一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，包括分布在各铅酸蓄电池组处的电池状态监测装置和电池在线修复装置；还包括利用物联网与云平台联系的数传模块，所述的数传模块利用有线或者无线通信方式与所述的电池状态监测装置和电池在线修复装置通信，将电池状态监测装置采集的铅酸蓄电池状态参数上传给云平台，并从云平台接受命令控制电池在线修复装置对铅酸蓄电池进行在线修复。本发明专利技术集成了在线除硫技术，通过谐振脉冲扰动防止与消除电池形成的硫酸铅结晶,达到恢复电池容量延长电池寿命的目的。

A Lead-acid Battery Group Remote Monitoring and Online Repair System Based on Internet of Things and Cloud Platform

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统
本专利技术涉及铅酸蓄电池修复领域，特别是一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统。
技术介绍
目前，各电力、金融、通信、轨道交通、数据中心等企业为了应对电网突然停电造成的事故和损失，都会在控制调度中心或通信基站配备后备电源供电系统，其核心部件主要是阀控式铅酸蓄电池组，阀控式铅酸蓄电池组由于采用了AGM材料和贫液设计，在充电过程中，由正极生成的氧能与负极活性物质迅速反应还原成水，因此，正常情况下，电池电液不会损失，不用添加蒸溜水，同时抑制了氢气的析出，所以电池可以做成密闭的结构。阀控电池在使用中具有突出优势的同时，也带来先天的不足，比如：由于电池出厂前的设计、工装设备、质量控制，以及使用后的浮充电压、环境温度等因素影响，长期使用后蓄电池不同程度的硫化，导致整组电池出现电压差不均衡，单体电池落后等情况。这样将给安全生产带来极大的隐患，出现电网故障时需电池供电时电池放不出电，甚至热失控以致失火的恶性事故。因此，实时掌握蓄电池组单只电池的健康状态，并对硫化电池进行在线除硫修复，对于后备电源使用行业就有了重要的意义。目前，在对后备电源蓄电池的精细化管理上并没有更好的办法，大多数都是人工定期用万用表测量，有少数企业也使用巡检仪(一般用RS485传输数据)进行自动检测。这两种方法都存在一定的局限性，前者会耗费大量的人力物力，后者则存在测量数据不易上传(例如通信基站，一般分布广距离远，RS485传输数据困难)以致起不到应有的作用。此外上述两种方法都不能解决一个根本问题，即造成蓄电池劣化的客观因素(如电池组电池的不一致性、环境温度、用电环境等)依然存在，因而这些手段最好的效果也不过是提前发现失效电池并将其替换下来。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于物联网、云平台的后备电源铅酸蓄电池组维护远程监测及在线修复系统，取代传统粗放式的后备电源维护方法。通过本远程监测及在线修复系统，可极大地减轻后备电源维护的工作量，加强后备电源的精细化管理，提高系统供电可靠性。本专利技术为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，包括分布在各铅酸蓄电池组处的电池状态监测装置和电池在线修复装置；还包括利用物联网与云平台联系的数传模块，所述的数传模块利用有线或者无线通信方式与所述的电池状态监测装置和电池在线修复装置通信，将电池状态监测装置采集的铅酸蓄电池状态参数上传给云平台，并从云平台接受命令控制电池在线修复装置对铅酸蓄电池进行在线修复。本专利技术集成了在线除硫技术，通过谐振脉冲扰动防止与消除电池形成的硫酸铅结晶,达到恢复电池容量延长电池寿命的目的。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的数传模块与电池状态监测装置和电池在线修复装置之间的有线或无线通信装置包括ZIGBEE无线通信方式、RS485串口通信装置以及有线或者无线的局域网通信。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的电池状态监测装置包括电压采集单元、温度采集单元和电池内阻测试单元；所述的电池在线修复装置包括谐振脉冲修复单元。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的谐振脉冲修复单元包括产生PWM信号的装置，对PWM信号进行整形的驱动器、保护电阻R1、限流电阻R2、第一开关MOSFET管T1、第一储能电感L1、第二储能电感L2、储能电容C1、整流二极管D1；所述的产生PWM信号的装置输出的PWM信号经过驱动器整形放大以后接所述的第一开关MOSFET管T1的G极并利用保护电阻R1接地，第一开关MOSFET管T1的D极依次经第二储能电感L2、第一储能电感L1、限流电阻R2接铅酸蓄电池的阳极，在第一开关MOSFET管T1的D极与铅酸蓄电池的阳极设置所述的整流二极管D1，D1的P极接第一开关MOSFET管T1的D极；第一开关MOSFET管T1的S极接地；储能电容C1为电解电容，它的阳极接第二储能电感L2、第一储能电感L1相连的耦合点，阴极接地。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的产生PWM信号的装置输出的PWM信号的频率为8400、占比是50％。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的电压检测单元包括第一跟随器U4、第二跟随器U5和差分放大器，所述的第一跟随器U4、第二跟随器U5的输入端分别接铅酸蓄电池的阳极和阴极，输出分别接差分放大器的两个差分输入端；所述的差分放大器当被测电池为2V铅酸蓄电池时，放大倍数被设计为1；当被测电池为12V蓄电池时，放大倍数被设计为1/6。