英威騰蓄電池MF800-2洛陽總代理

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功能特點：

本設計方案采用是交流注入法，就是用激勵信號加到電池兩端，檢測電池的響應電壓值、電流值及兩者的相位差，由阻抗公式R=U/I*cosθ計算出內阻值。其主要的檢測對象是9V-12V、10Ah-70Ah的閥控式密封鉛酸蓄電池，檢測系統(tǒng)是檢測蓄電池在線狀態(tài)下的內阻值、蓄電池當前電壓值、充電電流值以及機房的環(huán)境溫度。具體如下：

檢測蓄電池內阻值：分別檢測出蓄電池在三種狀態(tài)下的內阻值：在線放電狀態(tài)、在線浮充狀態(tài)、離線狀態(tài), 測量范圍在1mΩ-500 mΩ。

檢測蓄電池當前電壓值:實時檢測蓄電池于在線放電狀態(tài)、在線浮充狀態(tài)、離線狀態(tài)下的當前電壓值，測量范圍是1V-45V。

檢測蓄電池充電電流值：分別檢測蓄電池的在線充電狀態(tài)和浮充狀態(tài)下的電流值。

檢測環(huán)境溫度值：檢測蓄電池在機房工作的環(huán)境溫度。

技術指標：

在實現(xiàn)主要功能的情況下，各技術指標達到如下要求：

實時顯示三種檢測狀態(tài)下的內阻值，誤差<5 mΩ。

實時顯示三種檢測狀態(tài)下的電壓值，誤差<0.1V。

實時顯示在線充電和浮充狀態(tài)下的電流值，電流精度值達到毫安級。

實時顯示環(huán)境溫度值，誤差。

第三部分：可行性分析

設計思路：

電池的性能直接影響整個供電系統(tǒng)，而蓄電池內阻決定了電池性能的好壞，所以，對蓄電池工作狀態(tài)在線檢測將是必要的措施。

蓄電池內阻在線檢測系統(tǒng)能精確檢測電池的運行狀態(tài)參數(shù)和工作環(huán)境，然后把這些數(shù)據(jù)通過下位機的控制系統(tǒng)發(fā)送給PC 監(jiān)控系統(tǒng)，實行了智能化控制和管理，既保證了供電系統(tǒng)的可靠性又節(jié)省了一大筆費用。

應用的技術分析：

蓄電池內部結構特性的研究對本設計方案有著重要的促進作用，其中阻抗分析是電化學研究中的常用方法，也是電池性能研究和產(chǎn)品設計的必要手段。圖1是典型的鉛酸電池阻抗圖，可見其包括以下幾部分：

100Hz后體現(xiàn)的電感部分;

高頻電阻RHF，即超過100Hz 后的實部;

在0.1Hz 和100Hz之間的第一個小容性環(huán)(半徑R1);

低于0.1Hz 后的第二個大容性環(huán)(半徑R2)。

圖1 蓄電池阻抗譜圖

關于蓄電池阻抗譜圖，一般的解釋為：

超過100Hz 部分呈現(xiàn)的感性是電池內部幾何結構和連接部件的影響;

歐姆電阻RHF包含連接件電阻、隔膜電阻、電解液電阻和電極與硫酸鉛晶體結合面電阻;

小容性環(huán)與電極的孔率有關;

大容性環(huán)依賴于電極反應，其速率受Pb2+離子傳質速度限制。

通過以上的分析，可知內阻是蓄電池的重要參數(shù)之一，為此設計內阻檢測系統(tǒng)將是可行的。

本次設計團隊是一支優(yōu)秀的研究生團隊，其中指導老師早年獲得上海同濟大學博士學位，具有多年的項目開發(fā)經(jīng)驗;第一作者來自通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，曾多次參加電子設計大賽，并在化學專業(yè)獲學士學位，對電化學很了解，具有很強地電路設計能力。第二作者早年電子信息專業(yè)本科畢業(yè)，有著四年的項目開發(fā)經(jīng)驗，現(xiàn)就讀于信號與信息處理專業(yè)，在電路檢測、信號處理方面有著豐富的開發(fā)經(jīng)驗;第三作者同樣來自通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，有著扎實的電子理論基礎以及動手能力。所以，本團隊兼有該方案各方面人才，不僅具有電子設計方面的專業(yè)知識，而且在生化方面也有很深的理論基礎，不管在理論分析和實際操作方面都是很出色。

