CN218767246U

CN218767246U - 一种直流电源预警系统

Info

Publication number: CN218767246U
Application number: CN202222428000.4U
Authority: CN
Inventors: 侯斌; 杨程; 张玉嘉; 刘源; 张妍; 栾忠
Original assignee: Xi'an Guangshen Electric Co ltd
Current assignee: Xi'an Guangshen Electric Co ltd
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2032-09-14

Abstract

本实用新型公开了一种直流电源预警系统，涉及直流电源技术领域，包括多个单节电池监测模块，用于采集单节电池的各项数据；充电模块监测模块，用于采集充电模块的各项数据；电池数据收敛模块，用于收集多个单节电池、电池组和充电模块的各项数据；直流电源预警仪，直流电源预警仪包括：控制器，与电池数据收敛模块电连接；显示屏，与控制器电连接，对单节电池、电池组和充电模块的各项数据进行显示；告警模块，与控制器电连接，根据单节电池、电池组和充电模块的各项数据进行告警；控制器通过通讯模块与云平台连接。直流电源预警仪使电力直流电源系统管理功能更加完善和高效，极大延长了蓄电池寿命，具有可推广性。

Description

一种直流电源预警系统

技术领域

本实用新型涉及直流电源技术领域，特别是涉及一种直流电源预警系统。

背景技术

直流电源，是维持电路中形成稳恒电压电流的装置，蓄电池提供后备电源。如干电池、蓄电池、直流发电机等。充电模块的可靠性，决定了直流电源系统可靠性指标的80％以上，以前的传统维修方式是救火队式的抢险模式，未能提前预防、阻止直流电源系统的故障。之前出现故障后再抢险式维修的传统模式已不适合新形势的需要。直流电源系统总是出现充电模块故障后才进行拆离维修，充电模块潜在运行缺陷不能及时发现处置，以致出现充电模块批量故障导致直流系统瘫痪。

为补偿电池自放电的影响，蓄电池通常采用浮充电运行方式，使电池始终处于满电状态。通常情况下，充电机对一串电池的浮充电流是完全相同的。这样，蓄电池经过长时间的浮充后，部分自放电速率较小的电池将处于过充状态，另一部分自放电速率较大的电池将处于欠充状态。如不采取措施，电池的不均衡性将会越来越严重，过充电的电池将会由于电解液中水的电解而早期失效，欠充电的电池则由于自放电产生的硫酸盐晶体逐渐长大而早期失效，从而造成电池实际寿命显著小于理论寿命。

传统的直流电源维护存在着许多不足的情况，例如在电池老化的初期，只检测单只电池电压，难以准确将该问题电池检测出来，误判率较高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种直流电源预警系统，可以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型提供一种直流电源预警系统，包括:

多个单节电池监测模块，用于采集单节电池的电压、内阻和温度；

充电模块监测模块，用于采集充电模块的温度和风扇的转速；

电池数据收敛模块，用于采集电池组的电压、电流和温度；多个所述单节电池监测模块和充电模块监测模块均与电池数据收敛模块电连接；

直流电源预警仪，与所述电池数据收敛模块电连接，根据单节电池、电池组和充电模块的各项监测数据进行预警。

优选的，所述直流电源预警仪包括：

控制器，与所述电池数据收敛模块电连接；

显示屏，与所述控制器电连接，对单节电池、电池组和充电模块的各项监测数据进行显示；

告警模块，与所述控制器电连接，根据单节电池、电池组和充电模块的各项监测数据进行告警；

所述控制器通过通讯模块与云平台连接。

优选的，所述电池数据收敛模块包括：

霍尔电流传感器，对电池组的电流进行测量；

集成温度探头，对电池组的温度进行测量。

优选的，所述电池组包括多个串联的单节电池，所述单节电池监测模块包括：

内阻表，对单节电池的内阻进行测量，与霍尔传感器测出的电流相结合进而计算出相应的单节电池的电压；

集成温度探头，对单节电池的温度进行测量；

多个所述单节电池的电压相加得到电池组的电压。

优选的，所述充电模块监测模块包括：

集成温度探头，对充电模块的温度进行测量；

风速仪，对风扇转速进行测量。

优选的，所述电池数据收敛模块内部集成电池组电压、电流和温度采集电路。

优选的，所述显示屏为7寸800×480分辨率TFT显示屏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

直流电源预警仪从功能、技术与系统特点等多方面看，使电力直流电源系统管理功能更加完善和高效，同时实现建设维护成本节约、运维管理方式改进提升，极大延长了蓄电池寿命，提前消除了直流电源系统的运行隐患，提高了直流电源系统运行的可靠性和安全性，改善了直流电源系统的日常维护模式，提升了直流电源维护效果和效率，节省了建设投资和运维成本，具有可推广性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种直流电源预警系统的整体框架图；

图2为本实用新型的GEBM07直流电源预警仪的产品硬件图；

图3为本实用新型的GEBM07直流电源预警仪的显示屏的显示界面图；

图4为本实用新型的GEBM03A电池数据收敛模块的产品硬件图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-4，本实用新型提供了一种直流电源预警系统，包括多个单节电池监测模块、充电模块监测模块、电池数据收敛模块和直流电源预警仪。多个单节电池监测模块和充电模块监测模块均与电池数据收敛模块电连接。充电模块监测模块用于采集充电模块的运行温度和本体风扇的转速；

