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        現(xiàn)代社會不能停電的場合越來越多，很多關(guān)鍵設(shè)備都配置了應(yīng)急后備電源，防止市電突然中斷時(shí)關(guān)鍵設(shè)備斷電而造成事故。目前常用的后備電源主要有通信電源、UPS、EPS、直流操作電源、高壓直流電源等，基本都還是采用閥控式密封鉛酸蓄電池作為應(yīng)急儲能設(shè)備。
        閥控式密封鉛酸蓄電池屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，使用過程中容易發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸。
        閥控式密封鉛酸蓄電池是電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置，對使用環(huán)境的溫度、充放電電壓、電流、時(shí)間、頻率、電池組的一致性及安裝和存放等都有嚴(yán)格的要求，實(shí)際使用中很容易發(fā)生電池故障。包括：硫化、干涸、爬酸、漏液、鼓脹變形、內(nèi)部短路、開路、連接松動(dòng)、熱失控等。最終導(dǎo)致電池容量下降，壽命縮短。嚴(yán)重時(shí)還可能引起火災(zāi)和爆炸。
        后備電源中蓄電池一般都是成組使用，并采用長期在線浮充方式運(yùn)行，電池組本身為非智能啞設(shè)備幾乎沒有任何故障預(yù)警、告警和自我保護(hù)功能。被動(dòng)接受充電和放電。目前幾乎所有類型的后備電源都只對整組電池進(jìn)行簡單的充放電管理，電源本身并不了解電池組的具體情況，尤其是單體電池狀況。而電池組是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中任何一節(jié)電池發(fā)生故障輕則會逐步拖垮整組電池，嚴(yán)重時(shí)會使電池組提前退出運(yùn)行而導(dǎo)致失電事故，甚至還可能導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸事故。為了確保關(guān)鍵設(shè)備的供電安全，必須針對后備電源中的蓄電池組進(jìn)行嚴(yán)格的日常檢測和維護(hù)。蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)就是為了代替和減少人工巡檢工作量，提高蓄電池日常檢測和維護(hù)水平而慢慢發(fā)展起來的。
        隨著智能社會的快速發(fā)展，應(yīng)急后備電源市場每年都在快速增長，越來越多的蓄電池組需要檢測和維護(hù)。到目前為止還有大量的蓄電池缺乏智能檢測和維護(hù)手段，需要大量的人工巡檢和維護(hù)，由于人工巡檢的及時(shí)性和準(zhǔn)確性無法保證，還有很多電池組雖然安裝了電池監(jiān)測系統(tǒng)但監(jiān)測的指標(biāo)不全面，檢測精度不符合要求無法及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障電池，存在安全隱患，每年都有很多由于電池故障而引發(fā)的供電安全事故。因此有很多行業(yè)都在制定蓄電池在線監(jiān)測產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，積極推動(dòng)蓄電池在線監(jiān)測產(chǎn)品向更準(zhǔn)確、更智能、更高效的方向發(fā)展。

       1、 實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能管理；
       2、 掌控安全風(fēng)險(xiǎn)；
       3、 簡化蓄電池日常維護(hù)工作；
       4、 減少電池故障，延長電池壽命。

        早期加裝在后備電源蓄電池組上對電池組總電壓、充放電電流和各單體電壓進(jìn)行監(jiān)測，可以大量減少人工巡檢過程中對單體電壓測量工作，同時(shí)在電池充放電過程中對過充電和過放電進(jìn)行告警。
主要是作為人工巡檢工作的輔助工具存在。
       實(shí)現(xiàn)方式是在電池組上加裝單體電壓采集模塊、霍爾電流傳感器和具有液晶顯示的現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)，總電壓一般采用單體電壓累加方式獲取。監(jiān)測數(shù)據(jù)就地顯示，現(xiàn)場聲光告警。一般不統(tǒng)一組網(wǎng)監(jiān)測，有些也會接入到動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中。
       存在的問題主要是功能過于簡單，智能化程度不高，誤告警較多，單體監(jiān)測模塊基本都采用集中式模塊（一組電池一個(gè)集中模塊或一個(gè)集中模塊監(jiān)測多節(jié)電池），電壓采集線纜必須采用耐壓等級足夠的阻燃線，并且在線纜前端5公分處采用一次性過流保險(xiǎn)進(jìn)行隔離，防止短路。使用安裝和后期維護(hù)比較復(fù)雜。
這個(gè)產(chǎn)品存在的時(shí)間很長到現(xiàn)在有十幾年時(shí)間了，目前還有很多后備電源設(shè)計(jì)上都帶有蓄電池智能巡檢儀。

