三、蓄电池监测系统的研制

为了给蓄电池提供良好的运行环境，在线监测电池的工作状况，电池管理系统（BMS-Battery　Management System）应运而生，成为高可靠电源系统的关键一部分。

1、电池单体的内阻测量

内阻R反比于传输电流的横截面积A。活性物质的脱落、极板板栅和汇流排的硫酸化和腐蚀、干涸都可降低有效的横截面积A，所以可通过测量内阻来检测电池的失效。

内阻和电池状态的相关程度可变性很大。从报导的相关性来看，变化范围从0%到100%。英国电子协会（ERA）对用阻抗监测的实验室设计和商用设计两种产品进行了大量的电池调查，发现二者的准确性在50%以上。一个基本的困难是测量小变化数值的精度问题。正常的300安时备用电流的电阻仅在0.25×10-3欧姆的数量级。因此，很小而且有意义的电阻变化可能观察不到。在下面的操作环境下，问题更加严重。

1）在线测量期间存在的变压器的“噪音”和浮充电压波动引起的干扰。

2）腐蚀裂纹对内阻的影响是有高度方向性的，内阻数值对平行于电流方向的裂隙是相对不敏感的。

3）电解质浓度的变化，继而电池的变化使得结果很难解释。

虽然内阻测量法很难准确测量电池的容量，内阻/容量的对应关系很难复现，但对于BMS来说，内阻测试只是用于电池单体之间的比较，而且计算机可以对内阻的变化进行记录和数据处理来预告电池容量衰减和失效，因此，内阻测试对于BMS而言是关键技术之一。

对于离线或电池开路情况下测量内阻而言，测量时可方便地将激励电流回路与电压测量回路以4端子方式与电池组中的单体相连接，但对于在线测量，很难解决激励和测量的问题。

目前大多采用在电池组两端并联放电器，因为有充电器和电池组并联，需要将充电器停止工作，而且要实时同步测量电池的电流变化和电压变化，很难处理采样干扰。

采用中点抽头的激励装置，与目前采用的在电池组正负极两端施加激励的内阻测试装置相比，由于连接了中点抽头，激励装置的电流通过中点抽头后经上部电池组和下部电池组到达电池组的正极和负极，消除了电池组外部充电器和用电负载的并联影响，在电池上产生了稳定的电流激励，能够准确测试电池的内阻。

2、系统结构

一般系统中阀控铅酸蓄电池（VRLAB）的配置一般是：
500kV变电直流系统：2组全容量电池，3台充电机。
220kV变电直流系统：1组全容量电池，2台充电机。
110kV变电直流系统：1组全容量电池，2台充电机。

以108只2V、18或19只12V电池为主。电池的安装摆放形式也差别很大，电池与操作间的距离不确定。　

BMS由控制单元、测量模块、相关软件和辅助部件构成，一个控制单元可接入多个测量模块，完成对不同只数和不同电压的多组蓄电池的监测管理。控制单元用于数据传输、数据处理及人机界面控制，具有RS-232连机接口和RS-485远程（集中）管理接口、测量模块控制接口、操作键盘、显示面板、声光报警及报警输出控制接点。控制单元实时显示电池数据，智能分析数据，对异常的电池运行情况进行及时报警。

测量模块用于蓄电池数据的巡检，内置CPU独立高速工作，除进行常规电压、电流、温度等测量外，与内阻测试模块连接后可准确在线测试电池内阻。测量模块安装在电池附近，与控制模块之间通讯连接，方便现场接线安装。

3、系统的参数设置

BMS系统作为一个完整的监测系统，首先应该通用于直流220V系统、直流110V系统、直流48V系统, 以及直流24V系统，设计时便考虑了其通用性，主监控模块和内阻检测模块是通用的，对于不同的系统，只需要增添数量不同的采集模块，同时，设定每一个采集模块的电池采样数量。因此，系统需要设定如下系统参数和报警参数：

1） 采集模块数量
2） 采集电池数量最少的采集模块的电池采集个数
3） 后台通讯地址设置
4） 后台通讯波特率设置
5） 电池组浮充电压上下限
6） 单电池浮充电压上下限
7） 内阻阈值
8） 容量报警
9） 过流报警
10） 温度异常

其中前四项为系统设定，后六项为报警设定。

4、电压、电流巡检与数据分析

最初的电池监测装置只是检测电池组的端电压、电流和温度，并将检测数据与设定的上下限比较，给出报警提示。电池巡检仪可以对每一个电池单体进行电压测量，并对浮充电压超限报警。

