CN207133406U - 一种分布式在线蓄电池恒温监测设备系统 - Google Patents

Abstract

一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，包括一密闭的箱体，所述箱体具有一柜门，所述箱体内部设有多层蓄电池架，用于放置蓄电池和分布式在线监测设备；所述箱体的柜门上设有TEC空调；所述箱体的顶部设有放电测试模块，所述放电测试模块与箱体内的蓄电池相连接；所述箱体内的蓄电池和TEC空调分别与所述分布式在线监测设备相连接。本实用新型提供一种实现蓄电池恒温运行在20～35℃的全在线蓄电池恒温监测设备系统。

Description

一种分布式在线蓄电池恒温监测设备系统

技术领域

本实用新型属于通信网内电源维护设备技术领域，具体涉及一种分布式在线蓄电池恒温监测设备系统。

背景技术

UPS系统是智能高速公路交通系统不可或缺的备用电源设备。其中高速交通公路系统中存在大量的箱变站或隧道站点。由于大部分高速箱变站或者隧道口机房内都没有配置空调，箱变站属于全封闭设备，隧道通风效果极其不好，导致设备区域，特别是电池柜内温升严重。尤其在夏季，再受到电池组附近设备的工作热量叠加影响，电池柜内工作温度通常可以达到50-65度。从所周知，电池的使用温度严禁超过50度。如此恶劣的工况下，蓄电池的使用寿命会急剧下降。通常新配电池组在经过夏天后，电池的容量就迅速下降，严重的会出现膨胀、变形和蓄电池严重硫化。智能交通系统由于缺乏有效备用电源支撑，成为严重的安全隐患。

在高速公路各管理处UPS系统中的后备蓄电池组，在进行人工排查隐患时，常常发现蓄电池极柱烧灼严重，而且是整组蓄电池大部分极柱都存在这个问题。造成蓄电池极柱烧毁的主要原因是极柱连接线存在松动，当发生市电中断时,由于极柱与连接条之间的接触电阻增大，极柱温度也会迅速升高，最终导致了蓄电池极柱烧灼。该隐患若是没有及时处理，再次发生市电中断UPS系统对实际负载进行供电时，非常容易造成蓄电池燃烧事故。

电池在低温情况下，各活性物质活度降低，其电极上的P溶解变得困难，充电时消耗P后很难得到补充，所充电电流大幅度下降，正极板在-20℃时充电接受电流仅为常温的70％，而负极充电受膨胀剂的影响，低温充电接受能力更低，-20℃的充电接受电流仅为常温下的40％。因此，低温条件下充电主要存在充电接受能力差、充电不足的问题，在低温情况下温度对电池的影响最大。

存在问题：

1、机房蓄电池作为后备供电系统必不可少，无法替代，但是蓄电池健康状况堪忧；

2、蓄电池定期更换，但是有的蓄电池使用3个月就膨胀了，定期更换无意义，而且成本高昂。

3、高速蓄电池维护运维体系缺失，由于基层变电所缺乏设备、专业人员，无法按规程要求落实检查、检测，致使没有及时发现并排除蓄电池故障和安全隐患。

4、针对箱变站或者隧道口高温情况，引起蓄电池老化或者膨胀，目前普通的蓄电池监控技术可以监测蓄电池存在的问题，但是只能采用更换蓄电池的方式来解决，根本无法从根源解决蓄电池由于温度高而引起的老化的问题或者着火事故。

5、气温下降时，蓄电池环境温度降低，蓄电池充电接收能力变差、充电不足，降低蓄电池的容量使用率。

尽管存在以上的问题，目前高速交通系统内新上线机电设计，还是没有将电池组后期维护统筹的解决方案。后备蓄电池组形同摆设，成为了高速路网现行的巨大安全隐患，就像一颗定时炸弹，随时都可能发生安全事故。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种实现蓄电池恒温运行在20～35℃的分布式在线蓄电池恒温监测设备系统。

本实用新型是这样实现的：

一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，包括一密闭的箱体，所述箱体具有一柜门，所述箱体内部设有多层蓄电池架，用于放置蓄电池和分布式在线监测设备；所述箱体的柜门上设有TEC空调；所述箱体内的蓄电池和TEC空调分别与分布式在线监测设备相连接。

所述分布式在线监测设备，为全在线蓄电池组放电测试设备，该设备包括：

一DC-DC主机工作电源，一控制单元，相互并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路，以及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路；

所述控制单元再进一步包括一MCU单元、以及均与该MCU单元连接的一电流/电压数据采集及转换控制电路、蓄电池组单体电压检测设备、数据存储器、远程通信电路、LCD显示和键盘输入；

所述安全保护电路的两端串行连接于通信蓄电池组与通信电源系统设备的直流配电屏之间，同时并联连接于自动限流充电和等电位连接安全控制电路的两端；

所述设备中DC-DC主机工作电源的输出与所述恒流放电负载智能控制电路、所述控制单元连接；

所述MCU单元还分别与所述恒流放电负载智能控制电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路连接；

