一种蓄电池单体在线监测系统技术方案

本申请公开了一种蓄电池单体在线监测系统，包括：蓄电池组信息显示模块、多个单体蓄电池采集模块和多个蓄电池组管理模块，所述多个单体蓄电池采集模块之间依次通讯连接，所述依次通讯连接的多个单体蓄电池采集模块首尾两个单体蓄电池采集模块通讯接入蓄电池组管理模块，所述多个蓄电池组管理模块和蓄电池组信息显示模块通讯连接。本申请的单体蓄电池采集模块与单体蓄电池采集模块之间的通讯连接、数据传送以手拉手的方式，将整组所有单模块串联，整组首尾两个单模块通讯接入电池组管理模块，形成环路通讯方式，这样可以有效避免某个模块故障或通讯线断开，不影响整组数据传输显示，使得对蓄电池的在线监测可靠、稳定。稳定。稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池单体在线监测系统


[0001]本申请涉及电池监测
，具体而言，涉及一种蓄电池单体在线监测系统。

技术介绍

[0002]随着蓄电池的广泛应用，特别是备用电源中的应用，采用铅酸蓄电池作为备用电源场所的一般都是非常重要的部分。蓄电池组作为后备电源平时处于充电状态，与充电装置的输出并联，一旦市电中断，蓄电池立即开始进行放电，代替市电为设备供电，以实现设备工作续航。如果单个蓄电池容量下降到一定程度，蓄电池组就起不到备用电源的作用，一旦主电源发生故障，就有可能造成系统停机，导致巨大的损失。在蓄电池运行过程中检测蓄电池的状态是用户最关心的问题，也是后备电源发生使用蓄电池的最大难题之一，蓄电池的运行要求比较严格，蓄电池在偏离了正确的使用条件下运行会影响蓄电池的使用寿命，甚至造成严重的后果，因此，铅酸蓄电池的运行参数监测非常重要。传统的蓄电池在线监测，使用电池组集中管理的方式，设备虽然提高了数据采集的速度和精度，减少了工作量，但连线较多，操作复杂，有一定的安全隐患，且无法排除一线制采集时电池间连接导线产生的“过桥电压”对测量数据的影响。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的在于提供一种蓄电池单体在线监测系统，以解决现有技术的蓄电池监测电路连线较多，操作复杂，有一定的安全隐患，且无法排除一线制采集时电池间连接导线产生的“过桥电压”对测量数据的影响的问题。
[0004]为了实现上述目的，本申请提供了一种蓄电池单体在线监测系统，包括：
[0005]蓄电池组信息显示模块、多个单体蓄电池采集模块和多个蓄电池组管理模块，所述多个单体蓄电池采集模块之间依次通讯连接，且所述多个单体蓄电池采集模块的首尾两个单体蓄电池采集模块通讯接入蓄电池组管理模块，所述多个蓄电池组管理模块和蓄电池组信息显示模块通讯连接，其中：
[0006]所述单体蓄电池采集模块，用于采集单个蓄电池的至少电压、内阻和温度的单电池监测数据，并将所述单电池监测数据发送给蓄电池组管理模块；
[0007]所述蓄电池组管理模块，用于采集至少电池组充放电电流、电池组组端电压、电池组母线电压、电池组环境温度的电池组监测数据以及所述单电池监测数据，并将电池组监测数据以及所述单电池监测数据发送给蓄电池组信息显示模块；
[0008]蓄电池组信息显示模块，用于显示所述电池组监测数据以及所述单电池监测数据。
[0009]优选的，所述多个单体蓄电池采集模块之间，单体蓄电池采集模块与蓄电池组管理模块之间，以及蓄电池组管理模块和蓄电池组信息显示模块之间均通过RS485通讯连接。
[0010]优选的，所述单体蓄电池采集模块包括电压采集单元、温度采集单元、内阻采集单元、模块地址设置单元、模块通讯单元以及第一微控制器单元，所述电压采集单元、温度采
集单元、内阻采集单元、模块地址设置单元、模块通讯单元均与第一微控制器单元相连接，其中：
[0011]所述电压采集单元采用基于运算放大器的电压放大电路采集电池电压，所述电压放大电路通过ADC芯片连接第一微控制器单元；
[0012]所述温度采集单元采用NTC温度传感器；
[0013]所述内阻采集单元为恒流电路；
[0014]所述模块地址设置单元为拨码开关；
[0015]所述模块通讯单元为一路RS485通讯芯片两个并联出口；
[0016]所述第一微控制器单元为单片机处理器。
[0017]优选的，所述电压采集单元、内阻采集单元采用四线制方式。
[0018]优选的，所述蓄电池组管理模块包括第二微控制器单元和与第二微控制器单元电连接的无源干接点单元、地址设置单元、RS485通讯单元、环境温度采集单元、电池组充放电电流采集单元、组端电压采集单元、电池组脱离母线检测单元，其中：
[0019]所述第二微控制器单元为单片机处理器；
[0020]所述地址设置单元为四位拨码开关；
[0021]所述无源干接点单元包括多组继电器控制电路，所述继电器控制电路包括依次连接的光电耦合器、驱动三极管和继电器；
[0022]所述RS485通讯单元有三个，分为两个单体采集模块通讯单元和一个显示屏主机通讯单元；
[0023]所述环境温度采集单元为NTC温度传感器；
[0024]所述电池组充放电电流采集单元为包括依次连接的霍尔电流传感器、电感器滤波电路、差分放大电路、电压跟随电路；
