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解决方案
骋诺蓄电池内阻监测系统
时间:2019-02-15

一、蓄电池智能管理系统(BMS)概述

1、什么是蓄电池内阻监测系统?

蓄电池内阻检测 (Battery Manager System)是基于新一代传感器技术的蓄电池智能管理系统,在数据中心、重化工生产装置、交通、金融、通讯领域已得到充分使用

2、骋诺蓄电池内阻监测系统的功能有哪些?

①具备实时、在线检测、本地和远程数据传输功能

②可以检测每只蓄电池的电压、温度、内阻、和容量,蓄电池组漏液和绝缘情况

③能够代替人工运检维、实现无人值守,提供数据化和可视化的蓄电池组状态

④在预防火灾和预报警蓄电池可用性方面具有无可替代的作用,是后备电池安全、有效运行的重要保障系统

二、蓄电池智能管理系统(BMS)的作用

1、BMS是后备电池安全、有效运行的保障系统
蓄电池组在运行的过程中,作为一种独立操作电源,随着使用时间的增加必然会有个别或部分电池因内阻变大,呈现老化现象,而整组电池的容量是以状况最差的那个蓄电池容量在决定的,而不是以平均值或额定值为准,电池的实际容量下降到原来的90%以下时,电池便进入衰退期,当电池容量下降到原来的80%以下时,变进入急剧衰退期,这时存在极大的安全隐患。
2、蓄电池主要故障现象和失效原因

 原因

说明

 结果

过度的循环放电

电池的容量受到放电次数的影响,任何深度过放电都会缩短其寿命

容量快速下降、较高的内阻、较短的蓄电池寿命

电池接头密封不严

酸液外溢

较高的内阻

连接松动

不当的硬件连接

较高的内阻和温度

低浮充电压

酸液结晶

容量下降和较高的内阻

高浮充电压

气体外溢干涸或散逸, 动态材质脱落

容量下降和较高的内阻

高温

很高的运行温度寿命缩短, 干涸、散逸

内阻和浮充电流增加

放电后未充电

完全放电后在48小时内没有完全充电

蓄电池损害或崩溃

过放电

过度放电极板变形

永久损坏

电解液内阻增大

电解液内阻变大

额定容量降低和较高的内阻

金属内阻增加

接线问题

开裂或爆炸

3、蓄电池监测系统的必要性

  自MGE调查报告显示:

  ①大于50% IDC 的突然掉电都是由蓄电池故障导致的;
  ②85% UPS 故障是由蓄电池引起的;
  ③90% 的后备电源都是使用阀控铅酸电池阀控铅酸电池的平均无故障时间( MTBF) 低于 <2,100 小时 (UPS平均无故障间至少是250,000 小时)
  ④有1/5的蓄电池在使用2.5年后发生故障
  ⑤在中国,有超过80%的蓄电池没有安装实时、先进的蓄电池管理系统
  ⑥判断蓄电池的健康时,内阻是一项非常重要的指标
  ⑦几乎所有的蓄电池故障都可以通过单体电压、温度、内阻、容量检测出来

目前在数据机房蓄电池爆炸着火事故频发,导致业主损失严重。一般机房电池是由于其中一节电池裂化后未妥善管理,电池急剧恶化导致爆炸着火。由于电池是串联及并联在使用,只要一节着火燃烧整片瞬间会蔓延开来,导致大的火灾事故。


4、在后备电源系统中,蓄电池监测系统的作用
①蓄电池监测系统主要测量指标:

单体电压、电流、内阻、温度和组电压、电流

②蓄电池监测系统主要分析功能:

自动分析电池剩余容量 ;
分析电池是否失效或需活化;
分析浮充时的单体电压,找出需充电的电池;
分析浮充时的单体电压,找出过充的电池;
对浮充组压进行分析,判断充电机电压是否过高或过低。

三、哪些电源设备的后备电池需要配套BMS

1、UPS不间断电源

2、EPS应急电源系统

3、DC POWER直流屏电源

4、HVDC高压直流电源

5、通信电源

6、柴油发电机组启动电池

四、BMS的主要应用场景

1、大型数据中心;
2、通信基站;
3、银行机构数据机房及网点;
4、高速铁路牵引供电及调度系统;
5、地铁供电及调度系统;
6、高速公路收费站、计费中心、公路局数据中心、隧道;
7、长途输油管线泵站;
8、大型石油炼化企业DCS控制中心;

五、骋诺BMS系统的构成

骋诺蓄电池监测系统的硬件结构有两种不同功能的模块组成。
前段传感器模块安装时利用背面的胶条粘付在被测蓄电池外壳上即可,每个前段传感器模块可以设定自己的IP地址,准确的定位到每一块蓄电池。后端主控模块将传感器采集的数据进行分析整理,显示在主控屏幕上,可以直观的看到蓄电池的状态参数,主控模块触摸屏具有参数设置、报警等功能,可以根据客户的需求设置蓄电池巡检周期、报警等级,并参看每块蓄电池的具体参数。主控模块具有RS485、TCP/IP、USB通讯接口,监控数据可以上传到监控平台,对多组蓄电池进行实施在线式监测。

系统组成主要包括:蓄电池检测传感器、控制器、电流霍尔、漏电流传感器、人机界面、测试及通讯线缆、安装垫片。


安装结构示意图(DC-蓄电池   DL-霍尔传感器)

六、骋诺BMS的专有技术

1、蓄电池低电压保护功能:

BMS系统在监测蓄电池的过程中会损耗蓄电池自身储存电量,损耗功率为45毫瓦,在备用电源的使用过程中,经常会出现后背电池组储存电量放空的情况,蓄电池过放是不可逆的,虽然功耗很低但对于放空蓄电池的损害很大。蓄电池监测系统自带“刹车”功能尤为重要,有效避免蓄电池组过放导致容量的永久损坏。

2、蓄电池均衡充电功能:

监控模块测量每只电池的实际电压,相对于标准电压的差异以决定均充或微放电。
过充电池 (电压高于标准值): 电池监测模块透过电阻进行微放电  (低于150mA); 由于微放电非常小,不是电池的放电循环,因此不影响电池寿命。  
低充电池(电压低于标准值):电池监测模块进行额外充电 。


使用均充,电池组在30小时内达到均衡。


强充:强者恒强,弱者恒弱

3、蓄电池漏液及绝缘监测

蓄电池组引发火灾,直接原因是蓄电池组温度的持续上升,根本原因是由于蓄电池劣化漏液导致短路或安装时连接扭矩为达到安装要求引起温度失控引发火灾,漏液及绝缘监测就显得尤为重要
电池安装过程是安全运行的第一步, 新安装电池开始充电的过程,必须实时检测每只电池的电压,温度,和内阻变化。透过数据的显示可以检查安装水平和电池质量
使用周围温度或标示电池检测无法预测此次电池失火,指认何只电池有过高温度。只有在发生后,才会有报警。如果每只电池都有温度检测,任何一支电池的过高温度,都会启动报警,同时立刻可以指认电池位址,方便采取紧急行动。

七、骋诺BMS的数据表

蓄电池内阻在线检测系统,融合了蓄电池在线检测、分析、诊断、Soc核容功能。
自动生成运行记录报表,全面地、连续地、准确地监测蓄每只电池的状态。







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