CN108061864A - 一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，该装置包括：采集模块，传输模块和监控模块；采集模块由低频信号发生器、恒流驱动器、滤波电路和控制电路组成，低频信号发生器发出交流信号，经恒流源驱动器使其输出交流信号给蓄电池，利用基于数字滤波器的监测方法或者同步检波方法提取内阻信号的变化情况，经A/D转换器，转换成数字信号传送给单片机进行处理，单片机实现对蓄电池监测的切换；传输模块对采集模块采集到的数据进行无线传输；监控模块由无线接收装置和LCD显示装置组成，接收传输模块无线传输的数据，将实时显示测量数据和数据上传至上位机。本发明在保持蓄电池在线的情况下，准确的测量蓄电池的内阻。
Description
技术领域
本发明一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，属于蓄电池监测领域。
背景技术
目前变电站通信电源系统主要由交流输入，整流模块，监控模块，直流输出和蓄电池供电系统等组成。蓄电池供电系统是通信电源系统的很重要的一个组成部分，对蓄电池的维护也是日常工作很重要的一个组成部分。而且在运行一段时间后，电池组中个别电池性能变差，进而失效，造成电池组整体性能下降，导致整个系统的可靠性降低，一旦直流供电中断，蓄电池组无法提供足够的保障，将造成不可挽回的损失，因此有必要对单体蓄电池的运行状态进行实时在线监测。单体蓄电池的各项运行状态指标包括：蓄电池的电压、电流、温度和内阻等各项数据，其中蓄电池的内阻与蓄电池本身的性能有着极为密切的关系，其内阻的变化能够真实的反应蓄电池的性能变化，为蓄电池的运行、维护提供精确地信息保障。
对蓄电池内阻的测量有很多种方法，但由于蓄电池都是处于正常运行状态下，因此需要找到一种方法既可以准确的测量蓄电池的内阻又避免了对现有通信电源系统和蓄电池的影响。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种简单易行的阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，实现蓄电池智能在线监测。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置包括：采集模块，传输模块和监控模块；
所述采集模块并联在蓄电池两端，传输模块在每个采集模块上进行集成，监控模块负责接收并显示数据，采集模块，传输模块，监控模块之间通过无线传输数据；
所述采集模块由低频信号发生器、恒流驱动器、滤波电路和控制电路组成，低频信号发生器发出交流信号，经恒流源驱动器使其输出交流信号给蓄电池，利用基于数字滤波器的监测方法或者同步检波方法提取内阻信号的变化情况，经A/D转换器，转换成数字信号传送给单片机进行处理，单片机实现对蓄电池监测的切换；
所述传输模块，用于对采集模块采集到的数据进行无线传输；
所述监控模块由无线接收装置和LCD显示装置组成，接收传输模块无线传输的数据，将实时显示测量数据和数据上传至上位机，上位机通过计算得出蓄电池是否故障。
所述采集模块还设置有声光报警装置，当故障蓄电池内阻参数超限时，工作人员可根据报警位置及时定位。
所述传输模块对数据进行无线传输采用的通信协议是基于802.15.4的短距离、低功耗zigbee无线通信协议。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
（1）本发明用采用无线传输的方式对数据进行传递，采集模块，传输模块，监控模块之间通过无线传输数据，本发明具有移动性：不受时间，空间的限制，模块可以根据需要移动；灵活性：不受线缆的限制，可以随意增加和配置模块；低成本：不需要大量的设备接线；易安装：与有线相比，其安装、维护更为容易。
（2）本发明接收无线模块传输数据，实时显示内阻测量数据，可将数据上传至上位机，方便现场查看数据，也可实现远端监控实时查看数据功能。
（3）本发明装置在每一个蓄电池两端并联采集模块和传输模块，得到的数据在监控模块集中显示，采集模块具备声光报警装置，一个蓄电池内阻越限时，发出报警，从而定位，直观方便。
（4）本发明无线传输利用zigbee技术，该技术功耗低，成本低，时延短，高可靠，可双向传输、支持无限扩展，相比于其他无线方式更加适合单体测量，实时采集，集中显示。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例
