可充电电池组智能低碳管理系统的设计

可充电电池组智能低碳管理系统的设计

【摘要】本文提出了一种新的可充电电池组管理和维护方法。在不拆解电池组的情况下，自动检测电池组中每个电池的电压、电量等参数，对电池组中任意存在问题的电池进行维护与激活，延长电池组使用寿命；同时，在条件允许时利用电池放电能量对需要充电的电池充电，可以节约能源，实现低碳、节能减排。

【关键词】电池组记忆效应自动检测核对性充放电低碳激活

充电电池作为电能储备单元，具有容量大、内阻小、价格便宜等优点，在电力、通信、医疗、银行、铁路/空行/港口调度等许多领域有着广泛的应用，但都或多或少存在一定的记忆效应，而使用最多的铅酸电池更是具有明显的记忆效应，这就要求必须定期对其进行完全充放电操作，称为全核对性充放电。核对性放电可以检查出电池组中蓄电池容量是否正常，并且及时发现老化电池和活化蓄电池。对老化电池进行多次完全充放电使蓄电池内部化学物质活化的操作，称为激活。

电池组在对外供电时将所有的电池一起放电，再进行整体充电，由于电池的个体化差异，使得部分电池过充电或过放电，如果不能及时发现，将会极大降低电池的使用寿命，使电池组提前报废，造成很大浪费。除此之外，铅酸电池中重金属铅占了整个电池组成成分的2/3以上，其生产和回收都对环境造成极大的危害。

传统的核对性充放电方法是用大功率电阻放电，这部分能量被直接消耗；传统的对老化电池激活需要拆解电池组，费时费力且容易造成短路打火事故。

本文提出在不拆解电池组的情况下，实现对电池组中任意单只或多只电池的自动检测、自动充放电、自动进行低碳激活、实时检测防止过充电过放电，延长电池使用寿命的目的；在核对性充放电及对老化电池激活时可利用放电能量，把需要放电电池的放电电量用来对需要充电的电池进行充电，这样既节约能源，又避免了使用电阻放电带来的温升以及散热问题，降低碳排放。

本文结构安排：首先进行系统的整体分析，然后是硬件设计，其次是软件设计，最后做了在不拆解电池组情况下检测任意单个电池的电压、电流、容量以及怎样实现电池组中一个电池给另外一个电池充电的实验，得出了新方法比传统的电池组管理方法效率高和节能的结论。

1 系统的整体分析

在不拆解电池组情况下，本系统可对2个以上同规格可充电电池组成的电池组进行日常维护与自动低碳激活。通过电池选择模块从电池组中选择单个电池，通过检测模块检测出选中电池的各种参数。当对电池组整体充电时，实时检测单个电池电压，可以检测出由于单个电池个体化差异所导致过充电和欠充的电池，

蓄电池在线监测装置-蓄电池维护

LXJZ-D蓄电池在线监测装置 使用说明书 保定市领新科技有限公司

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测、早期故障诊断技术的创新与发展已经迫不及待。 “蓄电池在线监测系统”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测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测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测系列产品，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。

第一章产品概述 1.1 产品特点 蓄电池在线监测装置具有以下优越的特点： 独特的蓄电池组剩余电量监测方法 单体电池内阻测量 监测过程实时进行 信号采集过程安全、可靠 信号采集精度高 蓄电池组网络化监测 1.2 产品用途 蓄电池在线监测装置主要应用于发电厂、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，监测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： LXJZ—□□□□ 电池路数0~110 电池类型2/6/12V 电池容量 20~2500Ah 产品型号A/B/C/D 产品简称 1.3.2系统配置

蓄电池监测管理系统

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；

基于单片机的蓄电池监测系统设计

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

蓄电池组监控系统

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。

电力机车蓄电池在线监测系统

电力机车蓄电池在线监测系统 本文以蓄电池运行参数在线监测系统研究为背景，对蓄电池相 关技术参数等进行了深入的分析。在现有的电力机车蓄电池在线监测技术的基础上，设计一种新型的电力机车蓄电池在线监测系统，对机车蓄电池运行参数进行在线监测，对于超出判定标准阀值的蓄电池，可以分档次实时给出告警信息，帮助检修人员制定出相应的维护与检修蓄电池的计划。 1 电力机车蓄电池在线监测项点 1.1 机车蓄电池电流蓄电池的容量与其充放电过程有着密切的关系，尤其是蓄电池的初次充放电对蓄电池以后的使用寿命有很大的影响；而对蓄电池有重要影响的是蓄电池的充放电电流，充电电流过大，由于电流沿厚度方向的作用深度有限，活性物质反应只能在蓄电池极板的表面进行，会使得蓄电池不能完全充满电，容量不足，缩短其寿命；放电电流过大会使蓄电池内阻迅速增加，端电压迅速下降，当低于允许电压时，蓄电池的电量已基本放完，不能继续放电。 1.2 机车蓄电池电压常用的检测蓄电池故障的方法就是平时进行的单体蓄电池端电压测量及容量核对性放电试验，在浮充状态下进行的蓄电池端电压测量本身并不能够真实的反映蓄电池的性能状 态，只有存 在严重故障的蓄电池端电压才会异常，但是性能变差或者存在轻微故障的蓄电池在浮充状态下也能测得合格的端电压；而一旦由蓄电

