蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)采用具有世界先進(jìn)水平的多頻點交流放電法內(nèi)阻測試技術(shù),，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測蓄電池組電壓、充放電電流,、溫度及每每節(jié)蓄電池的歐姆電阻,、極化電阻、雙電層電容,、端電壓等參數(shù),，能夠計算電池的容量，可以監(jiān)測充電裝置穩(wěn)壓精度,、穩(wěn)流精度,、紋波系數(shù)等參數(shù)，準(zhǔn)確分析蓄電池容量及荷電量,。具有專家管理系統(tǒng),，用SQL-SEVER數(shù)據(jù)庫對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,，方便隨時調(diào)用數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)蓄電池工作異常及劣化電池時能夠及時報警,，保證供電系統(tǒng)的安全,，為蓄電池組的精細(xì)維護(hù)提供依據(jù)。

       系統(tǒng)可以和放電儀進(jìn)行通信,，控制放電儀按設(shè)定的放電終止條件（電池組電壓,、單體電壓,、放電時間,、放電容量）對蓄電池進(jìn)行核對性容量放電，精確測試蓄電池的容量,，放電結(jié)束后,，可以自動生成核容報表。在停電放電及充電時,，系統(tǒng)全程監(jiān)測并記錄充放電過程中電壓,、電流、溫度,、單體電池電壓變化情況,。

       系統(tǒng)具有以太網(wǎng)、GPRS,、RS232/485,、USB等多種通信接口及MODBUS通信協(xié)議，可以和動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接,，可以在廣闊的地域范圍內(nèi)以多種通信方式組建蓄電池監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),。系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，方便各級管理和檢修人員在允許的權(quán)限內(nèi)隨時隨地查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)及調(diào)閱歷史相關(guān)數(shù)據(jù),，有利于提高蓄電池維護(hù)技術(shù)管理水平,。

工作原理
1、交流放電法
公司研發(fā)的交流放電法蓄電池檢測技術(shù),，綜合了直流放電法和交流注入法的優(yōu)點,。
其原理是：
（1）CPU通過D/A控制智能負(fù)載，使蓄電池向智能負(fù)載放電,，產(chǎn)生一個低頻的5A（有效值）正弦波交流激勵電流信號（特征激勵信號）,；
（2）由于蓄電池阻抗的存在，每節(jié)蓄電池上也產(chǎn)生相應(yīng)的特征電壓信號,；

 

交流放電法測量原理圖
 

交流放電法特征激勵電流及特征電壓波形圖

（3）對該電壓信號和電流信號進(jìn)行帶通濾波放大,，對干擾信號進(jìn)行初步濾除；
（4）對濾波放大后的電壓和電流信號進(jìn)行高速同步采樣變?yōu)閿?shù)字信號,；
（5）對電壓和電流數(shù)字采樣信號進(jìn)行付利葉分析和小波分析,，提取特征電流信號：i（t）=ImaxSinωt
和特征電流信號：
v（t）=VmaxSin（ωt + φ）,；
（6）進(jìn)行計算：
A）阻抗為：Z（ω）=ejφ×Vmax/Imax
即阻抗是與頻率有關(guān)的復(fù)阻抗，其相角為φ,，而其模|Z|=Vmax/Imax,。
B）角差為：φ
C）直流電阻：R=|Z|/Cos（φ）
（7）結(jié)合蓄電池單體電壓、浮充電池,、內(nèi)阻的變化趨勢對蓄電池進(jìn)行計算狀態(tài)評估,。

       由于蓄電池內(nèi)阻極小，一般為微歐級,，相應(yīng)地,，特征激勵電流信號產(chǎn)生的特征電壓信號非常小，也為微伏級,。因此需要采用高精度,、低零漂的多級放大器進(jìn)行放大。
       低頻交流激勵電流信號和蓄電池上感應(yīng)電壓信號經(jīng)放大,、濾波后,，送入同步高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。由于蓄電池組在線工作時還存在較大的工作電流,，而工作電流存在各種頻率的諧波成分,，相應(yīng)在蓄電池上也感含有應(yīng)出各種頻率的諧波成分的電壓信號。這些干擾信號的幅值較大,，往往大于測量信號,，測量電路需要采用多級帶通濾波器對測量信號進(jìn)行處理。

