系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

HTBM蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由集中監(jiān)控單元、蓄電池分布采集單元和上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)（選配）構(gòu)成。

HTBM蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，蓄電池分布采集單元安裝在蓄電池側(cè)，一個(gè)HTBM蓄電池分布采集單元可對(duì)兩節(jié)蓄電池進(jìn)行電壓、溫度和內(nèi)阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將測(cè)得的蓄電池電壓、溫度和內(nèi)阻等參數(shù)通過(guò)總線上傳至集中監(jiān)控單元。分布式結(jié)構(gòu)與集中式結(jié)構(gòu)相比，具有接線簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便靈活、測(cè)量精確等優(yōu)點(diǎn)，避免了集中式結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的接線，減少了安裝的工作量，降低了短路及其他故障幾率，同時(shí)，一個(gè)HTBM蓄電池分布采集單元對(duì)兩節(jié)蓄電池進(jìn)行監(jiān)控，可有效降低使用成本，經(jīng)濟(jì)性更好。

通過(guò)配備上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)，上位機(jī)與集中監(jiān)控單元之間采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS RTU(TCP/IP) 協(xié)議建立通信連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與顯示，便于對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

系統(tǒng)組成

集中監(jiān)控單元：

集中監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)向下與蓄電池分布采集單元的串口通訊，將蓄電池組的電壓、電流、內(nèi)阻、溫度等信息進(jìn)行匯總、分析、處理；對(duì)每節(jié)蓄電池的荷電量（SoC）和健康狀態(tài)（SoH）進(jìn)行計(jì)算分析，當(dāng)蓄電池荷電量不足或健康狀態(tài)異常時(shí)，可進(jìn)行報(bào)警并實(shí)施記錄。當(dāng)蓄電池發(fā)生其他異常時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，并可向上可支持RS485接口、RJ45網(wǎng)口等多種方式，將蓄電池組信息進(jìn)行上傳，支持MODBUS RTU/TCPIP通訊協(xié)議；通過(guò)配置顯示屏，也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地查看。一臺(tái)集中監(jiān)控單元最多可實(shí)現(xiàn)對(duì)4組共計(jì)256節(jié)蓄電池進(jìn)行電壓、溫度、內(nèi)阻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

圖1集中監(jiān)控單元

圖2集中監(jiān)控單元顯示界面

 蓄電池分布采集單元：

蓄電池分布采集單元通過(guò)對(duì)每個(gè)蓄電池的電壓、溫度和內(nèi)阻等信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、分析，通過(guò)總線與集中監(jiān)控單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。蓄電池分布采集單元與蓄電池一一對(duì)應(yīng)，方便對(duì)蓄電池進(jìn)行溫度采集。

蓄電池分布采集單元對(duì)蓄電池進(jìn)行小電流脈沖放電，放電時(shí)間短（1~2s），放電電流幅值小（小于0.1C），并采用了的濾波控制算法，將內(nèi)阻重復(fù)計(jì)算精度控制在遠(yuǎn)低于±2%的水平，實(shí)現(xiàn)了高精度的內(nèi)阻測(cè)算。

蓄電池分布采集單元對(duì)放電的安全性也進(jìn)行了充足的考慮。當(dāng)放電電流過(guò)大時(shí)，會(huì)觸發(fā)保護(hù)電流動(dòng)作，切斷放電回路。當(dāng)放電回路溫度異常時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，減小電流直至切斷放電回路，以達(dá)到保護(hù)蓄電池組的安全的目的。

蓄電池分布采集單元通過(guò)增加硬件模塊設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池間連接條的阻抗的計(jì)算、監(jiān)控，通過(guò)該數(shù)據(jù)，可了解連接條的連接緊固程度，避免了因連接條松動(dòng)造成導(dǎo)通阻抗增大，發(fā)熱甚至造成火災(zāi)等事故，極大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

圖3 蓄電池分布采集單元

上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)：

通過(guò)在上位機(jī)安裝監(jiān)控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，并實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)。通過(guò)人機(jī)界面可實(shí)時(shí)查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、歷史記錄和所有參數(shù)，通過(guò)模擬畫(huà)面實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，工作人員可通過(guò)上位機(jī)實(shí)時(shí)修改現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的各種參數(shù)和功能。

圖4 HTBM蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)

系統(tǒng)特點(diǎn)

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各單體蓄電池端電壓、溫度和內(nèi)阻；

2.對(duì)單電池進(jìn)行小電流脈沖放電，放電時(shí)間短，安全可靠性好；

3.單體蓄電池側(cè)就近溫度測(cè)量，便于時(shí)間發(fā)現(xiàn)溫度異常的蓄電池；

4.采用算法計(jì)算分析各單體蓄電池剩余電量SoC (State of Charge)、健康狀態(tài)SoH（State of Health），為蓄電池的維護(hù)、更換提供可靠依據(jù)；

5.生成單體蓄電池內(nèi)阻變化曲線，便于維護(hù)人員直觀分析蓄電池狀態(tài)；

6.蓄電池組充、放電電流監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)記錄；

7.故障數(shù)據(jù)記錄，便于維護(hù)人員對(duì)故障進(jìn)行分析，蓄電池狀態(tài)異常時(shí)，及時(shí)對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警；

8.豐富的網(wǎng)絡(luò)通訊接口，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)上傳。

技術(shù)參數(shù)