一种蓄电池组在线评估检测系统的制作方法

本发明属于蓄电池检测领域，涉及一种蓄电池组在线评估检测系统。

背景技术：

现在国内电网蓄电池组使用的基本为阀控式密封铅酸蓄电池，该电池由于密闭封装，无需加酸液和水，无需调节电解液密度，因此在使用过程中得到的关注更少，因此反而易造成电池故障，甚至发生较为严重的事故。

2013年南网内发生的“滥坝站”电网事故，也是由于蓄电池发生图1-1中的蓄电池开路故障从而导致站内保护停运，进而引起电网事故不断扩大。

从电源系统运行的高可靠性要求，各类型电池监测系统也在广泛使用。但不同的测试模式对蓄电池的性能状况反映也不一样。多年的研究和运用表明，内阻检测是目前最为可靠的测试方式之一。而蓄电池的不同失效模式对内阻的反映情况也不一样，了解蓄电池的内阻和各种失效模式的关系，合理地分析阀控式铅酸蓄电池的内阻数据，有利于更好地对蓄电池进行检测和维护。

近年来，由于原材料的涨价。国内很多阀控式铅酸蓄电池厂家采用了很多新的生产工艺。由此而来对新工艺蓄电池内阻数据分析也发生了新的变化。合理地选择此类蓄电池内阻数据基准，对判断阀控式铅酸蓄电池性能有很大的帮助，合理地运用内阻数据维护蓄池，对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用，为获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。

然而蓄电池经过一定时间的使用后，常易因活性物质脱落、板栅腐蚀或极板变形、硫化等因素，而使容量逐渐降低直至失效。所以，找出落后电池，并将其予以处理，以便消除隐患，就是广大蓄电池维护人员的工作。过去几十年来我们一直使用防酸隔爆式铅酸蓄电池，积累了一定经验。依据蓄电池组说明书进行维护，在延长了蓄电池使用寿命的同时需要投入大量的蓄电池维护成本，而仅仅按照规范的要求进行维护，则在牺牲寿命的时候节约了大量的维护成本。经过相关的蓄电池全生命周期成本的计算分析，认为若按照蓄电池说明书进行维护，每组电池在整个生命周期内年均成本将增加约1万元，占到电池本身价值的1/4。因此我们继续严格按照规范要求对蓄电池进行维护。从实际运维来说，对蓄电池的定检工作量巨大，无法经常进行，因此如果蓄电池失效正好发生在两次定期检验之间，将会直接影响到电网的安全稳定。发生在两次定期检验之间的故障并不少见，而且出现的问题都很严重。所以，现在执行的定期检验模式实际上是存在着一些不足的，这也是我们电网维护工作中急需解决的问题之一。但由于此种电池维护方法繁琐，目前已被具有免加水、安装灵活、占地面积小且不形成酸雾的阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)所取代。近年来由于阀控式密封铅酸蓄电池被广泛使用，国内生产VRLA的厂家越来越多，生产规模与技术水平参差不齐，问题不少，90年代初国内使用的VRLA电池出现了很多以前未遇到的新问题，但由于其是新技术，有些故障原因尚未被完全掌握。因此只有建立起有效的在线监测管理和评估方法，才可避免造成重大隐患。监测蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。

近年来国内外在蓄电池在线评估检测系统都有发展，如美国alber和韩国powerton,都发展很快，技术成熟，只对内阻在线测试。国内，如深圳特高，装置功能相对简单，只实现蓄电池组电压、电流等的监测，非真正意义上的蓄电池监测系统，没有内阻、温度测试功能，只对充电状态进行监测，不监测电流，根本无法起到应有的效果，使在线监测数据失去意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种蓄电池组在线评估检测系统，该系统能够实现对蓄电池组的电压及电流、各蓄电池的内阻及温度进行在线检测。

为达到上述目的，本发明所述的蓄电池组在线评估检测系统包括监测主机、远程数据管理服务器、数据通讯网络、用于检测蓄电池组电压的电压检测模块、用于检测蓄电池组电流的电流检测模块、用于检测蓄电池组内各蓄电池内阻的内阻测量系统、用于检测蓄电池组内各蓄电池温度的温度检测系统以及用于提供电能的电源模块，其中，监测主机与远程数据管理服务器、电压检测模块、温度检测系统、电流检测模块及内阻测量系统相连接，数据通讯网络与远程数据管理服务器相连接。

所述内阻测量系统包括单片机、滤波电路、峰值检测电路、CAN总线通信单元、A/D转换模块、放大电路及用于对蓄电池施加激励信号的激励源信号发生单元，蓄电池的输出端经放大电路、滤波电路、峰值检测电路及A/D转换模块与单片机的输入端相连接，单片机的输出端经CAN总线通信单元与监测主机相连接。