池单独向系统供电，性能变差的或者存在轻微故障的蓄电池放电时，就可能影响整体电池质量，无法保证机车正常运行的供电要求，因此对单体蓄电池和蓄电池组的电压在线监测是非常必要的。 1.3 机车蓄电池温度 蓄电池的电压与温度有很大的关系，根据有关资料表明，当 蓄电池温度每升高1C,单个蓄电池的电压将下降约3mV也就是说，蓄电池的电压具有负温度系数，其值为-3mV/C，研究表明，在环境温度为25 C时工作很理想的蓄电池，当环境温度降到0C 时，蓄电池就不能充足电，当环境温度升到50C时会使蓄电池过充电，严重过充电会缩短其使用寿命，温度低于-40 C时，蓄电池虽然还能正常工作，但容量将会下降，因此，对蓄电池的温度监测对延长蓄电池的使用寿命有重要意义。 1.4 机车蓄电池内阻 蓄电池的内阻与其剩余容量之间存在很大的相关性（大约88%），所以可以通过测量蓄电池内阻来较准确地预测其剩余电量。 1.4.1 蓄电池内阻和蓄电池老化 根据蓄电池内阻的大小也可以判断其老化的程度，蓄电池老化与构成蓄电池的材料和部件的损坏的速率有关。固定型阀控铅 酸蓄电池寿命一般都规定为在环境温度25 C浮充条件下的使用 年限。 1.4.2蓄电池内阻和蓄电池温度 当蓄电池环境温度升高时，电解液的活动就会加强，故蓄电 池内阻减少；当蓄电池环境温度降低时，电解液的活动减弱，故蓄电

蓄电池充放电管理系统

信息工程大学 毕业设计（论文）任务书课题名称蓄电池充放电管理系统研究 学生姓名 所在院、系（队） 专业 学号 申请学位级别 指导教师单位 指导教师姓名 技术职务 二○11年五月

信息工程大学 毕业设计（论文）报告 （地方学生） 课题名称蓄电池充放电管理系统研究 学生姓名xxx 所在院、系（队）xxx 专业电子与信息工程 学号2007530110 申请学位级别xx 指导教师单位xx 指导教师姓名xx 技术职务xx 二○33 年五月

摘要 电动汽车是以动力电池作为能源的环保型汽车，动力电池的寿命是影响电动汽车发展的关键因素，其中一个方面就是：动力蓄电池在制造过程中，由于制作工艺的差别，即使同一批次的电池，也不可避免的存在着差异，即容量上的差异。这种差异直表现在电池的端电压上。在充电过程中，容量小的电池电压上升比较快，即当其它电池尚未充满时，容量小的电池已经充满，继续充电将会造成容量小的电池处于过充电状态。这种差异的直接后果容量小的电池在充电过程中经常处于过充状态，在放电过程中处于过放状态，致使寿命明显缩短，从而导致整组蓄电池寿命降低。 本文中采用串并联转换的方法解决这一问题，在充电过程中各个单体电池的联接方式是并联联接的，当检测到某个单体电池充满电时，就把该单体电池从电池组中撤出来；在放电过程中各个单体电池的联接方式是串联的，当检测到某个单体电池的电量不足时，就把该单体电池从电池组中撤出来。实现这种串并联转换的电路即使本文研究的重点。 关键词：电池串并联转换寿命充放电管理

Abstract Electric automobile is environment-friendly as it is operated by power battery, the life of which is the critical factor that affects the development of electric automobile. One aspect is that in the process of manufacturing power battery, differences in workmanship lead to differences in battery capacity even the same batch will be no exception. The differences are manifest in the terminal voltage straightly. During charging, the small capacity batter y’s voltage rise quicker, that is, it need less time to reach full than the others. Stop timely, or it will be over-charging. The immediate consequences of differences are that small capacity storage batteries are always over-charging in the charging process while over-discharging in the opposite process, which shorten lifespan evidently and of course life of the full group of storage battery will be influenced. In this article series-parallel connection transformation is used to solve this problem. During charging, each single battery is connected in parallel and if one of them is detected having been charged fully, it will be took out of the battery pack. In the discharging process, single batteries are in series connection and once some battery lacks power, it will be took out. This article emphasizes on the transformation of series parallel connection. Key word: Battery series-parallel connection transformation life span charging and discharging management

铅酸蓄电池设计..

