一种在线分布式蓄电池组监测设备制造技术

本发明专利技术提供一种在线分布式蓄电池组监测设备，包括一单体汇集模块、一动环监控中心、若干个单体模块和一霍尔传感器；所述霍尔传感器的输入端串接在蓄电池组的充放电回路上，输出端接在所述单体汇集模块的电流采集输入端上；若干所述单体模块的输入端对应连接于蓄电池组的被测电池单体的正负极性两端，输出端通过通信与控制总线连接在单体汇集模块的输入端上；所述单体汇集模块的电压采集输入端连接在蓄电池组的端电压检测线上，输出端连接在所述动环监控中心的输入端。本发明专利技术能在线监测其被测电池单体之电压、内阻、温度等一体的设备，以无人值守、现场组网的方式解决了铅酸蓄电池故障隐患不能及时发现、及时解决的维护问题。

【技术实现步骤摘要】
一种在线分布式蓄电池组监测设备
本专利技术涉及一种铅酸蓄电池组进行在线监测设备。
技术介绍
后备电源包括动力后备电源和通信后备电源，目前广泛应用于各行各业之中，包括通信、电力、金融、医疗、石化、教育、交通、乃至衣食住行的各行各业。后备电源的主要用途就是防止因市电临时中断，而导致重要设备异常停机、数据丢失、动力机器设备失控等严重事故，形成巨大经济损失。因此如何维护好后备电源系统，尤其是后备铅酸蓄电池组，成为目前行业后备电源管理部门的重要工作之一。然而后备电源所在的铅酸电池组规模庞大，数量众多，如何发现故障电池单体或潜在隐患的电池单体，却不是一件容易的事情。常规的做法是使用离线式假负载对整组蓄电池进行放电，然后找出有问题的电池。此法比较有效果，但是投入的人力物力巨大，维护成本高，不能大范围使用。另外一种做法就是使用手持内阻计人工一节单体一节单体地测量，此法也有一定效果，但同样需要大量的人力物力，维护成本偏高。而且因为是人工操作，难免有因操作不当而导致电池误判的问题，也无法实时预警存在安全隐患的蓄电池单体。基于上述总总原因，后备铅酸蓄电池故障隐患及时发现、及时解决的维护问题目前还有待解决。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种铅酸蓄电池组进行在线监测其被测电池单体之电压、内阻、温度等一体的设备，以无人值守、现场组网、智能实时在线测量电池单体电压、内阻、温度等数据，解决铅酸蓄电池故障隐患不能及时发现、及时解决的维护问题。本专利技术是这样实现的：一种在线分布式蓄电池组监测设备，包括一单体汇集模块、一动环监控中心、若干个单体模块和一霍尔传感器；所述霍尔传感器的输入端串接在蓄电池组的充放电回路上，输出端接在所述单体汇集模块的电流采集输入端上；若干所述单体模块的输入端对应连接于蓄电池组的被测电池单体的正负极性两端，输出端通过通信与控制总线连接在单体汇集模块的输入端上；所述单体汇集模块的电压采集输入端连接在蓄电池组的端电压检测线上，输出端连接在所述动环监控中心的输入端。进一步的，所述单体模块包括一第一MCU微控制器单元、一第一带通滤波放大电路和一直流脉冲放电电路；所述第一带通滤波放大电路的输入端连接在对应被测电池单体的正负极性两端，输出端连接在所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC2；所述直流脉冲放电电路输入端连接在对应被测电池单体的充放电回路上，输出端则连接所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC1。进一步的，所述直流脉冲放电电路进一步包括一差分放大电路、一驱动电路、一负载电阻、一电流采样电阻和一放电开关；所述负载电阻、电流采样电阻和放电开关串接在充放电回路上，且所述差分放大电路的输入端并接在所述电流采样电阻的两端，输出端则连接所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC1；所述驱动电路两端分别连接所述第一MCU微控制器单元和放电开关。进一步的，所述直流脉冲放电电路为峰值电流小于1.5A的小电流电路。进一步的，所述单体模块还包括一电压和温度测量电路和一温度探头；所述温度探头用于探测被测电池单体的温度；所述电压和温度测量电路的输入端连接在被测电池单体的正负极性两端，并和温度探头连接，输出端则所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC3。进一步的，所述单体模块还包括一自适应编号电路和一第一隔离通信电路，所述自适应编号电路与第一隔离通信电路均与所述第一MCU微控制器单元连接。进一步的，所述单体模块还包括一均衡充放电电路，该均衡充放电电路为2A以内电流的充电电路，该均衡充放电电路一端连接在所述充放电回路上，另一端连接所述第一MCU微控制器单元。进一步的，所述单体汇集模块为总调度模块，其包括一第二MCU微控制器单元以及与该第二MCU微控制器单元连接的一第二带通滤波放大电路、一电压测量电路、一电流测量电路、一第二隔离通信电路、一第三隔离通信电路和一自适应编号控制电路；所述电压测量电路还连接在蓄电池组的端电压检测线上；所述电流测量电路还连接霍尔传感器；所述第二隔离通信电路还连接所述第一隔离通信电路；所述第三隔离通信电路连接所述动环监控中心。