| 摘要：通过分析蓄电池运行状况和电池失效的常见失效现象，研究了蓄电池在线监测管理系统应解决的关键问题，主要包括：（1）蓄电池的失效模式，（2）监测管理系统的合理结构与数据分析，（3）电池单体的内阻测量，（4）电池N+1运行方式，（5）监测系统的两个问题，远程管理，在线维护。文中结合BM-6500电池管理系统在直流操作系统的应用进行了相关论述，本系统提高了直流电源运行的可靠性。 |
目前在蓄电池监测与维护方面存在很多不足，其中各个部门、单位的监测与维护的手段不一，技术水平参差不齐，大体可以分为以下几类：
2.1人工检查
在目前绝大部分的使用后备蓄电池的部门都采用人工检查的方法，来实现蓄电池的维护。该方法除了放电测试外，人工测量主要是测量电池组电压、单电池电压、温度和单电池内阻。
人工测量存在众多不足：
a.人工测量的准确度会受到诸多因素的影响，即使是放电测试也会受人为因素的影响；
b.由于人工测试大都为定期进行，无法及时发现落后、失效蓄电池；
c.放电测试对蓄电池会造成无法恢复的伤害隐患；
d.大量的人工测量费时费力，安全性差，周期长。
2.2蓄电池运行的在线监测
蓄电池在线监测管理是针对测量电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计的，其发展大致经历了三个阶段：整组电压监测、单电池电压监测、单电池内阻巡检、蓄电池监测的智能化。
1）整组电压监测
整组电池监测功能一般设计在整流电源内，由于蓄电池组中蓄电池的一致性无法严格保证，其其在系统中的作用是非常有限的。
2）单电池电压监测
单电池的电压监测是由整组检测发展而来的。这样对蓄电池的运行情况可以作到较为全面的监测与管理，如单电池电压、电池组电压、充放电电流、蓄电池的环境温度等。通过蓄电池运行参数的监测，从而保证了蓄电池可以在正常的条件下的运行与工作。
但在实际应用中，蓄电池本身的性能在浮充下很难由蓄电池电压反映出来。这就涉及到蓄电池的健康程度的问题，而蓄电池运行参数的监测是无法反映其性能参数的。
3）单电池内阻监测
蓄电池的内阻是电池性能最好表现参数之一，但由于在线测量难度较大，在线检测的方式又不一样，单电池内阻在线监测是目前争议最多，也是最具革命性意义的进步。
影响蓄电池内阻的因素
以下是最通常的影响内阻变化的因素：
腐蚀 随栅板和汇流排的腐蚀，金属导电回路变化，使内阻增大。
栅板 腐蚀和长年使用会导致活性物质从栅板上脱落，使内阻增大。
硫化 随一部份活性物质硫化，涂膏的电阻亦增加。
电池 干涸失水可能使电池使内阻明显增大。
制造 制造缺限，如铸铅和涂膏，都能导致高的金属电阻和容量问题。
充电状态 从浮充状态到60%容量的放电，几乎不影响内阻。其影响小于3%。
温度 39℃以内的高温对电池内阻影响甚微，低温有些影响，但需到18℃以下。
影响电池性能的问题绝大部分都能通过内阻检测出来，所以电池内阻的实时监测比起端电压监测来说所起的作用是革命性的。
为了给蓄电池提供良好的运行环境，在线监测电池的工作状况，电池管理系统（BMS-BatteryManagementSystem）应运而生，成为高可靠电源系统的关键一部分。本文结合BM-6500系列电池监测管理系统的研制，论述了系统的关键技术难题极其解决方案。
内阻和电池状态的相关程度可变性很大。从报导的相关性来看，变化范围从0%到100%。英国电子协会（ERA）对用阻抗监测的实验室设计和商用设计两种产品进行了大量的电池调查，发现二者的准确性在50%以上。一个基本的困难是测量小变化数值的精度问题。正常的300安时备用电流的电阻仅在0.25×10-3欧姆的数量级。因此，很小而且有意义的电阻变化可能观察不到。在下面的操作环境下，问题更加严重。
1）在线测量期间存在的变压器的“噪音”和浮充电压波动引起的干扰。
2）腐蚀裂纹对内阻的影响是有高度方向性的，内阻数值对平行于电流方向的裂隙是相对不敏感的。
3）电解质浓度的变化，继而电池的变化使得结果很难解释。
虽然内阻测量法很难准确测量电池的容量，内阻/容量的对应关系很难复现，但对于BMS来说，内阻测试只是用于电池单体之间的比较，而且计算机可以对内阻的变化进行记录和数据处理来预告电池容量衰减和失效，因此，内阻测试对于BM6500而言是关键技术之一。
对于离线或电池开路情况下测量内阻而言，测量时可方便地将激励电流回路与电压测量回路以4端子方式与电池组中的单体相连接，但对于在线测量，很难解决激励和测量的问题。
评论表单加载中...
