蓄电池监测装置的研究

图3-2 高共模采样电路

3.3内阻模块设计

内阻模块与系统的分布式结构相适应，接受检测模块的调度。用于向电池组注入内阻测量的激励信号。

内阻模块的设计主要研究解决以下4方面问题：

1）受控 波形和频率受采样模块CPU控制，可以工作在设计范围内的任意频率点和不同波形。

2）稳定性和准确性 要保持长期工作的时间稳定性和温度稳定性，模块之间可以互换。

3）独立性 激励信号不受电池充放电回路的影响。

4）工作范围宽 能够在电池组的最低放电下限和最高充电上限范围内正常工作。

以上要求主要体现在硬件电路设计中。

3.4控制模块设计

控制模块用于数据传输、处理和人机界面操作，具有远程（集中）管理RS-485（RS-232）接口、检测模块控制口、操作键盘、显示面板、声光报警及报警输出接点。控制单元实时显示电池数据，智能分析数据，对异常的电池运行情况进行及时报警。通过总线结构控制检测模块工作，收集检测模块采集的数据。本单元对发生的事件进行判断处理并发出声光报警，完成数据的通讯、存储和查询功能，这些功能供运行人员进行现场事件处理使用。

四、监测装置应用

在本文的研究过程中，监测装置在电信48V直流系统、电力220V直流系统和石油化工400V不间断电源系统3种典型的阀控铅酸蓄电池应用场合得到实际应用，验证了技术方案的合理性。

以电信局站直流系统为例，电池应用有以下特点：

1、48V系统，每组由24只2V单体电池串联，一般2组电池。

2、大容量电池，摆放合理，运行环境较好。

3、难于进行周期性容量核对放电。

4、一般有备用油机，停电后一段时间即启动油机，电池容量下降的问题更难及时发现。

5、电池数据可通过动力环境集中监控系统传送至中央控制室。

电池监测采用了1个控制模块带2个采样模块和2个内阻模块，该系统接入动力环境集中监控系统，与中心控制室联网。

根据阀控铅酸电池的一般使用情况和监测管理的目的，监测装置的设计主要考虑以下几个方面：

1）浮充电压测量 电池的运行参数主要受充电机的控制，尤其是电池的浮充电压，直接影响电池的浮充使用寿命。浮充电压的相对差异很小，要求测量电路具有高准确度；电池组串联后的高电压要求电路具有抗高共模性能。

2）电流监测 检测电池充电，放电，电流值。

3）环境温度（或标样电池温度）监测。

4）内阻测量 在线测量每个单电池的内阻值。

5）模块结构 系统要满足蓄电池应用的大部分应用场合，包括电信、电力、UPS等不同电池配置的应用。可以根据电池的不同数量、不同规格和不同的摆放形式来灵活配置，便于现场安装与维护。

6）网络化设计，网络化和信息化是电子设备的发展趋势，系统设计要有通讯接口和多种网络方案。要适于远程管理和集中监控。

7）可靠性 检测装置应用于对可靠性要求很高的场合，要求装置长期稳定工作。

8）电磁兼容 检测装置应对用户设备不能产生任何附加干扰，保证用户设备同监测系统共同长期稳定工作。同时还要求装置具有较强的抗干扰能力，在大功率电源装置投切时保持稳定。