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的差分放大器包括运算放大器U6、电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12和电容C2、C3；电阻R7与电阻R9串连以后接运算放大器U6的同相端，电阻R8和电阻R10串连以后接接运算放大器U6的异相端；电容C2的两端分别接电阻R7与电阻R9串连的公共端和电阻R8和电阻R10串连的公共端；电阻R11和电容C3的两端分别接运算放大器U6的异相端和输出端，运算放大器U6的同相端通过电阻R12接地；电路需满足条件：R7＝R8、R9＝R10、R11＝R12。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的电池内阻测试单元包括：具有第二限流电阻R4的第一测量回路和具有第三限流电阻R6的第二测量回路；分时将第一测量回路和第二测量回路加入到铅酸蓄电池两端的装置；分别在第一测量回路和第二测量回路接入铅酸蓄电池两端时测量铅酸蓄电池两端的电压U1、U2的装置；按照下面公式计算铅酸蓄电池内阻r的装置：第二限流电阻R4和第三限流电阻R6的阻值不同。进一步的，上述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中：所述的温度采集单元利用热敏电阻Rt测量温度，2.5V电压基准U7、第三跟随器U8、第四跟随器U9、精密分压电阻R13；2.5V电压基准U7输出端接第三跟随器U8的输入端，第三跟随器U8的输出端接精密分压电阻R13的一端，精密分压电阻R13的另一端接第四跟随器U9的输入端和热敏电阻Rt的一端，热敏电阻Rt的另一端接地；还包括测量第四跟随器U9输出端电压V_RT的装置和根据下式计算Rt的装置：查热敏电阻的温度表得到温度值的装置。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的说明。附图说明附图1是本专利技术基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统框图。附图2是本专利技术实施例所使用的保护器结构框图。附图3是本专利技术实施例所使用的数传模块结构框图。附图4是本专利技术实施例的谐振脉冲修复单元原理图。附图5是本专利技术实施例的电压采集单元电路原理图。附图6是本专利技术实施例的内阻检测电路原理图。附图7是本专利技术实施例温度采集单元原理图。附图8是本专利技术实施例中维护流程图。具体实施方式实施例1是一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统中，如图1所示，包括分布在各铅酸蓄电池组处的电池状态监测装置和电池在线修复装置；利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，包括分布在各铅酸蓄电池组处的电池状态监测装置和电池在线修复装置；其特征在于：还包括利用物联网与云平台联系的数传模块，所述的数传模块利用有线或者无线通信方式与所述的电池状态监测装置和电池在线修复装置通信，将电池状态监测装置采集的铅酸蓄电池状态参数上传给云平台，并从云平台接受命令控制电池在线修复装置对铅酸蓄电池进行在线修复。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，包括分布在各铅酸蓄电池组处的电池状态监测装置和电池在线修复装置；其特征在于：还包括利用物联网与云平台联系的数传模块，所述的数传模块利用有线或者无线通信方式与所述的电池状态监测装置和电池在线修复装置通信，将电池状态监测装置采集的铅酸蓄电池状态参数上传给云平台，并从云平台接受命令控制电池在线修复装置对铅酸蓄电池进行在线修复。2.根据权利要求1所述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，其特征在于：所述的数传模块与电池状态监测装置和电池在线修复装置之间的有线或无线通信装置包括ZIGBEE无线通信方式、RS485串口通信装置以及有线或者无线的局域网通信。3.根据权利要求1或2所述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，其特征在于：所述的电池状态监测装置包括电压采集单元、温度采集单元和电池内阻测试单元；所述的电池在线修复装置包括谐振脉冲修复单元。4.根据权利要求3所述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，其特征在于：所述的谐振脉冲修复单元包括产生PWM信号的装置，对PWM信号进行整形的驱动器、保护电阻R1、限流电阻R2、第一开关MOSFET管T1、第一储能电感L1、第二储能电感L2、储能电容C1、整流二极管D1；所述的产生PWM信号的装置输出的PWM信号经过驱动器整形放大以后接所述的第一开关MOSFET管T1的G极并利用保护电阻R1接地，第一开关MOSFET管T1的D极依次经第二储能电感L2、第一储能电感L1、限流电阻R2接铅酸蓄电池的阳极，在第一开关MOSFET管T1的D极与铅酸蓄电池的阳极设置所述的整流二极管D1，D1的P极接第一开关MOSFET管T1的D极；第一开关MOSFET管T1的S极接地；储能电容C1为电解电容，它的阳极接第二储能电感L2、第一储能电感L1相连的耦合点，阴极接地。5.根据权利要求4所述的基于物联网、云平台的铅酸蓄电池组远程监测及在线修复系统，其特征在于：所述的产生PWM信号的装置输出的PWM信号的频率为8400、占比是50％。6.根据权利要求3所述的基于物联网、云平台的铅酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，
申请(专利权)人：陈明，
类型：发明
国别省市：广东,44