CAT蓄电池卡特电瓶健康状态变化趋势综合监测系统

摘要：蓄电池健康状况直接影响在市电断电时，UPS电源的继续供电时间，本体系首要研究蓄电池状况改变趋势的继续归纳监测，提前发现不良电池，防止影响列车行车安全。

关键词：蓄电池健康状况；趋势归纳监测

1布景技能

近几年，跟着铁路运行速度的不断进步，铁路信号设备对供电电源的质量要求也越来越严格，所以在铁路信号电源体系中开始很多使用UPS电源以保证不间断供电功用并进步供电质量。

2解决方案

本体系提供的蓄电池健康状况改变趋势归纳监测设备包含：蓄电池在线监测主机、第一组蓄电池参数单元、第二组蓄电池参数单元、显现屏、键盘、电源和监测站机；其间：蓄电池在线监测主机别离与第一组蓄电池参数模块、第二组蓄电池参数模块、显现屏、键盘、电源和监测站机相连接。

监测站机为上位监测计算机，选用工控机，其与蓄电池在线监测主机通讯。

蓄电池参数模块包含微操控单元、电压收集单元、内阻收集单元、温度收集单元、均衡活化单元、通讯单元和漏液检测单元，其间：微操控单元别离与电压收集单元、内阻收集单元、温度收集单元、均衡活化单元、通讯单元和漏液检测单元相连接，通讯单元经过通讯总线与蓄电池在线监测主机连接；内阻收集单元由电子开关及电流检测器组成。

3具体施行方法

下面结合附图和具体施行例对本体系提供的蓄电池健康状况改变趋势归纳监测设备进行具体阐明。

蓄电池在线监测主机1为本设备的核心处理器，选用ARM处理器，担任集中剖析处理蓄电池的各项数据，实现蓄电池均衡保护管理，并可经过现场总线将蓄电池参数上传到监测站机7。

显现屏4用于实时显现单体蓄电池的电压、内阻和温度在内的数据，以及蓄电池作业状况、渗漏状况；

键盘5用于切换显现两组蓄电池的数据信息；

电源6用于为本监测设备中各用电部件提供作业电能；

监测站机7为上位监测计算机，选用工控机，其与蓄电池在线监测主机1通讯，实时获取并存储各单体蓄电池的数据，依据需要，制作单体蓄电池的改变趋势图，使用算法，识别出前期失效蓄电池，实现预防修理。

如图2所示，蓄电池参数模块包含微操控单元（MCU）8、电压收集单元9、内阻收集单元10、温度收集单元11、均衡活化单元12、通讯单元（13）和漏液检测单元14，其间：微操控单元8别离与电压收集单元9、内阻收集单元10、温度收集单元11、均衡活化单元12、通讯单元13和漏液检测单元14相连接，通讯单元13经过通讯总线与蓄电池在线监测主机1连接；

内阻收集单元10由电子开关及电流检测器组成，经过微操控单元8操控进行蓄电池内阻测验。单次内阻测量时间在5ms完结，脉冲电流2~5A。

如图3所示，均衡活化单元12包含单体电池电压采样电路15、差错放大器16、均衡算法计算器17、逻辑操控器18、过压比较器19、欠压比较器20、DC/DC双向变换器21和过流比较器22；单体电池电压采样电路15与差错放大器16、过压比较器19和欠压比较器20相连；差错放大器16依次与均衡算法计算器17、逻辑操控器18、DC/DC双向变换器21和过流比较器22相连接；均衡算法计算器17与微操控单元8相连接；逻辑操控器18一起与过压比较器19、欠压比较器20和过流比较器22相连接。

本体系提供的蓄电池健康状况改变趋势归纳监测设备的作业原理如下：使用蓄电池参数模块中的电压收集单元9、内阻收集单元10和温度收集单元11别离选用各蓄电池的电压、内阻和温度数据，然后传送给微操控单元8，之后微操控单元8将上述数据经通讯单元13及通讯总线上传至蓄电池在线监测主机1，蓄电池在线监测主机1内嵌蓄电池剖析模型，经过对蓄电池电压、内阻及温度的归纳剖析，判断出当时蓄电池的状况，当得出蓄电池处于欠充或过充状况时，依据均衡操控算法计算蓄电池组的均衡度，生成在线均衡指令，之后下发指令到第一组蓄电池参数单元2中的对应的蓄电池参数模块和第二组蓄电池参数单元3中的对应的蓄电池参数模块，蓄电池参数模块中的微操控单元8将上述指令数据传送给均衡活化单元12中的均衡算法计算器17。

过压比较器19独立监测单体蓄电池的端电压，发现单体电池端电压过电压时，给逻辑操控器18宣布信号、停止均衡进程中的的充电功用，防止长时间过充电损坏单体电池，一起报警提示。

欠压比较器20独立监测单体蓄电池的端电压，发现单体电池端电压欠电压时，给逻辑操控器18宣布信号、停止均衡进程中的放电功用，防止长时间过放电损坏单体电池，一起报警提示。

过流比较器22独立监测均衡进程中的充电或放电电流，如充电或放电电流超越预定值，则立即给逻辑操控器18宣布信号、停止均衡进程中的充电或放电进程，保证不超越预定电流值，防止电路失控对电池及电路造成的损害，一起对外报警提示。

4结束语

本体系提供的蓄电池健康状况改变趋势归纳监测设备具有如下有益效果：

1）在线、独立、实时测验并显现蓄电池的电压值、温度、电流、内阻；2）选用共同的小电流蓄电池内阻测量技能，防止大电流放电对电池本身造成影响，且准确直观；3）建立模型依据数据剖析蓄电池组健康状况，预估电池的健康状况趋势，剩余荷电容量及使用寿命；4）经过均衡操控电路及算法，实现电池组内所有单体蓄电池的电压、容量的主动均衡，也就是经过主动均衡这种日常保养的保护方法使单体蓄电池时间处于均衡健康状况，一起防止过充电、欠充电问题，然后最大限度的进步蓄电池的使用寿命。