        蓄電池內(nèi)阻監(jiān)控系統(tǒng)是從蓄電池巡檢儀升級發(fā)展起來的，在原來總電壓、電流、各單體電壓監(jiān)測的基礎(chǔ)上增加了蓄電池單體內(nèi)阻和溫度指標(biāo)的監(jiān)測，并實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一組網(wǎng)監(jiān)測功能。單體電池監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)方式上也由原來的集中模塊發(fā)展到單節(jié)電池監(jiān)測模塊（每節(jié)電池一個(gè)監(jiān)測模塊），在現(xiàn)場安裝和后期維護(hù)方面簡化了很多，總電壓一般也是采用單體電壓累加方式獲取。
        電池內(nèi)阻是判斷電池故障和容量可靠性的重要指標(biāo)，可以在浮充狀態(tài)下進(jìn)行測試，對長期浮充電池而言電池內(nèi)阻監(jiān)測非常重要，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了單體溫度監(jiān)測可以監(jiān)測電池發(fā)熱現(xiàn)象，有效預(yù)防電池?zé)崾Э?，防止因電池過熱而引起火災(zāi)事故。該系統(tǒng)提供后臺監(jiān)控分析軟件，可以對被測電池進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、智能管理和數(shù)據(jù)分析。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程告警和電池故障分析功能。
       因此蓄電池內(nèi)阻監(jiān)控系統(tǒng)也就成為了蓄電池巡檢和維護(hù)的重要輔助決策工具。
       但是蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展比較緩慢，主要原因是內(nèi)阻屬于微小參數(shù)，需要進(jìn)行高精密測量，尤其在電池組浮充時(shí)測量內(nèi)阻會受到充電機(jī)紋波干擾，內(nèi)阻監(jiān)測的難度大大增加。實(shí)際上真正能準(zhǔn)確測量電池內(nèi)阻的在線監(jiān)測系統(tǒng)非常少。大多數(shù)內(nèi)阻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)阻測量精度不符合要求，不能真實(shí)測量電池內(nèi)阻。反而影響維護(hù)決策。同時(shí)由于抗干擾能力不足經(jīng)常發(fā)生誤告警。
        采用單節(jié)電池監(jiān)測模塊雖然簡化了安裝，但是通信時(shí)間大大增長，整組電池?cái)?shù)據(jù)刷新率下降，數(shù)據(jù)的及時(shí)性變差，在監(jiān)測的電池?cái)?shù)據(jù)較多時(shí)，會產(chǎn)生延遲告警現(xiàn)象，尤其是在充放電時(shí)由于數(shù)據(jù)采集不同步，無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)分析。
        大多數(shù)單節(jié)電池監(jiān)測模塊采用被測電池供電，會導(dǎo)致電池一致性變差，還會使電池長期小電流放電而損傷，沒有浮充的電池更會因長期小電流放電而報(bào)廢。在內(nèi)阻測試時(shí)需要對電池進(jìn)行放電操作，監(jiān)測模塊本身需要做過壓、過流、短路和過溫保護(hù)，否則容易引發(fā)安全事故。
        基本上還需要進(jìn)行放電或容量試驗(yàn)來最終判斷電池故障和容量的可靠性。