铅酸蓄电池设计---方法一 铅酸蓄电池设计 本文以用于电动自行车能源的铅酸蓄电池设计为例，介绍有关设计中的计算和步骤，虽然针对铅酸电池系列，但其中的某些原则和方法，对其它系列的电池设计也有一定的参考价值。 设计要求： 电池用途和要求：电动自行车能源，行程50公里，时速20公里。 工作电压：24V 工作电流：9A 循环寿命：250个周期 电池组外形尺寸：233×133×204 单腔内格尺寸：60×33×178 设计： 一、确定单体电池数目： 单体电池数目= 工作电压/单体电池额定电压= 24/2 = 12（只） 另外根据给定的外形尺寸和内腔尺寸，确定电池组应由12个单元格组成双排结构。 二、单体电池的设计与计算： 1.电池容量的确定：提高电性能的途径就是改善限制电极的性能因素，而降低成本则是降低非限制电极因素的用量！

(1)额定容量：根据给定条件，电池额定容量为： 工作电流×（行程/时速）= 9A×（50km/20kmH-1）=22.5AH≒23AH (2)设计容量：1.1×额定容量=1.1×23=25.3（AH） 2.单体电池极板尺寸与数目的确定： 1)根据给定的内腔尺寸，确定极板尺寸为： 正极板（板栅）：164×58×2.0；负极板（板栅）：164×58×1.4值得注意的是极板的厚度设计。由于极板厚度直接影响着活物质的利用率。极板放电产物PbSO4的比容较大，随着放电过程的加深，极板孔率下降，使H2SO4的扩散发生困难，因而极板越厚，活物质的利用率就越低，所以在选择极板厚度时应全面考虑用户提出的性能要求和使用条件。首先应保证电池的性能指标，这样可能会影响到一些次要的性能指标，如对电池主要要求大功率，低温起动，则设计极板应薄些，然而相应地电池寿命可能就会降低。反之，如对电池主要须耐较强冲击振动和较长的寿命，则就要设计极板厚些。另外，负极板厚度至少为正极板的70～80％以上才适宜。 (2)单片正极板容量：据阿仑特(Arend t)经验公式：C=L×H×0.154 式中：C:单片容量；L:极板宽度（cm）; H:极板高度（cm）D:极板厚度（cm）

智能蓄电池监测系统安装调试作业指导书修订_图文(精)

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

国内外汽车动力电池管理系统(BMS)发展概况

引言 电池的性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能和成本，因此，如何提高电池的性能和寿命得到了各方面的重视。电动汽车上使用的动力电池是由多个电池单体通过串并联方式组成电池组，电池单体都紧密地布置在一起，在进行充放电时，各个电池单体所产生的热量互相影响，如果散热不均匀，将造成电池组局部温度快速上升，使电池的一致性恶化，使用寿命大大缩短，严重时会造成某些电池单体热失控，产生比较严重的事故。当动力电池处于低温环境中，电池的充放电性能会大大降低，导致电池无常工作。为了使动力电池组保持在合理的温度围工作，电池组必须拥有科学和高效的热管理系统。目前，国外的许多研究人员对电池组的热管理系统做了大量的研究，进行了一些新的探索，以期提高热管理系统的控制效果，从而提高电动汽车电池组的性能和使用寿命。 国外汽车动力电池管理系统（BMS）发展概况 目前，影响电动汽车推广应用的主要因素包括动力电池的安全性和使用成本问题，延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一为确保电池性能良好，延长电池使用寿命，必须对电池进行合理有效的管理和控制，为此，国外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。 日本青森工业研究中心从1997年开始至今，持续进行（BMS）实际应用的研究,丰田、本田以及通用汽车公司等都把BMS纳入技术开发的重点；美国Villanova大学和USNanocorp公司已经合作多年对各种类型的电池SOC进行基于模糊逻辑的预测；国Ajou大学和先进工程研究院开发的BMS系统的组成结构及其相互逻辑关系。该系统在上述结构中进行功能扩展，即增设热管理系统、安全装置、充电系统以及与PC机的通信联系。另外还增加与电动机控制器的通信联系，实现能量制动反馈和最大功率控制。 我国在十二五期间设立电动汽车重大专门研究项目，经过几年的发展之后，在BMS方面取得很大的突破，与国外水平也较为接近。在国家863计划2005年第一批立项研究课题中，就分别有理工大学承担的EQ7200HEV混合动力轿车用镍氢