被测蓄电池组并联恒流放电负载智能控制电路、DC-DC主机工作电源的输入，提供主机正常工作电源。

进一步地，所述箱体的顶部设有放电测试模块，所述放电测试模块与箱体内的蓄电池相连接。

所述分布式在线监测设备，包括：一DC-DC主机工作电源，一控制单元，一蓄电池组在线测试切换开关、第二安全保护电路、一蓄电池组在线测试转换控制电路，一正负极性转换开关，相互并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路、一DC-DC变换器，以及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路；

所述控制单元再进一步包括一MCU单元、以及均与该MCU单元连接的一电流/电压数据采集及转换控制电路、蓄电池组单体电压检测设备、数据存储器、远程通信电路、LCD显示和键盘输入；

所述正负极性转换开关的输入并接于所述安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC-DC变换器，输出并接蓄电池组在线测试切换开关的输出的两端；

所述蓄电池组在线测试转换控制电路分别与蓄电池组在线测试切换开关、MCU单元以及DC-DC主机工作电源连接；

所述蓄电池组在线测试切换开关的输入与第二安全保护电路的对应的输入并联，再连接于在线的蓄电池组；蓄电池组在线测试切换开关其中一输出与第二安全保护电路的输出端连接，另一输出与安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC-DC变换器并接的一端连接，以及与所述恒流放电负载智能控制电路的一端连接；

所述设备中DC-DC主机工作电源的输出与所述恒流放电负载智能控制电路、所述控制单元连接；

所述DC-DC变换器分别与所述电流/电压数据采集及转换控制电路及MCU单元连接；

所述MCU单元还分别与所述恒流放电负载智能控制电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、正负极性转换开关、蓄电池组在线测试切换开关、第二安全保护电路、蓄电池组在线测试转换控制电路连接；

所述设备中DC-DC主机工作电源的输入连接于在线通信工作电源的两端，提供正常工作电源。

本实用新型的优点在于：

1、蓄电池恒温箱可以使蓄电池始终运行在20-35℃(最佳使用寿命)，极大延长蓄电池使用寿命。

2、管理人员能对所辖区域电池的运行状况进行全面及时掌握，实现了运维管理的新创新，真正实现了终端无人值守，对后备蓄电池统一管理。

3、系统可实现远程内阻定期测试和随机的测试检查，极大提高了维护人员现代管理效率，特别是降低了维护运营的成本。

4、有效到位的维护技术能延长电池组使用寿命，降低高速路网对蓄电池总需求量，也是节能环保举措之一。

5、TEC空调与蓄电池在线监测及远程维护系统的监测系统功能链接，用蓄电池在线监测及远程维护系统的监测数据对TEC空调进行温度的调节设定，实现全智能化恒温监测系统。

6、蓄电池可外接放电测试模块，实现远程对蓄电池进行放电测试的操作，大大降低了维护人员的工作量和维护成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型的部分结构示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，包括一密闭的箱体1，所述箱体1具有一柜门2；所述箱体1内部设有多层蓄电池架3，用于放置蓄电池和分布式在线监测设备(图未示)；所述箱体1的柜门上设有TEC空调4；所述箱体1的顶部设有放电测试模块5，所述放电测试模块5与箱体1内的蓄电池相连接；所述箱体1内的蓄电池和TEC空调4分布式在线监测设备相连接。

本实用新型主要实现蓄电池恒温运行在20～35℃，同时实现对在线监测蓄电池组端电压、在线监测蓄电池单节电压、极柱温度监测、环境温度、内阻测试和异常告警等功能，对蓄电池进行了数据化实时在线远程监测。在监测的同时可以将环境温度的数据传输至恒温箱，让其更智能的有效的进行温度的调控。并且可以在蓄电池上外接放电测试模块，实现远程对蓄电池进行放电测试。

本实用新型将原本的普通蓄电池柜更换成特制的封闭的恒温箱体，使得蓄电池运行温度始终保持20～35℃(最佳使用寿命)。整个箱体是一个封闭的箱子，将蓄电池置放于封闭的箱子里面，由分布式在线监测设备对蓄电池的单体电压、内阻、极柱温度、单体容量、组端电压、环境温度等进行监测，再将环境温度的数据传输至空调系统中，让空调对整个环境进行温度的调控，以保证蓄电池处于最佳的环境温度。另一方面，通过分布式在线监测设备对箱体内蓄电池各项参数进行实时的监控，把测量的电池环境温度数据传输到箱体中，有效的对电池环境温度进行实时调节。当分布式在线监测设备监测到环境温度过高，则数据会传输至箱体内的空调系统里，空调会进行温度降低，来保持整个箱体的内部温度，反之监测温度过低时，空调会进行温度的升高。来实现对电池环境温度的实时调控。可以给蓄电池外接放电模块，每一块电池对接一个外接放电模块，远程操作对电池进行放电测试，在电池放电测试时会产生大量的热量，所以将外接放电模块置于箱体外面使其工作放热时不会影响到电池环境温度，并且可以设置箱体提前降低温度，为之后的放电测试做好准备。