大多数电池厂家的技术人员将电压测量放在首位，对于处在浮充状态的电池，其浮充电压的细微差别可体现电池的荷电状态，能判断电池的严重失效，因浮充电流很小，电池之间的性能差异（以容量差异为主）很难表现出来 。BMS对电池的完整工作过程进行监测，实时测量在充电、浮充、放电的不同状态下的电压、电流，并采用不同的数据处理方法，以提高数据分析的准确性。

浮充电压与温度的关系可按生产厂家提供的斜率进行补偿。

VF　= V0+k (T-T0)　
一般情况下 k=3~5mV。

5、剩余容量计算

试图通过某种方法在线测得电池的实际保有容量一直是电池用户最迫切的希望，但到目前为止，还没有这样的方法或算法。有些介绍用电池内阻来计算保有容量的资料或产品广告，但实际使用起来数据的对应关系并不严格，内阻只能用于区别电池容量的大幅度变化。尤其是利用电池内阻的相对变化可以准确预报电池落后。

当电池处于放电工作时，对于很多场合都需要知道电池的剩余容量及供电时间，根据电池的额定容量和放电电流的监测，不难实时计算出剩余容量，假定负载相对稳定，则换算出供电时间。一般情况下，电池制造厂都给出在不同放电信倍率下的电池容量。

用最小二乘法根据电池厂家提供的在不同倍率下的放电容量，可以简化地用二次曲线来表示电流和容量之间的关系，分别求得a、b、c：

质量保证期限：视使用方法及使用客户，质保期为一年。

使用说明：铅酸蓄电池长时间放置三个月要为电池补充电量，放置半年让电池充放一次，达到一个循环； 使用过程中，切忌把电放干再充电，对电池影响很大，要随用随充电，充满为止，但也不要过充、过放电。

包装：为纸箱，根据运输距离可打扎带，可打木箱。

纸箱包装：1只/箱，采用物流长途运输或两箱打一个包装，为客户节约运输费用。

运输：样品可采用快递方式，批量货，可采用物流或客车，

部分地区根据长期经销商情况可采用代收款的方式或预付30%--70%定金，余款代收的方式。

验收：不管采用哪种方式运输货物，请客户和收货人一定在承运单位当事人在场时当场查验收货，查看外包装，是否破损，变形，是否沾水，小件可拿起来晃动，听听内部是否有配件脱落，用手捏一捏内部是否有碎屑或裂缝等，确保我们的货物和产品安全到达目的地。若遇到不可抗因素，我们三方可协调解决运输问题。

复华保护神蓄电池/POWERSON蓄电池-型号参数：

公司主要产品：、

• 密封结构??? POWERSON?（保护神）MF标准系列阀控式密封铅酸蓄电池具有独特的结构并采用了先进的密封技术，确保电解液不会溢出。 免维护设计??? POWERSON?（保护神）MF标准系列阀控式密封铅酸蓄电池具有良好的氧循环复合能力。充电时所产生的氧气几乎被完全吸收，在使用时无需补充水份，也无需测量电解液的密度。 高能量密度??? 由于采用贫液设计和紧装配工艺，POWERSON?（保护神）MF系列阀控式密封铅酸蓄电池的体积比能量和重量比能量大大提高。 低自放电??? POWERSON?（保护神）MF系列阀控式密封铅酸蓄电池由于采用高纯度的原材料和添加剂，使电池在储存或不使用时的自放电率大大降低，自放电率低于3%/月。 深放电恢复性能好?? POWERSON?（保护神）MF系列阀控式密封铅酸蓄电池采用特殊的电解游标配方，在深放电后具有良好的恢复特性。

  复华保护神蓄电池/POWERSON蓄电池-型号参数：

  电池型号	标称电压、容量	长×宽×总高(mm)
  MF12-7	12V-7Ah/20HR(C20)	151×65×101
  MF12-18H	12V-18Ah/20HR(C20)	181×76×167
  MF12-26	12V-26Ah/20HR(C20)	165×174×126
  MF12-33	12V-33Ah/20HR(C20)	197×132×173
  MF12-40	12V-40Ah/20HR(C20)	197×165×165
  MF12-65	12V-65Ah/20HR(C20)	350×168×174
  MF12-80	12V-80Ah/20HR(C20)	260×175×200
  MF12-100	12V-100Ah/20HR(C20)	405×168×214
  MF12-100R	12V-100Ah/20HR(C20)	344×172×222
  MF12-135	12V-135Ah/20HR(C20)	345×172×284
  MF12-150	12V-150Ah/20HR(C20)	346×172×284
  MF12-200	12V-200Ah/20HR(C20)	498×260×237
  MF12-200P	12V-200Ah/20HR(C20)	521×240×224

   

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