摘要：蓄电池作为ups供电系统的重要组成部分，起着电能储备、应对电网异常和特殊工作情况、维持供电系统正常运转的关键作用，是要求高可靠电源保障设备的最后一道防线。而电池故障造成的事故或停机的损失往往远比电池本身的费用要高昂得多。

    蓄电池作为ups供电系统的重要组成部分，起着电能储备、应对电网异常和特殊工作情况、维持供电系统正常运转的关键作用，是要求高可靠电源保障设备的最后一道防线。而电池故障造成的事故或停机的损失往往远比电池本身的费用要高昂得多。

    在电池的日常维护管理中，往往由于缺乏有效的监测维护手段，不能及时准确地掌握屯池状态，无法消除电池问题带来的隐患。可喜的是目前市场上已出现了可在线监测和管理蓄电池的技术和产品。

    1 蓄电池的运行监测和性能监测

    阀控铅酸蓄电池对运行要求比较严格，偏离正确的使用条件将造成严重的后果，因此对其运行参数进行监测至关重要。

    1.1 蓄电池的运行监测
    (1)人工运行检查
    一般的运行维护规程要求测量电池组电压、单体电池电压和环境温度。
    电池组电压测量可以发现充电机的参数设置是否正确;单体电池电压测量可以发现其浮充电压是否正确，是否被过充电、过放电;温度测量主要用于发现电池的工作环境是否通风不良、温度过高。
    人工运行检查实时性差，操作风险大，人力成本高。 
    (2)在线运行监测
    在线监测通过监测设备与电池连接，实时采集和报告电池组电压、单体电池电压、充放电电流、温度等运行参数，并进行充•放电管理，有效地弥补了人工检查的弱点。

    1.2 蓄电池的性能监测
    蓄电池的运行监测仅仅能够测量电池的运行参数，准确地掌握这些参数并利用它们对电池工作环境进行调整控制，只是维持系统安全正常运转的起码条件，远禾达到全面了解电池状态，及时防范因电池失效或容量衰减导致系统故障的要求。
    因此，在测量蓄电池外部运行条件的同时，监测蓄电池的性能，了解其内部状态的变化，同样具有非常重要的意义。
    (1)人工检查性能
    人工检查蓄电池性能主要依靠定期放电测试来进行。通过深度放电，发现容量下降的电池。其缺点是人工检查性能时效性差，人为因素大，其风险和成本较高。
    (2)在线性能监测
    蓄电池性能的在线监测长期以来一直是应用中急切需求而又缺乏有效解决方案的难题。近年来，随着单体电池内阻精确测量技术的出现，电池监测手段发生了革命性发展和进步，测试原则由被动监测电池外部条件发展到主动测试电池内部状态，电池内阻检测与分析已被公认为是一种迅速、可靠的诊断电池健康状况的方法。

    2 蓄电池在线监测与分析技术

     为了更好地管理与维护，提高工作效率，蓄电池在线监测技术能够系统地实时监测蓄电池外部条件和以单体电池内阻为标志的性能参数，并综合分析目标电池的保有容量和剩余电量，实现对蓄电池完整的在线运行监测与性能监测。

    2.1 运行监测
    蓄电池在线监测技术能够在线监测蓄电池的组电压、单体电池电压、充放电电流、温度等运行参数，实时监控电池的运行状态。

    2.2 内阻监测与落后电池甄别
    电池内阻的在线测量需要克服微弱信号捕捉、抗环境干扰、经验分析等诸多技术障碍。目前只有少数几家厂商有产品问世。
    先进的蓄电池监测技术不需放电，采用中点测量方法，依托数字信号处理技术完成微弱信号的准确测量，不必将电池从回路断开，不受充电机和用电负载的影响，实现了真正的在线内阻测试，数据有效分辨率达到0•001毫欧。以精确的内阻在线测量为基础，蓄电池监测技术能够及时准确地发现电池组中的落后电池，结合用户有效的维护方法，大大提高备用电源的可靠性，延长电池组整体使用寿命。

    2.3 保有容量与剩余电量监测
    依据监测数据对蓄电池状态进行实时综合分析，形成有效的电池状况报告以支持用户的维护决策，特别是准确测量用户最为关注的电池保有容量和剩余电量，是蓄电池监测产品包含的另一项核心技术。
    蓄电池在线监测技术基于其完备的运行监测数据、先进的内阻测量技术和丰富的电池特性分析成果，能够在蓄电池组的浮充运行状态中及时准确地发现落后电池，在此基础上可通过0.05~0.1C的在线浅度放电，借助专有的神经网络模型算法，对电池保有容量进行精确预测，准确度达5%左右。基于该算法，在系统充放电过程中，还可以实时计算电池的剩余电量，有效地帮助用户全面准确地掌握电池状况。

    3 在线监测产品的设计主导思想

    3.1 准确测量
    电池的运行参数主要受充电机的控制，尤其是电池的浮充电压，直接影响电池的浮充使用寿命。浮充电压的测量要求系统具有精确的准确度，电池组串联后的高电压要求系统具有高抗共模性能。
    在线测量每个单电池的内阻是系统的核心技术之一，测量精确度直接关系到分析的准确性。在线测量需要解决充电机和用电负载干扰的问题。对于大容量电池，内阻是微欧级小信号，常规的测量方式已经不能得到有意义的数值，系统采用数字信号处理技术实现高精度测量。
   
    3.2 综合分析
    以电池正确运行条件为核心依据，对系统的电压•内阻、电流和温度数据及其变化进行综合分析。
    综合分析要发现电池组运行中发生的超越电池参数极限的事件，如:充电电流过大、放电电流过大、电池组浮充电压高、电池组浮充电压低、电池组过放电、单电池浮充电压高、单电池浮充电压低、单电池过放电等。
    除发现电池的运行条件异常外，综合分析更重要的是要及时发现并报告电池失效以及电池容量状态。

    3.3 高可靠性
    系统应用于高可靠性要求的领域，要求保证系统长期稳定地工作。
    系统应对用户设备不产生任何附加干扰，保证用户设备同监测系统共同正常运转。
    系统应具备良好的容错能力，避免误报警。

    3.4 可扩展和网络化
    系统耍满足蓄电池应用的大部分场合，可根据不同行业的电池配置应用，以及电池的不同数量、不同规格和不同的放置形式灵活配置。
系统可扩展放电测试设备，自动完成放电测试。
    网络化和信息化是电子设备的发展趋势，系统设备要有通信接口和多种网络连接方案。

    4 结 语

    蓄电池监测管理系统可广泛应用于借助蓄电池提供高可靠电能保障的行业领域。并针对各行业领域的应用实质，分别面向通信电源系统、电力操作电源系统和UPS电源系统提供保障。
    蓄电池监测管理系统紧密结合先迸的电源变换技术、计算机技术、精密测量技术和UPS电池特性，实现了对阀控铅酸蓄电池工作状态和健康状况的精确检测和综合分析，可有效解决蓄电池失效早期发现和容量在线监测的难题，是一个比较理想的蓄电池在线监测的技术和方法。