目前各种生产环境中使用的蓄电池容量都很大，内阻值很小，在毫欧级，由于影响蓄电池内阻的因素很多，要想准确测出内阻值就需要在采集模块内部电路的设计上减少各种外部因素的影响，提高测量精度。
本实施例公开了一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，用于在线监测蓄电池组中每一节蓄电池的状态，该装置包括：采集模块，传输模块和监控模块；
所述采集模块并联在蓄电池两端，传输模块在每个采集模块上进行集成，监控模块负责接收并显示数据，采集模块，传输模块，监控模块之间通过无线传输数据；
所述采集模块由低频信号发生器、恒流驱动器、滤波电路和控制电路组成，低频信号发生器发出交流信号，经恒流源驱动器使其输出交流信号给蓄电池，利用基于数字滤波器的监测方法或者同步检波方法提取内阻信号的变化情况，经A/D转换器，转换成数字信号传送给单片机进行处理，单片机实现对蓄电池监测的切换；
具体的，低频信号发生器：所加信号频率非常低、交流电流非常小，不需要负载箱，避免采集电路对蓄电池内阻的影响，提高测量精度。恒流驱动器：确保低频信号发生器输出的小电流几乎完全流过负载，同时使电路中的参数更加稳定，减少电路本身的功耗，也利于后续数据的处理。滤波电路：利用同步检波方法和基于数字滤波器的监测方法，提取出电池两端的有用信号，比传统的低通滤波更加有效的去除干扰和噪声，进一步确保数据精度不降低。控制电路将得到的数据经A/D转换器，转换成数字信号传送给单片机进行处理，并控制对蓄电池监测的切换，电路中不设计任何测量和计算功能。整个采集模块从信号输入开始，通过稳定电路参数，最后数据提取和处理上环环相扣，层层保障，确保测量精度，同时将控制与测量电路进行分离，避免控制电路对数据造成影响。
蓄电池组一般由24节蓄电池组成，一套电源系统一般配置两组蓄电池，本装置在每一个蓄电池两端并联采集模块和传输模块，各采集模块独立采集数据，通过传输模块，将得到的数据在监控模块集中显示，采集模块具备声光报警装置，一节蓄电池内阻越限时，发出报警，从而定位。采集电路模块化设计方便组装、拆卸，采集数据更加便捷。
所述传输模块，用于对采集模块采集到的数据进行无线传输；无线传输的方式对数据进行传递，不受时间，空间的限制，模块可以根据需要移动；不受线缆的限制，可以随意增加和配置模块；不需要大量的设备接线；与有线相比，其安装、维护更为容易。
所述监控模块由无线接收装置和LCD显示装置组成，接收传输模块无线传输的数据，将实时显示测量数据和数据上传至上位机，上位机通过计算得出蓄电池是否故障，方便现场查看数据，也可实现远端监控实时查看数据功能。
所述传输模块对数据进行无线传输采用的通信协议是基于802.15.4的短距离、低功耗zigbee无线通信协议。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，其特征在于，该装置包括：采集模块，传输模块和监控模块；
所述采集模块并联在蓄电池两端，传输模块在每个采集模块上进行集成，监控模块负责接收并显示数据，采集模块，传输模块，监控模块之间通过无线传输数据；
所述采集模块由低频信号发生器、恒流驱动器、滤波电路和控制电路组成，低频信号发生器发出交流信号，经恒流源驱动器使其输出交流信号给蓄电池，利用基于数字滤波器的监测方法或者同步检波方法提取内阻信号的变化情况，经A/D转换器，转换成数字信号传送给单片机进行处理，单片机实现对蓄电池监测的切换；
所述传输模块，用于对采集模块采集到的数据进行无线传输；
所述监控模块由无线接收装置和LCD显示装置组成，接收传输模块无线传输的数据，将实时显示测量数据和数据上传至上位机，上位机通过计算得出蓄电池是否故障。
2.根据权利要求1所述的一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，其特征在于所述采集模块还设置有声光报警装置，当故障蓄电池内阻参数超限时，工作人员可根据报警位置及时定位。
3.根据权利要求1所述的一种阀控式铅酸蓄电池内阻实时监测装置，其特征在于所述传输模块对数据进行无线传输采用的通信协议是基于802.15.4的短距离、低功耗zigbee无线通信协议。
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2017
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