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术对每一节铅酸蓄电池单体都安装一个单体模块，该模块具备实时测量铅酸电池单体的电压、纹波电压、内阻、温度等数据，再通过通信与控制总线将数据上传汇总到单体汇集模块，单体汇集模块再将汇总后的数据通过通信总线上传到动环监控中心，从而实现蓄电池组的在线分布式监测；2、本专利技术每个单体模块都具备自适应量程功能，能自动识别不同电压等级(2V/6V/12V)的铅酸蓄电池单体，自动调整内部的各个测量电路量程，确保单体电压和内阻测量的精确度；3、本专利技术同时支持两种测量蓄电池单体内阻的方式：即纹波电流法和直流脉冲法，从而能够涵盖所有现场工况下的电池单体内阻的高准确性测量；4、每个单体模块具备对所接被测电池单体进行主动充放电均衡功能，在同一均衡标准单体电压下，通过均衡充放电电路自动对单体电压偏高的电池进行放电均衡，直到接近于均衡标准电压的±2mV以内；同理，对单体电压偏低的电池则进行充电均衡；5、每个单体模块具备自适应编号功能，单体在现场安装好后，通过该自动编号功能，可以快速自动完成单体模块与被测电池单体的一一对应的编号关系，确保采集上传的电压、内阻、温度等数据不会出现张冠李戴的错乱问题，降低生产、安装、运维的成本；6、每个单体模块都是完全独立并且隔离的，一个单体模块只负责测量一节电池单体的电压、纹波电压、内阻、温度等数据，一个单体模块故障，不会影响其他单体模块的正常工作和运行，模块和模块之间通过通信与控制总线连接到单体汇集模块。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术在线分布式蓄电池组监测设备的原理结构框图。图2为本专利技术中单体模块的原理结构框图。图3为本专利技术中单体汇集模块的原理结构框图。具体实施方式如图1至图3所示，本专利技术的在线分布式蓄电池组监测设备，包括一单体汇集模块1、一动环监控中心2、若干个单体模块3和一霍尔传感器4。将蓄电池组的两端连接在系统开关电源上形成充放电回路，所述霍尔传感器4的输入端串接在蓄电池组的充放电回路上，输出端接在所述单体汇集模块1的电流采集输入端上；若干所述单体模块3的输入端对应连接于蓄电池组的被测电池单体的正负极性两端，输出端通过通信与控制总线连接在单体汇集模块1的输入端上；所述单体汇集模块1的电压采集输入端连接在蓄电池组的端电压检测线5上，输出端连接在所述动环监控中心2的输入端。其中，本专利技术中上述各模块的特点及功能如下：所述蓄电池组是由若干个被测电池单体串联形成，并串接在系统开关电源正负极两端，形成后备电源系统；标称单体电压可以为2V、6V或12V，标称容量可以从5AH-3000AH不等；所述系统开关电源泛指一切UPS系统电源、高压直流系统电源或通信系统中的高频开关电源；当为UPS系统电源、高压直流系统电源时，额度工作条件下，对接在其系统开关电源两端的蓄电池组存在输出纹波电流，该纹波电流将流过其蓄电池组上的每一节电池单体，每一节被测电池单体由于其自身内阻的存在，将在其正负极两端产生一定幅度的纹波电压，此时本专利技术的在线分布式蓄电池组监测设备会自动使用纹波电流法来在线测量各节被测电池单体的内阻；当为通信高频开关电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线分布式蓄电池组监测设备，其特征在于：包括一单体汇集模块、一动环监控中心、若干个单体模块和一霍尔传感器；所述霍尔传感器的输入端串接在蓄电池组的充放电回路上，输出端接在所述单体汇集模块的电流采集输入端上；若干所述单体模块的输入端对应连接于蓄电池组的被测电池单体的正负极性两端，输出端通过通信与控制总线连接在单体汇集模块的输入端上；所述单体汇集模块的电压采集输入端连接在蓄电池组的端电压检测线上，输出端连接在所述动环监控中心的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种在线分布式蓄电池组监测设备，其特征在于：包括一单体汇集模块、一动环监控中心、若干个单体模块和一霍尔传感器；所述霍尔传感器的输入端串接在蓄电池组的充放电回路上，输出端接在所述单体汇集模块的电流采集输入端上；若干所述单体模块的输入端对应连接于蓄电池组的被测电池单体的正负极性两端，输出端通过通信与控制总线连接在单体汇集模块的输入端上；所述单体汇集模块的电压采集输入端连接在蓄电池组的端电压检测线上，输出端连接在所述动环监控中心的输入端。2.根据权利要求1所述的一种在线分布式蓄电池组监测设备，其特征在于：所述单体模块包括一第一MCU微控制器单元、一第一带通滤波放大电路和一直流脉冲放电电路；所述第一带通滤波放大电路的输入端连接在对应被测电池单体的正负极性两端，输出端连接在所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC2；所述直流脉冲放电电路输入端连接在对应被测电池单体的充放电回路上，输出端则连接所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC1。3.根据权利要求2所述的一种在线分布式蓄电池组监测设备，其特征在于：所述直流脉冲放电电路进一步包括一差分放大电路、一驱动电路、一负载电阻、一电流采样电阻和一放电开关；所述负载电阻、电流采样电阻和放电开关串接在充放电回路上，且所述差分放大电路的输入端并接在所述电流采样电阻的两端，输出端则连接所述第一MCU微控制器单元的模数转换口ADC1；所述驱动电路两端分别连接所述第一MCU微控制器单元和放电开关。4.根据权利要求2或3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明星，程永松，杨中鹏，李文涛，
申请(专利权)人：福州福光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35