω ± 0.1% ±100 mV ±10 μV ±0.1% 1 kV PE 1 kΩ … 100 MΩ 1 kΩ … 1 MΩ 1% 1 MΩ … 100 MΩ 2% 1 kV PE 0 … 650 V 24 V / /PWM HiL EtherCAT 1 kHz CAN BMS BMS
铅酸蓄电池在线监测系统 关键字：铅酸蓄电池在线监测系统蓄电池内阻仪蓄电池放电仪蓄电池检测仪 当前，蓄电池的检测和监测已逐渐成为一个热点问题，电力系统、电信系统、移动通讯系统及其他信息产业领域都对蓄电池的检测和监测提出了相应的要求，各大生产厂商都在积极开发相关产品。 从信息安全和供电安全角度来说，电池监测本身与电池具有同样的重要性。在高度现代化的当今社会，很难想象电力网停电、电信网瘫痪给社会政治、经济带来的损失。为了避免这样的损失，在相应的设备上都使用电池作为备用电源，这样，即使电力网停电，也可以从容地采用其他应急手段，避免重大损失的发生。电池如同其他电子元件一样，同样存在早期失效问题，而且电池还存在正确运行的问题，电池监测正是要从这两个角度来提高系统的可靠性，也就是说一方面监测可以保证电池处于正确的运行状态，另一方面监测可以发现即将失效的电池。所以电池监测对重要系统的运行安全具有重要的意义。 电池监测并不是一个新的概念，它的历史几乎同铅酸电池的历史一样长，只是由于电子技术和信息技术的发展才给它注入了新的概念。从使用者的角度说，仅仅对电池组电压和电池组电流进行监测的产品已经不能满足需要，具有单体电池电压监测乃至具有电池内阻监测的产品正在被越来越多地采用。另一方面，新技术已经广泛采用，继电器触点式电池切换逐渐消失代之以先进的电子式切换，单片机技术使监测产品具有了强大的功能，数字信号处理技术使监测产品具有更高的精度和更低的成本。这一领域的各种应用使新一代电池监测产品正从各个角度不断完善。 蓄电池用户最关心的问题是电池监测产品能否满足他们应用系统的安全要求。而市场上销售的电池监测产品并非都能令用户满意。从国内外的研究结果来看，单体电池电压监测除了能够发现电池短路和电池断路这样类型的电池失效外，对电池容量下降很难发现，电池容量下降是电池失效的最主要模式，目前只有电池内阻监测可以有效地发现这样的电池。 产品的性能和成本是用户最关心的两个问题。电池组运行参数监测产品对电池组的正确运行帮助很大，对电池失效基本没有检测能力；具有单电池电压监测的产品可以发现如电池短路和电池断路这样类型的严重失效电池，对电池容量下降基本没有检测能力；具有电池内阻监测的产品可以满足高安全性要求的应用需要。电池组运行参数监测产品具有最低成本；极有单电池电压监测的产品具有较低的成本；具有电池内阻监测的产品成本较高。也有针对特定大批量需求用户的高性能的产品可供选用。由于应用系统的安全性要求，系统不能随时停机维护，在线监测能更好满足这方面的需求。在线监测还能提高效率，更加准确可靠地完成电池监测任务。电池监测问题和网络有着密不可分的关系。网络安全除了与软件、系统管理等问题有关，还与硬件有着密切关系，而电池监测则是应该重点考虑的问题之一。另一方面，从监测自动化角度来说，网络化监测是电力、通讯行业的特点，这就要求电池监测产品具有网络兼容性。 针对蓄电池用户关心的问题，本公司特推出以下产品来解决： 蓄电池内阻测试仪，PITE3915内阻仪采用最先进的交流放电测试方法，能够精确测量蓄电池两端电压和内阻，并以此来判断蓄电池电池容量和技术状态的优劣。客户可以根据自身情况选择按键操作和液晶触摸两种操作方式。它既可以对蓄电池进行成组测量，也可以进行单节测量。 蓄电池活化仪，PITE3930/3932智能蓄电池活化仪，是专用于日常维护中对落后蓄电池处
蓄电池在线监测系统解决方案 一、用户要求： 1.监测蓄电池组为：12V*18节*1组 2.监测内容为：组压、单体电压、单体内阻、电流、环境温度等，并可以通过RS485将数据上传第三方监控系统，支持MODBUS规约。 3.显示方式：现场显示或远传PC显示。 4、报警方式：对监测参数超出预定的范围，系统将会发出报警信号。 5：数据存储：对报警记录、实时监测数据等信息自动存储并可查询。 6、数据导出：所有历史及报警数据可以导出，并可编辑及打印。 二、解决方案 根据用户实际运用需求解决方案为： 控制单元+采集单元+内阻单元+远程PC机。 系统简单原理图：
控制单元用于站端控制整套系统工作，包括数据通讯、控制、智能管理分析功能实现，同时完成与远端计算机交互。1个控制单元同时控制和管理4组蓄电池组，每组可达200节电池。主控单元具有人机交换键盘、液晶显示、重要与一般报警指示、数据存储和通信功能。完成运行监测、内阻测试、容量测试、智能分析、记录查询、参数设置和自检等功能。 电压数据采集单元用于电池单体电压数据采集，每个单元可以同时采集40节电池电压。通过RS485通信接口与主控单元进行数据交换。 内阻单元用于测试电池单体内阻数据，每个单元测试1组蓄电池组（每组电池节数4～200节），通过RS485通信接口与主控单元进行数据交换。 1．功能 -监测功能- （1）、单体电池容量在线监测功能 容量单元用于对蓄电池组进行核对性放电，两组蓄电池组可以共用一个容量单元，通过RS485通信接口与控制单元进行数据交换。单体电压下限、组压下限、已放容量、已放时间等条件中的一个满足后可自动停止。 （2）、单体内阻在线监测功能 实现单体内阻的在线自动定期测试，最短测试周期为一周，可编程。测试过程完全自动完成，无需人工干预，无需在充电回路上额外串接开关、二极管或其他装置。 （3）单体电压、电流在线监测功能 实现单体电压、电流的巡检功能，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。 （4）环境温度监测功能 可监测至少1个环境温度，最短巡检间隔时间小于1分钟，可编程。 （5）组压监测功能