       蓄電池在線監(jiān)測及自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)是目前蓄電池智能監(jiān)測和維護(hù)產(chǎn)品發(fā)展的最新階段，在解決蓄電池內(nèi)阻監(jiān)控系統(tǒng)存在的諸多問題的基礎(chǔ)上增加了危害比較大極柱漏液（容易引起火災(zāi)）監(jiān)測功能，鼓脹變形監(jiān)測功能、在線自動(dòng)均衡維護(hù)功能、遠(yuǎn)程放電維護(hù)功能，智能專家分析軟件系統(tǒng)，自動(dòng)提供維護(hù)建議功能。監(jiān)測指標(biāo)更加全面，性能更加穩(wěn)定。并進(jìn)一步向自動(dòng)化維護(hù)方面進(jìn)行發(fā)展。
        逐漸成為蓄電池巡檢和維護(hù)不可缺少的重要手段。
        蓄電池在線監(jiān)測及自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測功能更加全面包括電池組充放電狀態(tài)、總電壓、充放電電流、環(huán)境溫度、各單體電池電壓、內(nèi)阻、極柱溫度、極柱漏液、鼓脹變形、剩余容量（SOC）、放電可持續(xù)時(shí)間（SOH）、電池均衡度（電壓、內(nèi)阻、溫度），總電壓不再采用單節(jié)累加方式，而是直接采集總電壓。
采用電子高精密測量技術(shù)，基礎(chǔ)電壓測量精度可以達(dá)到微伏級別，能真正準(zhǔn)確測量電池內(nèi)阻，針對性的抗干擾電路設(shè)計(jì)結(jié)合多種內(nèi)阻測試模式，解決了浮充狀態(tài)下內(nèi)阻測試難題。內(nèi)阻測量精度可以通過千分之一的標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行驗(yàn)證。
        單節(jié)電池監(jiān)測模塊不再采用被測電池供電，而是采用不間斷電源手拉手獨(dú)立供電，和通信線纜一起采用六芯阻燃線連接。
        配置高速集中采集模塊來提高數(shù)據(jù)的刷新率，保證整組數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步性。
        具有過壓、過流、過溫、短路、反接保護(hù)功能，確保系統(tǒng)本身安全可靠。
        實(shí)現(xiàn)了在線自動(dòng)均衡維護(hù)功能，在浮充狀態(tài)下對電池組進(jìn)行在線自動(dòng)均衡維護(hù)，對欠充電池自動(dòng)進(jìn)行限壓小電流補(bǔ)償充電，保持電池組電壓的一致性，防止電池長期欠充硫化或長期過充失水。從而減少電池故障，延長電池壽命。
        可以在電池極柱周圍安裝布置電池極柱漏液傳感器，準(zhǔn)確監(jiān)測并定位漏液故障電池，并能定位到漏液極柱。
        可以在電池表面安裝鼓脹變形傳感器，監(jiān)測電池鼓脹變形情況。
        配置遠(yuǎn)程放電設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線放電維護(hù)和核容試驗(yàn)。目前遠(yuǎn)程放電技術(shù)主要有三種方案，第1種是配置假負(fù)載，通過控制假負(fù)載進(jìn)行放電，充電仍然采用后備電源本身充電模塊，這種方案放電時(shí)需要將電池組脫離系統(tǒng)離線進(jìn)行，還會產(chǎn)生大量熱釋放，現(xiàn)場需要有人監(jiān)督，安全風(fēng)險(xiǎn)很高。第2種是配置全在線充放電設(shè)備，采用實(shí)際負(fù)載放電，充電采用后備電源本身充電模塊，需要將設(shè)備串入主回路，原理是抬升或降低直流母線電壓，使電池組對實(shí)際負(fù)載放電或使充電模塊對電池組充電。相對第一種方案要安全些并且發(fā)熱小，電能不損失。但成本比較高，并且采用實(shí)際負(fù)載放電，所以不能實(shí)現(xiàn)恒流放電測試。由于設(shè)備需串入主回路也存在較高的安全隱患。第3種是采用逆變技術(shù)將電池的放電能量逆變成交流電回饋到電網(wǎng)，充電也是采用電源本身充電模塊，這種技術(shù)現(xiàn)場基本沒有發(fā)熱情況，但放電時(shí)也需要將電池組脫離系統(tǒng)，仍然存在安全隱患。成本也很高。綜上所述遠(yuǎn)程充放電維護(hù)技術(shù)目前還不夠成熟，處于研究探討階段，建議用戶在選擇時(shí)注意評估安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)注意的是放電測試主要是通過分析電池電壓數(shù)據(jù)分析，充放電時(shí)電壓數(shù)據(jù)變化比較快，必須解決好數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性問題。如果電壓采集速度不夠，數(shù)據(jù)同步性差，容易產(chǎn)生掉電事故，數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可靠性差?，F(xiàn)階段蓄電池在線監(jiān)測及自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)現(xiàn)階段還是要加強(qiáng)專家分析系統(tǒng)的功能，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，準(zhǔn)確判斷電池故障和健康狀況。盡量減少放電測試工作。
云平臺架構(gòu)的監(jiān)控分析軟件，可以實(shí)現(xiàn)對被測電池的統(tǒng)一監(jiān)控和智能管理，并配有手機(jī)APP，支持微信、短信、郵件方式進(jìn)行告警推送，更加智能高效。該軟件還具備智能專家分析系統(tǒng)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析并提供維護(hù)建議，指導(dǎo)下一步的電池維護(hù)工作（加固、充放電、更換、淘汰等）。