       由于理想的帶通濾波器是不存在的,，因此,，實際采樣的電流和電壓的數(shù)字信號除有效成分外，還夾雜著大量的各種頻率的非有效成分,，需要用數(shù)字信號分析處理方法對實際采樣的電流和電壓的數(shù)字信號進(jìn)行分析處理,，提取出有用信號。綜合采用付利葉變換和小波變換的數(shù)字信號處理方法,，從數(shù)字化的采樣信號中,，提取特征激勵電流信號和特征電壓信號，再通過數(shù)學(xué)計算,，計算出特征激勵電流信號和特征電壓信號的有效值和相位,，最后計算出蓄電池內(nèi)阻。
 

2,、基于模型的多頻點內(nèi)阻測試
對于處于在線運(yùn)行狀態(tài)蓄電池的評估,，要取決于以下兩個參量：
（1）荷電量（SOC）：是指蓄電池當(dāng)前的實際荷電量或能夠放出的容量，一般用核容放電法可以確定,，其單位是Ah,。
（2）容量（C）：是指充分充電的情況下,，蓄電池的最大荷電量或放電量，其單位是Ah,。
容量是對蓄電池劣化狀態(tài)的評估,，而荷電量則是對蓄電池充電狀態(tài)的評估。在通訊基站中,，雖然蓄電池一直處于充電狀態(tài),，但由于蓄電池的不均衡性，很難保證荷電量=容量,。
       實際運(yùn)行中,，蓄電池過充或欠充的不均衡現(xiàn)象的普遍存在。欠充的蓄電池,，只是其荷電量是不足,，但其容量是正常的。這類蓄電池,，只需做均衡處理后，即可正常使用,。
       但是,，現(xiàn)有的蓄電池維護(hù)技術(shù)手段，并未區(qū)分蓄電池荷電量與容量的關(guān)系,，簡單地把蓄電池的荷電量等同于蓄電池的容量,，把許多荷電量不足但容量正常的蓄電池，當(dāng)作容量不足的劣化蓄電池來看待,。實際工作中,，把欠充的蓄電池當(dāng)作劣化蓄電池來處理，要求退出或更換,，造成不必要的浪費(fèi),。
       蓄電池是一個極為復(fù)雜的系統(tǒng)，其放電及充電反應(yīng)是復(fù)雜的化學(xué)及電化學(xué)過程,，真正決定蓄電池容量及荷電量的是電池的化學(xué)和電化學(xué)狀態(tài),。下圖是實際蓄電池的電路模型：

 
蓄電池電路模型

蓄電池電路模型中，各符號的含義如下：
E：蓄電池電動勢,；
R1：蓄電池歐姆電阻,，包括極板、極柱,、溶液,、隔膜的電阻及接觸電阻；
R2：蓄電池極化電阻,，包括電化學(xué)極化和濃差極化的電阻,；
C2：電極雙電層電容,。
根據(jù)上述的電路模型，蓄電池復(fù)阻抗計算公式如下：
 

式中：f為測試信號頻率,。

       從式中可以看出,，通過采用多個頻率進(jìn)行測試，可以建立聯(lián)立方程,，分別計算出蓄電池歐姆電阻,、極化電阻、電容,、電感等特性參數(shù),。
       博試電氣根據(jù)電池的電路模型，使用多頻點蓄電池測試技術(shù),，精確測量蓄電池的電壓,、電流、歐姆電阻,、極化電阻,、電容、電感等特性參數(shù),，相比于目前市場上簡單的內(nèi)阻測試的蓄電池監(jiān)測設(shè)備,，通過先進(jìn)的多頻點交流放電法蓄電池測試技術(shù)與蓄電池多參量的分析，可以更加準(zhǔn)確地分析蓄電池容量,、荷電量,，可防止電池因欠充而硫酸鹽化，或因過充而失水,，從而顯著提高蓄電池的使用壽命,。此項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，明顯優(yōu)于國外同類技術(shù),，因而獲得國家科技部重點支持,。

標(biāo)簽： 蓄電池