该蓄电池组在线监测系统由单体蓄电池采集模块、电池组电压电流采集模块及监测主机三大部分组成。每个蓄电池单体采集模块可以实现对12只蓄电池单体电压、 内阻测试及均衡操作。
监测主机通过RS485与采集模块通讯,读取每节电池的电压及内阻值,通过TFT显示屏呈现给用户。监测主机提供了告警无源输出触点及RS232、RS485或网络接口与上位机通讯。
系统结构原理图如下:
监测系统主机负责对电池组电压电流信息及所有单体电池信息进行采集控制,并对所有数据进行分析、存储、显示、告警、及上传;组电压电流采集模块负责对电池组的电压、充放电电流、环境温度进行采集;单体采集模块负责对每节电池的电压、内阻进行采集,每个单体采集模块可对12节电池进行采集,并配有一路外置温度传感单元。
3.1 系统功能
蓄电池智能监测系统具有如下功能
多种工作模式
蓄电池智能监测系统具有均衡工作模式、内阻测试模式、电压温度巡检模式三种工作模式状态,并可自动切换;
蓄电池均衡功能
开启均衡功能后,系统自动判断蓄电池组的充放电状态,当蓄电池处于浮充状态时自动进入均衡模式,均衡完成后自动退出均衡模式进入电压内阻巡检模式。
整组内阻测试功能
系统进入内阻测试模式后即逐一完成所监测电池的内阻测试,测试完成后自动保存测试数据;
单体内阻测试功能
监测系统可启动对设定单体电池进行内阻测试,而不需要对所有电池进行一次内阻测试;
蓄电池状态监测功能
系统实时监测蓄电池组的端电压及充放电电流,并实时判断蓄电池的充放电状态:均充、浮充及放电状态,蓄电池在浮充状态下可转入均衡模式;
多路温度监测功能
每个蓄电池单体监测模块均配有一个外接温度传感器,可对蓄电池温度进行监测,电池组信息监测模块也配有外接温度传感器,可监测环境温度。
单体电池信息分析功能
监测系统每秒会计算出最高电压的电池及其序号,最低电池电压及其序号,最大内阻电池及其序号,及单体平均电压,并显示在主界面,方便用户快速了解整组电池信息。
多种类型告警及告警记录功能
可实时显示详细的系统及单体告警信息,并记录其发生的时间及详细信息,当系统恢复正常后记录恢复正常的时间及系统信息。
多种操作事件记录功能
可记录的系统操作事件包括系统启动时间、手动进入内阻测试时间、自动进入内阻测试时间。
历史存储及查看功能
蓄电池单体信息可自动或手动存储到历史数据里面,可设置自动存储时间间隔,最快可设置每1分钟存储一组蓄电池单体数据。
蓄电池开路及离线监测功能
装置通过对蓄电池模拟量采样信息分析,判断蓄电池是否处于开路或离线状态,并显示告警及记录。
通信中断提示功能
监测系统实时显示子系统及上位机系统通信状态,通信失败会以不同类型图标或数字提醒。
用户权限管理功能
监测系统设有不同的权限密码,包括设置密码及调试密码,防止误操作。
参数设置功能
提供了详细的参数设置项,适用于各种运行环境下蓄电池组的监测要求。
充放电容量监测功能
可持续监测蓄电池组的充放电容量。
USB接口数据导出功能
所有系统监测信息均可通过USB接口导出,包括系统信息,单体信息,告警信息,记录信息,历史数据,参数设置等。
多种数据上传接口
系统提供以太网接口及RS232、RS485接口的数据上传功能;
多种告警呈现方式
系统具有声光报警功能,当测量数据超过参数越限设置值后,将以不同的颜色显示出来,告警指示头亮,并提供无源输出告警触点。
3.2 系统特点
3.2.1高性能硬件
整个系统采用工业级芯片和元器件进行设计和生产。
主机为高速32位工控CPU,子机为单16位工控CPU。系统总处理能力随监测蓄电池数量动态调整,最多可支持数十个CPU同步运行。
蓄电池组电压,组电流,单体电压的监测均采用独立的高精度24位AD转换器,分辨率在1/50000以上。
3.2.2 先进的构架
系统采用了独有的DADC构架,将现场工程实施的灵活性,系统扩展的灵活性和强大的处理能力相结合。
DADC构架可根据用户需要灵活配置子机数量,节省了一次成本,并能灵活的进行系统升级。
DADC构架可根据现场环境灵活安排子机安装位置,便于采集器的安装和布线,减小强电干扰。
DADC构架将高速,高精度的AD采样和大负荷的运算量平衡的分配到主机和子机之间,是运行高效而复杂的SynSystem智能算法的基础平台。
3.2.3智慧型软件
数字信号增强DSE技术,基于FIR数字信号处理方法对海量AD采样数据进行滤波,筛选和增强,保证了蓄电池电压与内阻测试精度。
3.2.4 人性化界面
人性化的界面设计,装置采用4.0寸真彩液晶屏做为人机交互界面的核心,使用舒适,操作方便快捷;
多页面设计方式,各页面切换快速方便,信息查看简洁直观。
3.2.5 高安全性
所有蓄电池接入装置前都经过保险丝,确保不会损坏蓄电池;
每个蓄电池都有各自独立的采样通道,隔离电压等级达到3000V;
在线内阻测量,系统采用分段式小电流放电法测试电池内阻,不对系统注入任何信号,无需电池脱离系统;
均衡内部采用固态开关而非触点继电器,无拉弧、无明火、寿命长;
3.2.6高可靠性
软件陷阱和监控芯片双重抗干扰设计,能保证在强电干扰环境下长时间稳定运行。
采集模块支持热插拔和自动识别,主机定时校准采集模块时钟。
主机和子机之间SynBus总线定时自检,并实时显示通信状态。
3.3 主要技术指标
3.3.1电池组电压监测指标
范围:0—999.99V;
分辨率:0.01V;
精度:0.1%;(额定电压的±30%内);
3.3.2电池组电流监测指标
范围:0—999.99A(与原系统分流器适配);
分辨率:0.01A;
精度:±0.5%/分流器, ±1%/电流传感器;
3.3.3单体电压监测指标
范围:0—20.000V;
分辨率:0.001V;
精度:0.1%(额定电压的±30%内);
3.3.4单体内阻监测指标
范围:0—65535uΩ;
分辨率:1uΩ;
精度:5%
3.3.5单体温度及环境温度监测指标
范围:0—99.9℃;
分辨率:0.1℃;
精度:±0.5℃
3.3.6充放电容量监测指标
计算时间间隔:1S;
最大显示范围:9999.9AH;
清除方式:手动
3.3.7其它
电压均衡度:10mV
可监测单体电池节数:240节;
可监测单体电池电压等级:2V,4V,6V,12V;
告警信息实时显示数量:240条
信息记录条数:1000条;
单体电池历史数据记录条数:1000条;
数据导出方式:USB接口;
显示屏尺寸:4.0寸;
显示分辨率:480X320;
数据上传接口:RS485或RS232或RJ45
通讯速率1200/2400/4800/9600/11520
工作电源:AC220V或DC110/220V