本实施例中采用的分布式在线监测设备采用的是本申请人于2010年4月9日申请的专利号为ZL201010162705.5、ZL201010162681.3公开的分布式全在线蓄电池组充放电测试设备，其具体结构详见说明书内容，在此不在赘述。

另外，本实用新型还具有另外一种实施例，如采用本请人于2010年4月9日申请的专利号为ZL201010162726.7公开的全在线蓄电池组放电测试设备，则本实用新型中无须外接放电测试模块。专利号为ZL201010162726.7公开的全在线蓄电池组放电测试设备，其具体结构详见说明书内容。该全在线蓄电池组放电测试设备具有如下特点：

分布式的充放电，单体电压监测一体机，支持安全可靠地全在线对电池组进行充放电测试；

使用在线蓄电池在线充放电系统技术、让电池组对实际负载放电，精确控制放电电流，安全、节能、环保。充电的时侯，能合理限制充电电流，让电池安全地充饱电；

支持两组4节12V单体电压监测或两组24节2V单体电压监测；

支持两组组端电压、电流、在线电压监测；

支持4路外部电流实时监测；

支持GPRS模块相应开发应用；

前面板具备工作、告警、故障等指示灯、LCD屏支持本地查看和操作；

远程充放电控制，数据采集、上传等；

具备防过放电与过充电保护等功能；

具备现场SD卡升级程序以及远程升级程序的功能；

具备远程故障诊断功能。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (4)

1.一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，其特征在于：包括一密闭的箱体，所述箱体具有一柜门，所述箱体内部设有多层蓄电池架，用于放置蓄电池和分布式在线监测设备；所述箱体的柜门上设有TEC空调；所述箱体内的蓄电池和TEC空调分别与分布式在线监测设备相连接。

2.如权利要求1的所述的一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，其特征在于：所述分布式在线监测设备，为全在线蓄电池组放电测试设备，该设备包括：

一DC-DC主机工作电源，一控制单元，相互并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路，以及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路；

所述控制单元再进一步包括一MCU单元、以及均与该MCU单元连接的一电流/电压数据采集及转换控制电路、蓄电池组单体电压检测设备、数据存储器、远程通信电路、LCD显示和键盘输入；

所述安全保护电路的两端串行连接于通信蓄电池组与通信电源系统设备的直流配电屏之间，同时并联连接于自动限流充电和等电位连接安全控制电路的两端；

所述设备中DC-DC主机工作电源的输出与所述恒流放电负载智能控制电路、所述控制单元连接；

所述MCU单元还分别与所述恒流放电负载智能控制电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路连接；

被测蓄电池组并联恒流放电负载智能控制电路、DC-DC主机工作电源的输入，提供主机正常工作电源。

3.如权利要求1所述的一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，基特征在于：所述箱体的顶部还设有放电测试模块，所述放电测试模块与箱体内的蓄电池相连接。

4.如权利要求3所述的一种分布式在线蓄电池组恒温监测设备系统，基特征在于：所述分布式在线监测设备，包括：一DC-DC主机工作电源，一控制单元，一蓄电池组在线测试切换开关、第二安全保护电路、一蓄电池组在线测试转换控制电路，一正负极性转换开关，相互并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路、一DC-DC变换器，以及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路；

所述控制单元再进一步包括一MCU单元、以及均与该MCU单元连接的一电流/电压数据采集及转换控制电路、蓄电池组单体电压检测设备、数据存储器、远程通信电路、LCD显示和键盘输入；

所述正负极性转换开关的输入并接于所述安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC-DC变换器，输出并接蓄电池组在线测试切换开关的输出的两端；

所述蓄电池组在线测试转换控制电路分别与蓄电池组在线测试切换开关、MCU单元以及DC-DC主机工作电源连接；

所述蓄电池组在线测试切换开关的输入与第二安全保护电路的对应的输入并联，再连接于在线的蓄电池组；蓄电池组在线测试切换开关其中一输出与第二安全保护电路的输出端连接，另一输出与安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC-DC变换器并接的一端连接，以及与所述恒流放电负载智能控制电路的一端连接；

所述设备中DC-DC主机工作电源的输出与所述恒流放电负载智能控制电路、所述控制单元连接；

所述DC-DC变换器分别与所述电流/电压数据采集及转换控制电路及MCU单元连接；

所述MCU单元还分别与所述恒流放电负载智能控制电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、正负极性转换开关、蓄电池组在线测试切换开关、第二安全保护电路、蓄电池组在线测试转换控制电路连接；

所述设备中DC-DC主机工作电源的输入连接于在线通信工作电源的两端，提供正常工作电源。