内阻测量系统还包括与单片机相连接的内阻显示器。

所述电压检测模块包括有极性电容、电容、第一电阻、第二电阻、电位器、运算放大器、第一二极管、第二二极管、CD4066双向模拟开关及主单片机；

蓄电池组的正极与电容的一端、有极性电容的正极及第一电阻的一端相连接，蓄电池组的负极、电容的另一端、有极性电容的负极及第二电阻的一端均接地，第一电阻的另一端与电位器的信号端相连接，第二电阻的另一端与电位器的接地端相连接，电位器的活动端与运算放大器的同相输入端相连接，运算放大器的输出端与运算放大器的反相输入端、第一二极管的正极、第二二极管的负极及CD4066双向模拟开关的输入端相连接，第一二极管的负极与高压源相连接，第二二极管的正极接地，CD4066双向模拟开关的输出端与主单片机的输入端相连接，主单片机的输出端与监测主机的输入端相连接。

电压检测模块还包括与主单片机相连接的电压显示器。

所述电流检测模块采用交直流电流传感器。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的蓄电池组在线评估检测系统在具体操作时，监测主机通过电压检测模块、电流检测模块、内阻测量系统及温度检测系统分别检测蓄电池组的电压、蓄电池组的电流、蓄电池组内各蓄电池的内阻及蓄电池组内各蓄电池的温度，然后将检测得到数据发送至远程数据管理服务器，从而实现蓄电池组的电压及电流、各蓄电池的内阻及温度的在线检测，为蓄电池组的综合管理提供依据，结构简单，操作方便，实用性极强。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中电压检测模块1的电路图；

图3为本发明中内阻测量系统3的电路图。

其中，1为电压检测模块、2为电流检测模块、3为内阻测量系统、4为远程数据管理服务器、5为数据通讯网络、6为电源模块、7为监测主机、8为激励源信号发生单元、9为放大电路、10为滤波电路、11为峰值检测电路、12为A/D转换模块、13为单片机、14为CAN总线通信单元、15为内阻显示器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的蓄电池组在线评估检测系统包括监测主机7、远程数据管理服务器4、数据通讯网络5、用于检测蓄电池组电压的电压检测模块1、用于检测蓄电池组电流的电流检测模块2、用于检测蓄电池组内各蓄电池内阻的内阻测量系统3、用于检测蓄电池组内各蓄电池温度的温度检测系统以及用于提供电能的电源模块6，其中，监测主机7与远程数据管理服务器4、电压检测模块1、温度检测系统、电流检测模块2及内阻测量系统3相连接，数据通讯网络5与远程数据管理服务器4相连接。其中，所述电流检测模块2采用交直流电流传感器。

参考图3，所述内阻测量系统3包括单片机13、滤波电路10、峰值检测电路11、CAN总线通信单元14、A/D转换模块12、放大电路9及用于对蓄电池施加激励信号的激励源信号发生单元8，蓄电池的输出端经放大电路9、滤波电路10、峰值检测电路11及A/D转换模块12与单片机13的输入端相连接，单片机13的输出端经CAN总线通信单元14与监测主机7相连接。其中，内阻测量系统3还包括与单片机13相连接的内阻显示器15。

参考图2，所述电压检测模块1包括有极性电容C1、电容C2/第一电阻R1、第二电阻R2、电位器G、运算放大器T、第一二极管D1、第二二极管D2、CD4066双向模拟开关W及主单片机；蓄电池组的正极与电容C2的一端、有极性电容C1的正极及第一电阻R1的一端相连接，蓄电池组的负极、电容C2的另一端、有极性电容C1的负极及第二电阻R2的一端均接地，第一电阻R1的另一端与电位器G的信号端相连接，第二电阻R2的另一端与电位器G的接地端相连接，电位器G的活动端与运算放大器T的同相输入端相连接，运算放大器T的输出端与运算放大器T的反相输入端、第一二极管D1的正极、第二二极管D2的负极及CD4066双向模拟开关W的输入端相连接，第一二极管D1的负极与高压源VCC相连接，第二二极管D2的正极接地，CD4066双向模拟开关W的输出端与主单片机13的输入端相连接，主单片机的输出端与监测主机7的输入端相连接，其中，电压检测模块1还包括与主单片机相连接的电压显示器。

本发明的具体工作过程为：

电流检测模块2实时检测蓄电池组的电流信息，温度检测系统实时检测各蓄电池的温度信息，电压检测模块1实时检测蓄电池组的电压信息，内阻测量系统3实时检测各蓄电池的内阻信息，监测主机7将检测得到的蓄电池组的电流信息、各蓄电池的温度信息、蓄电池组的电压信息及各蓄电池的内阻信息发送至远程数据管理服务器4中，远程数据管理服务器4对接收到的数据进行存储。

需要说明的是，本发明采用直流内阻在线测试技术检测蓄电池的内阻，有效解决了在线、安全、高效测量蓄电池内阻过程中存在的问题，检测过程中无须将充电机与蓄电池组断开，不影响直流系统正常运行，且检测不受充电机纹波及外界环境干扰，数据测量较为准确、稳定。

另外，本发明还包括用于检测各蓄电池电压的电压检测电路，在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各蓄电池的电压，并针对低于设定浮充电压的蓄电池进行阶段性补充充电，同时对过充蓄电池进行单体放电以解除过充状态，保证蓄电池组浮充时的电压均衡，使各蓄电池都处于最佳活性状态。另外，在浮充状态下自动对性能落后的蓄电池提供正负脉冲电流进行在线活化，激活蓄电池内部电极板的结晶及硫酸沉淀，防止蓄电池因长期浮充而导致硫酸盐化，消除由内部引起的安全隐患。