       專家分析系統(tǒng)進(jìn)一步完善并前置，開發(fā)更多的自動(dòng)維護(hù)功能，進(jìn)一步提高電池檢測和維護(hù)的自動(dòng)化水平。
增加蓄電池組充放電管理功能，實(shí)現(xiàn)電池組真正科學(xué)智能管理，成為后備電源的不可缺少的部分。使電池組的充放電過程更加科學(xué)合理，讓電池組使用過程更加安全、可靠、長壽。讓后備電源真正成為貨真價(jià)實(shí)的智能電源。

現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)：每個(gè)主機(jī)可監(jiān)控1~4組電池。不小于7寸彩色觸摸液晶顯示。支持現(xiàn)場對監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、更改、及刪除，現(xiàn)場手動(dòng)內(nèi)阻測試操作，具有電源、通訊、設(shè)備故障、越線報(bào)警指示燈。具備1路環(huán)境溫度監(jiān)測接口，負(fù)責(zé)環(huán)境溫度監(jiān)測。蓄電池組對外放電時(shí)能估算并給出電池的百分比容量（SOC）和放電可持續(xù)時(shí)間(SOH)。配備SD卡實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)存儲。具有聲光告警（可消音），通信接口：1路RJ45、1路上行RS485，4路下行RS485，1路干接點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通信協(xié)議。工作電源DC12V。
高速集中采集模塊:每組電池配置一個(gè)，用加速集中收集各單節(jié)采集維護(hù)模塊數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)向現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)傳送。不管多少節(jié)電池保證可以在5秒時(shí)間內(nèi)全部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步性。具有1路電流監(jiān)測接口，可以監(jiān)測電池組充放電電流。具有1路上行RS485接口。工作電源12V。
單體監(jiān)測維護(hù)模塊：每個(gè)模塊監(jiān)測1節(jié)電池，采集電池單體電壓、內(nèi)阻、極柱溫度、極柱漏液和自動(dòng)均衡維護(hù)。模塊之間采用手拉手環(huán)形通信方式，具有自動(dòng)編號功能，安裝時(shí)無需逐一手動(dòng)編號。采用不間斷電源手拉手獨(dú)立供電，和通信線纜一起采用六芯阻燃線連接。
采集維護(hù)線纜：標(biāo)準(zhǔn)配件（阻燃），每個(gè)單體監(jiān)測維護(hù)模塊配置1束。
極柱溫度傳感器：監(jiān)測電池極柱溫度。
霍爾電流傳感器：監(jiān)測電池組充放電電流。
極柱漏液傳感器：布置安裝在電池極柱周圍，負(fù)責(zé)監(jiān)測電池極柱漏液。
鼓脹變形傳感器：布置安裝在電池外殼表面，負(fù)責(zé)監(jiān)測電池鼓脹變形。
電源適配器：AC220V/DC12V或DC48/DC12V或DC220/DC12V;根據(jù)現(xiàn)場情況選擇配置。
監(jiān)控平臺軟件：采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，網(wǎng)頁方式瀏覽，支持云服務(wù)，響應(yīng)速度快，人機(jī)界面友好。監(jiān)控分析軟件功能強(qiáng)大，可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分類、自動(dòng)生成柱狀圖、趨勢圖，并可自定義生成報(bào)表，具備智能專家分析系統(tǒng)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析并提供維護(hù)建議。