单节电池监测模块为GEBM01A和GEBM02A单节电池监测模块，其内部具备高精度ADC，可采集电池电压，电池内阻和电池温度，都能达到较高的准确度，为电池的维护提供可靠的数据支持。模块内部集成放电电阻，配合G EBM03产品可以实现电池电压均衡的功能。GEBM01A和GEBM02A单节电池监测模块参数如下表1所示：

表1GEBM01A和GEBM02A单节电池监测模块规格参数

在本实例中，电池组包括多个串联的单节电池，单节电池监测模块包括内阻表和集成探头，GEBM01A和GEBM02A单节电池监测模块在对内阻进行测量时，使用内阻表测量单节电池的两个极柱，读出示数即可。与下面的霍尔传感器测出的电流相结合进而计算出相应的单节电池的电压。温度探头对单节电池的温度进行测量。

电池数据收敛模块为GEBM03A电池数据收敛模块，可收集电池组电压、电流、温度，模块内部集成电池组电压、电流和温度采集电路，提供 GEBM01A/02A的数据采集及均衡管理功能。其规格参数如下表所示：

型号	GEBM03A
		电压测量范围	90～300V
电压测量精度	0.5％FS±0.5V
		电流测量范围<sup>①</sup>	按实际传感器值
电流测量精度	0.5％FS±0.5A
		温度测量范围	-20～60℃
温度测量精度	±1.0℃
		温度采集方式	温度探头
供电电压	90～300Vdc
		通讯方式	RS485(MODBUS)
安装方式	导轨安装

表2GEBM03A电池数据收敛模块规格参数

电池数据收敛模块包括：霍尔电流传感器和温度探头，霍尔电流传感器对电池组的电流进行测量，集成温度探头对电池组的温度进行测量。多个单节电池的电压相加得到电池组的电压。

参照图，GEBM03A电池数据收敛模块包括多个接口，各接口名称和功能说明如下表3所示：

接口名称	功能说明	注释
			PWR+，PWR-，PE	输入电源	190Vdc～260Vdc
+12V，I，-12V，GND	采集电池充放电电流
			+12V，T+，T-	采集环境温度
DC+，DC-	采样电池电压
			A，B	RS485通讯接口	连接监控器
RX，TX，GND，VCC	主动串行通讯接口	连接GEBM01A/02A

表3GEBM03A各接口名称及功能说明

蓄电池内阻监测系统在实时监测电池的状态同时，通过被动电池均衡技术，自动调节各电池的充电电流，即减小过充电池的充电电流，增加欠充电池的充电电流，使电池处于均衡的充电状态，从而有效地提高了电池的使用寿命。

直流电源预警仪为GEPM07直流电源预警仪，其规格参数如下表4所示：

表4GEPM07直流电源预警仪规格参数

GEPM07直流电源预警仪包括控制器，显示屏和告警模块，电池数据收敛模块、显示屏和告警模块均与控制器电连接。

在本实例中，控制器可为单片机。

显示屏为7寸800×480分辨率TFT显示屏，显示屏为电阻触摸屏，支持中英文语言设置，该显示屏可显示以下数据：

(1)单体电池电压、内阻和温度数据和充电模块的温度转速的显示和的显示和告警功能；

(2)支持历史故障功能，告警条件消失后故障存入历史故障；

(3)以变色柱状图的形式显示单体电池当前的电压、内阻和温度数据。健康的电池为绿色柱状图，越接近告警值柱状图的颜色越接近红色，方便维护人员根据颜色判断电池状态；

(4)以曲线的形式显示单体电池1天内的电压、内阻和温度数据；

(5)以柱状图的形式显示单体电池的电压、内阻和温度历史最高数据；

(6)以曲线的形式显示单体电池1年内的内阻数据；

(7)电池组电压、电流、温度及容量的显示、告警功能，监测充电模块的运行温度；

(8)以曲线的形式显示1天内电池组电压、电流和容量的数据。

告警模块包括以下形式：

过压告警：设置单节电池的告警电压，当单节电池电压高于该值时告警；

欠压告警：设置单节电池的欠压告警值，当单节电池电压低于该值时告警；

温度告警：设置单节电池的温度告警值，当单节电池温度高于该值时告警；

内阻告警：设置单节电池的内阻告警值，当单节电池内阻高于该值时告警；

组过压告警：设置电池组的过压告警值，当电池组电压高于该值时告警；

组欠压告警：设置电池组的欠压告警值，当电池组电压低于该值时告警。

控制器通过无线通讯模块与云平台连接，任何电源预警可第一时间在PC 和手机展现。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种直流电源预警系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种直流电源预警系统，其特征在于，所述直流电源预警仪包括：

控制器，与所述电池数据收敛模块电连接；

所述控制器通过通讯模块与云平台连接。

3.如权利要求1所述的一种直流电源预警系统，其特征在于，所述电池数据收敛模块包括：

霍尔电流传感器，对电池组的电流进行测量；

温度探头，对电池组的温度进行测量。

4.如权利要求3所述的一种直流电源预警系统，其特征在于，所述电池组包括多个串联的单节电池，所述单节电池监测模块包括：

温度探头，对单节电池的温度进行测量；

多个所述单节电池的电压相加得到电池组的电压。

5.如权利要求1所述的一种直流电源预警系统，其特征在于，所述充电模块监测模块包括：

集成温度探头，对充电模块的温度进行测量；

风速仪，对风扇转速进行测量。

6.如权利要求1所述的一种直流电源预警系统，其特征在于，所述电池数据收敛模块内部集成电池组电压、电流和温度采集电路。

7.如权利要求2所述的一种直流电源预警系统，其特征在于，所述显示屏为7寸800×480分辨率TFT显示屏。