英威騰蓄電池MF800-2洛陽總代理

技術方案比較：

蓄電池內阻在線檢測方案大體上可分為直流放電法和交流注入法，直流放電法是在電池組兩端接入放電負載，測量電壓的變化(U1-U2)和電流值(I)計算電池的內阻蓄電池從浮充狀態(tài)切換到放電狀態(tài)，典型的電壓跌落過程如圖2所示。即停止充電后，電池回落到某平衡電位，接入放電負載后，電壓發(fā)生階躍變化。這樣，內阻的計算不能使用浮充電壓和放電工作電壓的差值來計算，使用開路平衡電位與放電工作電壓的差值時也不夠穩(wěn)定。因此，在放電過程改變電流可以克服平衡電位不穩(wěn)定的因素。采用式(2)，根據(jù)在不同電流(I1、I2)下的電壓變化(U1-U2)來計算內阻值。

 英威騰蓄電池檢查維護須知：
一 每月檢查的內容
1、目檢電池的外觀有無嚴重的變形連接條受腐蝕的情況著重檢查三個最容易漏液的部位極柱、氣閥、密封蓋。
2、測量電池組的浮充電壓、浮充電流。
3、測量電池組的環(huán)境溫度盡量保持在25℃為20℃。
4、特別留意領先或落后電池的單體電壓。
二、季度檢查的內容
1、每只單體電池的端電壓如電壓偏差值大于生產(chǎn)廠商提供的參數(shù)需進行均充。
2、每只單體電池的表面的溫度留意是否有過熱的電池。
三、每年檢查的內容
1、檢查連接螺釘?shù)木o固扭矩及連接狀況。
2、電池室的通風狀況
3、可做一次30-40深度的核對性放電測試。
六、浮充電壓的影響 浮充電壓對蓄電池的使用壽命有直接影響。高于推薦極限的浮充電壓會降低電池使用壽命。低于推薦的浮充電壓會導致電池容量不足。下表顯示未經(jīng)溫度補償后的浮充電 6 壓對蓄電池壽命的影響。

蓄電池廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、交通、通信等行業(yè)，一般用作后備電源在主電源發(fā)生故障或其它設備發(fā)生故障時應急使用，如果此時蓄電池失效或者容量不足就會造成重大事故和經(jīng)濟損失，后果不堪設想。對蓄電池運行參數(shù)進行在線檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時更換電池，將能確保整個供電系統(tǒng)連續(xù)正常工作。目前，國際上認為內阻是決定蓄電池性能好壞的標志;無論是蓄電池即將失效、容量不足或充放電不當，都能從蓄電池內阻值中反應出來。所以，對蓄電池內阻的研究將是電力部門最熱門的研究方向之一。

英威騰蓄電池MF800-2洛陽總代理

需求分析：

目前，閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池市場占有率是80-90%，生產(chǎn)廠商標定該種電池有10-15年的浮充壽命，但由于浮充電壓、環(huán)境溫度、正極板柵的腐蝕、失水、熱失控等等因素的影響，通常使用壽命只有是5-8年。經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的企業(yè)用戶對蓄電池維護甚少，很少有專門負責和維護蓄電池設備的部門;為了確保整個供電系統(tǒng)能夠無故障運行，用戶通常在蓄電池使用3-5年就大批量地更換蓄電池組，實驗證明，在這些成批被更換掉的蓄電池中只有為數(shù)較少的電池產(chǎn)生了失效或容量不足，造成了系統(tǒng)虧電，而絕大部分蓄電池只達到使用壽命的一半時間，這將是很大的資源浪費。因而，如果能在機房里事先檢測到蓄電池的運行狀態(tài)，判斷出性能好壞，及時發(fā)現(xiàn)問題及時更換蓄電池，這不但能預防斷電事故的發(fā)生、增強整個供電系統(tǒng)的健壯性，而且還能給企業(yè)節(jié)省一大筆費用。

國內外研究現(xiàn)狀：

對蓄電池的研究主要集中在國外的蓄電池生產(chǎn)企業(yè)，以美國Alber 公司和日本HIOKI公司為主流生產(chǎn)企業(yè)其技術含量已經(jīng)達到國際頂尖水平;國內廠家的研究主要集中在對直流放電法的研究，但該方法采用大電流放電的方式，安全性較差，對蓄電池的損傷較大;交流注入法是國際上研究最多的一種測量蓄電池內阻的方法，該方法能精確測量蓄電池內阻，操作簡單，對電池無損傷，能夠在線檢測蓄電池運行狀態(tài)。

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