1、 組網(wǎng)：將蓄電池組納入動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)也能獨(dú)立組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對蓄電池組的全面監(jiān)測和統(tǒng)一智能管理。
2、 告警和預(yù)警：及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池故障并發(fā)出告警，智能分析提前預(yù)警。
3、 在線自動(dòng)均衡維護(hù)：在浮充狀態(tài)下對電池組進(jìn)行在線自動(dòng)均衡維護(hù)，對欠充電池自動(dòng)進(jìn)行限壓小電流補(bǔ)償充電，使每節(jié)電池始終處于最佳活性狀態(tài)，保持電池組電壓均衡，防止電池長期欠充硫化或長期過充失水。從而減少電池故障，延長電池壽命。
4、 實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組充放電狀態(tài)、總電壓、充放電電流、環(huán)境溫度、各單體電池電壓、內(nèi)阻、極柱溫度、極柱漏液、鼓脹變形、剩余容量（SOC）、放電可持續(xù)時(shí)間（SOH）、電池均衡度（電壓、內(nèi)阻、溫度），總電壓直接采集。
5、 現(xiàn)場液晶顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、聲光告警、參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)內(nèi)阻測試、現(xiàn)場大容量數(shù)據(jù)存儲。
6、 通信接口及協(xié)議：1路上行RS485,1路干接點(diǎn)、1路以太網(wǎng)口、4路下行RS485 開放式標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議
7、 B/S架構(gòu)的后臺監(jiān)控軟件，網(wǎng)頁方式瀏覽、配置手機(jī)AAP。
8、 告警推送：支持郵件、短信、微信方式。
9、 軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示方式：列表（數(shù)據(jù)表格）和圖表（柱狀圖和趨勢圖），選擇任何一節(jié)電池參數(shù)可自動(dòng)生成24小時(shí)內(nèi)的歷史曲線圖。軟件具有權(quán)限管理、資產(chǎn)管理、告警管理、歷史數(shù)據(jù)查詢、分析、報(bào)表功能。具有智能專家分析系統(tǒng)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析并提供維護(hù)建議。
10、 高精度：采用電子高精密測量技術(shù)，基礎(chǔ)電壓測量精度可以達(dá)到微伏級別，能真正準(zhǔn)確測量電池內(nèi)阻，針對性的抗干擾電路設(shè)計(jì)結(jié)合多種內(nèi)阻測試模式，浮充狀態(tài)下準(zhǔn)確測量電池內(nèi)阻。內(nèi)阻測量精度可以通過千分之一的標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行驗(yàn)證。和福祿克或日置內(nèi)阻儀測試結(jié)果基本一致。
11、 高速集中采集：不管多少節(jié)電池保證可以在5秒時(shí)間內(nèi)全部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步性。
12、 獨(dú)立供電：采用不間斷電源手拉手獨(dú)立供電，和通信線纜一起采用六芯阻燃線連接。
13、 安全保護(hù)：具有過壓、過流、過溫、短路、反接保護(hù)功能，確保系統(tǒng)本身安全可靠。
14、 采用分布式架構(gòu)，每個(gè)現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)可同時(shí)監(jiān)控1~4組電池，每組最多300節(jié)；每節(jié)電池配置一個(gè)單體電池監(jiān)測維護(hù)模塊，模塊之間采用手拉手環(huán)形通信方式，能自動(dòng)編號，方便安裝和后期維護(hù)。

1、 蓄電池組充放電狀態(tài)監(jiān)測：（充電、放電、浮充）
2、 蓄電池組總電壓監(jiān)測：范圍0～600V 精度<0.2%
3、 充放電電流監(jiān)測：范圍0～1000A 精度<1%
4、 各單體電池電壓：范圍2V 1.5～3V 12V 8～16.5V 精度<0.05%
5、 各單體電池內(nèi)阻：范圍0～65535μΩ 測量精度<2% 重復(fù)精度<2%
6、 各單體電池溫度：-35℃～+125℃ 精度<0.5℃
7、 SOC精度：<10%
8、 SOH 精度：<10%
9、 數(shù)據(jù)刷新頻率<5S
10、 輸入絕緣電阻：≥10MΩ，600V
11、通訊參數(shù)：波特率（4800/9600/19200/38400bps）可設(shè)
12、 工作電源：外接 DC12V
13、 溫度：-20℃~60℃，濕度10%~80%，無冷凝
14、 各單體電池的漏液監(jiān)測：每個(gè)極柱周圍布置電池漏液傳感器，準(zhǔn)確定位極柱漏液電池。
15、 鼓脹變形監(jiān)測（選配）：每個(gè)電池表面配置一個(gè)電池鼓脹變形傳感器，監(jiān)測定位鼓脹變形電池。
16、 自動(dòng)均衡維護(hù)效果：電壓均衡度＜20mV

八、 蓄電池在線監(jiān)測及自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)