[实用新型]后备电源用阀控电池组智能控制系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种后备电源用阀控电池组智能控制系统，属于VRLA铅酸蓄电池状态监控技术领域。

背景技术：

目前，VRLA铅酸蓄电池得到广泛推广应用，在电力、通讯、铁路等领域逐步取代传统蓄电池。与富液型铅酸电池相比，VRLA具有体积比能量大、放电性能好、维护工作量小等优点。根据现场实际使用情况，由于多方面的原因，VRLA电池在运行过程中出现漏液、变形、短时间内容量衰减以至失效的现象，严重影响了电源系统的运行可靠性。从电池装配完成注入硫酸后，电池就一直不断地在起着化学物理变化，随电池质量和运行条件的差异，电池失效的情况千差万别。准确预知电池的失效是电池应用历史上一直倍受关注的问题。电池的可测参数电流、电压、温度、内阻等都可用来估计或修正SOC，但由于这些电池参数与SOC之间的关系复杂而又非线性，电池荷电状态（SOC）的长期精确预测是非常困难的。通常SOC预测方法有放电测试法、内阻法、开路电压法、安时法、智能神经网络法和模型法等。以内阻测量为基础的许多商业化的电池状况监测仪器已经被广泛应用，但是，人们过高估计了内阻测量方法的作用，因为阀控铅酸电池存在着许多复杂的失效机制，而内阻测量结果也只能提供一些电池使用早期的预报信息。在电池剩余容量高于4 0%时，电池的内阻(它包含了欧姆内 阻和部分浓差极化内阻)几乎是相同的；只是在低于40%时，其内阻才迅速增加。即密封铅蓄电池在使用过程中(电池容量高于80%)，其内阻改变很小；一旦电池内阻有了显著变化，则电池的寿命也即告终止了。在电池剩余容量与内阻之间 没有找到严格的数学关系；目前的内阻测试方法有交流法和直流法，但在电力系统中测量的精确性较差，而却是设备成本构成的重要部分，使得广泛推广成为障碍，目前，存在的问题是根据测量的内阻判断电池的好坏，无法给出准确的容量信息。

变电站需要人工对电池定期核对容量，费时、费力，由于有人员因素，可能会造成测试数据存在误差，而且，对于只有单组电池的系统，全放电检测对变电站是很危险的。

实用新型内容：

本实用新型目的是提供一种后备电源用阀控电池组智能控制系统，将电池主动均衡、电池容量快速检测、电池健康度检测于一体，替代只能检测电池电压的电池巡检仪，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：后备电源用阀控电池组智能控制系统，包含若干个电压检测及均衡模块、一个电池参数检测模块、一个主控模块，若干个电压检测及均衡模块、一个电池参数检测模块匹配设置，分别通过通讯隔离、数据总线与一个主控模块连接。

所说的通讯隔离是采用光偶实现隔离。

电池在浮充状态下，电压检测及均衡模块保证电池浮充电压的一致，确保所有电池的充电态处于同一水平，这是以下容量检测的基础，因为不均衡的电池组各个电池之间没有可比性，可能得出错误结论。在对电池进行检测时，只是关闭直流屏交流电源，不必脱开电池，使电池处于正常放电状态，经过15-20分钟的短期放电，在此过程中，记录电池的电压、电流、温度等参数，根据构造的电池数学模型即可准确预测电池的容量和健康度。

定期对电池进行浅充浅放可起到对蓄电池活化的作用，可以避免长期浮充造成极板钝化，电池容量降低。

电压检测及均衡模块作用：实时检测各个单电池的电压；主动均衡各个单体电池电压，使单体电压达到均衡。

电池参数检测模块作用：实时监测电池组电池有关的参数：电池组总电压﹑电池充放电电流、环境温度、电池状态、充放电容量。

主控模块作用：是一个人机交互系统，与电压检测及均衡模块、电池组参数检测模块通讯，取得电池数据进行分析；根据总电压和电流对电池组的放电自动探测，并储存这些放电过程数据，计算电池的有效容量和电池的健康度，以适当方式显示并当地存储，以备查询回放；配有触摸屏显示模块，可实时显示检测数据并进行人机交互，参数设置等；根据配置不同，能够存储3-12个月的报警数据和电池组数据；配备与上位机的通讯接口，通过电力系统的IEC61850协议实时上传数据。

较佳的实施方式：每个电压检测及均衡模块检测、均衡八个相邻的串联电池，根据主控模块发来的指令，将检测的电池数据上发到主控模块。主控模块通过与电压检测及均衡模块的串口通讯，取得全部电池的电压，并计算电压的平均值、最大值、最小值。根据上述值给各个子单元发布平均电压信息，电压检测及均衡模块根据主控模块发布的电池平均电压确定是否启动DC/DC均衡电路,最终达到整组电池的均衡。

主控模块通过与电池参数检测模块的通讯取得电池组参数，如：总电压、充放电电流、容量、环境温度等。