[0025]所述组端电压采集单元和电池组脱离母线检测单元采用高耐压光耦隔离电路实时采集电池组端电压以及电池组母线电压。
[0026]优选的，所述无源干接点单元包括四路无源干接点电路，分别为电压、温度、内阻、其他告警无源干接点电路。
[0027]优选的，所述高耐压光耦隔离电路输出端后依次连接有滤波电路、差分放大电路、跟随电路、ADC电路、数字隔离芯片，所述第二微控制器单元选通高耐压光耦隔离电路的隔离光耦间隔采集母线电压与电池组电压，经过滤波电路、差分放大电路、跟随电路、ADC电路、数字隔离芯片信号处理后，第二微控制器单元通过比较母线电压与电池组电压，判断电池组母线是否脱离。
[0028]优选的，所述内阻采集单元为闭环反馈式恒流电路，通过在蓄电池放电时采集电池电压下降到最低点电压Vmin，以及放电结束后蓄电池电压恢复的拐点电压V，得到蓄电池电压变化值ΔU＝V
‑
Vmin，然后计算出内阻值R＝ΔU/I。
[0029]优选的，所述单体蓄电池采集模块采用采集线与电池并接。
[0030]优选的，所述蓄电池组信息显示模块内设置所述电池组监测数据、单电池监测数据的超限阈值，当所述电池组监测数据、单电池监测数据超过阈值，蓄电池组信息显示模块告警，同时蓄电池组信息显示模块保存告警信息。
[0031]本申请的有益效果：
[0032]1、单体蓄电池采集模块与单体蓄电池采集模块之间的通讯连接、数据传送以手拉手的方式，将整组所有单模块串联，整组首尾两个单模块通讯接入电池组管理模块，形成环路通讯方式，这样可以有效避免某各模块故障或通讯线断开，不影响整组数据传输显示，使得对蓄电池的在线监测可靠、稳定。
[0033]2、本申请的蓄电池单体采集模块采用四线制内阻测试方式，排除了一线制采集时电池间连接导线产生的“过桥电压”对测量数据的影响，具有安装方便，接线简单，数据采集精度高，采集数据速度快，性能稳定的优点。
[0034]3、本申请的蓄电池单体采集模块使用采集线与电池并接，避免线长引起的测量误差；同时，采集模块与蓄电池之间通过导线并联安装，不对主回路产生影响，接口具有保护，确保设备不影响电池安装简单、维护方便；单个模块损坏或更换不影响整组使用。
[0035]4、本申请具有单体蓄电池电压、温度、内阻，蓄电池组端电压，充放电电流，环境温度，电池组母线脱离等监测功能，参数异常时告警，数据采集快速准确，功能多样，保障了蓄电池可靠稳定运行。
附图说明
[0036]构成本申请的一部分的附图用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池单体在线监测系统，其特征在于，包括：蓄电池组信息显示模块、多个单体蓄电池采集模块和多个蓄电池组管理模块，所述多个单体蓄电池采集模块之间依次通讯连接，且所述多个单体蓄电池采集模块的首尾两个单体蓄电池采集模块通讯接入蓄电池组管理模块，所述多个蓄电池组管理模块和蓄电池组信息显示模块通讯连接，其中：所述单体蓄电池采集模块，用于采集单个蓄电池的至少电压、内阻和温度的单电池监测数据，并将所述单电池监测数据发送给蓄电池组管理模块；所述蓄电池组管理模块，用于采集至少电池组充放电电流、电池组组端电压、电池组母线电压、电池组环境温度的电池组监测数据以及所述单电池监测数据，并将电池组监测数据以及所述单电池监测数据发送给蓄电池组信息显示模块；蓄电池组信息显示模块，用于显示所述电池组监测数据以及所述单电池监测数据。2.如权利要求1所述的蓄电池单体在线监测系统，其特征在于，所述多个单体蓄电池采集模块之间，单体蓄电池采集模块与蓄电池组管理模块之间，以及蓄电池组管理模块和蓄电池组信息显示模块之间均通过RS485通讯连接。3.如权利要求1所述的蓄电池单体在线监测系统，其特征在于，所述单体蓄电池采集模块包括电压采集单元、温度采集单元、内阻采集单元、模块地址设置单元、模块通讯单元以及第一微控制器单元，所述电压采集单元、温度采集单元、内阻采集单元、模块地址设置单元、模块通讯单元均与第一微控制器单元相连接，其中：所述电压采集单元采用基于运算放大器的电压放大电路采集电池电压，所述电压放大电路通过ADC芯片连接第一微控制器单元；所述温度采集单元采用NTC温度传感器；所述内阻采集单元为恒流电路；所述模块地址设置单元为拨码开关；所述模块通讯单元为一路RS485通讯芯片两个并联出口；所述第一微控制器单元为单片机处理器。4.如权利要求3所述的蓄电池单体在线监测系统，其特征在于，所述电压采集单元、内阻采集单元采用四线制方式。5.如权利要求1所述的蓄电池单体在线监测系统，其特征在于，所述蓄电池组管理模块包括第二微控制器单元和与第二微控制器单元电连接的无源干接点单元、地址设置单元、RS485通讯单元、环境温度采...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志，夏军根，童建平，贾灵球，邓高剑，
申请(专利权)人：杭州浙畅电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：