蓄电池在线监测解决方案

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

铅酸蓄电池的结构和工作原理

铅酸蓄电池的结构和工作原理 （一）铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示： 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组

或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示： 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可

以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组?壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200～1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提

蓄电池全参数在线监测方案

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。

动力电池管理系统硬件设计电路图

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。

动力蓄电池及管理系统

第二章 02 动力蓄电池及管理系统

一、动力电池主要性能指标 1．电压 （1）端电压。 （2）标称电压。 （3）开路电压。 （4）工作电压。 （5）充电终止电压。 （6）放电终止电压。

一、动力电池主要性能指标 2．容量 （1）额定容量。 （2）n小时率容量。 （3）理论容量。 （4）实际容量。 （5）荷电状态。 3．内阻 电池的内阻是指电流流过电池内部时所受到的阻力，一般是蓄电池中电解质、正负极群、隔板等电阻的总和。电池内阻越大，电池自身消耗掉的能量越多，电池的使用效率越低。

一、动力电池主要性能指标 4．能量 （1）总能量。 （2）理论能量。 （3）实际能量。 （4）比能量。 （5）能量密度。 （6）充电能量。 5．功率 （1）比功率 （2）功率密度

一、动力电池主要性能指标 6．输出效率 （1）容量效率。 （2）能量效率。 7．自放电率 自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失的速度，它表示蓄电池搁置后容量变化的特性。 8．放电倍率 电池放电电流的大小常用“放电倍率”表示，即电池的放电倍率用放电时间表示或者说以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数来表示，由此可见，放电时间越短，即放电倍率越高，则放电电流越大。

9．使用寿命 一、动力电池主要性能指标 电池类型质量能量密度 （W·h/kg）质量功率密度 （W/kg） 能量效率 （%） 循环寿命 （次） 铅酸电池35～50150～40080500～1000镍镉电池30～50100～150751000～2000镍氢电池60～80200～400701000～1500锂离子电池100～200200～350>901500～3000

蓄电池在线监测系统的设计与实现

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

动力电池能量管理系统

动力电池能量管理系统 检测时间：2016-05-23 09:39:53 摘要 近年来,由于日益严重的环境污染问题和日益增长的石油和能源消耗,新能源汽车的发展,越来越多的政府和世界主要汽车制造商的关注。三个电动汽车的发展。 本文介绍了电动汽车电池管理系统的主要功能和开发国内外介绍问题的根源,介绍了铅酸蓄电池工作原理和关键的操作特性,描述铅酸电池剩余量预测几个模型的设计和项目的特点,基于大量的电池充电和放电的实验数据,提出了这种设计方法来估计剩下的电池供电。 上述功能需求,设计提出使用主芯片单片机,分散的集合和集中控制的解决方案结合硬件、单片机的选择,电池参数收集,平衡和保护电路、功率转换电路和外部通信和其他主要模块硬件设计详细描述和基于C51单片机凯尔软件开发和设计环境软件解决方案设计的电池管理系统3主要流程:充电、放电和静态软件设计。最后,整个硬件和软件系统充电和放电的疲劳试验通过收集大量的实验数据,验证了硬件和软件设计的可行性和稳定性 关键词电动汽车; 电池管理系统;电池SOC估算;单片机;充电均衡控制

ABSTRACT In recent years, due to the increasingly serious problem of environmental pollution and the increasing consumption of oil and energy, new energy vehicles

Development, more and more governments and the world's major carmakers attention. Develop three electric vehicles The key technology is the motor drive system consists of three parts, the vehicle control system and power management systems, steam current Automotive battery life is short-range, low battery life, high maintenance costs and popular, therefore, Power management technology for energy management and vehicle power battery protection control is becoming increasingly important. This article describes the electric vehicle battery management system The main function of the system and the development of domestic and foreign presentation Root of the problem, and introduces the principle of lead-acid batteries and key operating characteristics described Lead-acid battery remaining amount prediction model design and features of several projects, based on a lot of battery Charging and discharging of the experimental data, this design method is proposed to estimate the remaining battery power. The above functional requirements, the design proposed to use the main chip microcontroller, decentralized collection And centralized control solutions combine hardware, MCU selection,

蓄电池在线监测系统解决方案

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