基本信息
- 项目名称：
- 电池组在线巡检系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 电池组在线巡检系统是一种智能在线巡回检测电池电压、电流、内阻和温度湿度并利用单片机设计的一种智能巡回检测系统。 目前国内企业的后备电源中采用较多的是阀控铅酸蓄电池。国内电池质量的最大问题就是单体间的充放电不平衡，长期使用的铅酸蓄电池组往往会由于这个原因导致个别单体出现温度升高，内阻变大，负荷能力下降等故障。后备电源系统中如果不能对这些故障及时处理，后果会是灾难性的，可能会加速整体电池组的失效过程，严重的会发生爆炸或火灾等。而目前国内通常采用的电池容量试验和通过监测电池电压预测单体电池故障的方法不是理想的方法，而采用手持式的测试仪则需要耗费时间及人力进行现场维护十分繁琐。 本团队研制的“电池在线巡检系统”，可以有效解决上述问题。
- 详细介绍：
- 随着国内经济的快速发展，各个领域和行业对能源的需求方式也在不断的变化，气候和意外等造成的断电事故往往使街区、城市甚至大面积的行政区域发生电力中断，冰冻天气造成的大面积电力瘫痪使国民经济遭到巨大损失。二次电源后备系统可以在灾害发生的短时间内采取相应的挽救措施，在国内通信、金融、交通和企业中得到越来越多的使用，目前国内后备电源中采用较多的是阀控铅酸蓄电池。国内电池质量的最大问题就是单体间的充放电不平衡，长期使用的铅酸蓄电池组往往会由于这个原因导致个别单体出现温度升高，内阻变大，负荷能力下降等故障。后备电源系统中如果不能对这个故障及时处理，后果会是灾难性的，可能会加速整体电池组的失效过程，严重的会发生爆炸或火灾等。 通常采用的电池容量试验和通过监测电池电压预测单体电池故障的方法不是理想的方法，而利用电池内阻预测单体电池故障是非常有效的,该方法可以替代电池容量试验方法，当前, 阀控铅酸蓄电池组故障已对后备电源供电安全构成安全隐患,加强阀控铅酸蓄电池维护测试和故障预测是极为重要的。 采用嵌入式系统分路实时测量技术，交流扰动信号作用于电池单体，测量实时在线测量电池组的电压、温度、内阻、荷电状态等数据，历史数据的分析就可以将电池的故障状态诊断出来。该技术创新点是电池组内阻实时测量和智能诊断，该技术已经在耒中电站发电有限公司等后备电源系统中得到使用，已经申请国内发明专利保护。该技术形成的产品在通信、民航、交通、医院、矿山、电力、金融、政府机关等有广泛的应用前景，该产品正在市场拓展过程中。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 国内电池质量的最大问题就是单体间的充放电不平衡，长期使用的铅酸蓄电池组往往会由于这个原因导致个别单体出现温度升高，内阻变大，负荷能力下降等故障。后备电源系统中如果不能对这个故障及时处理，后果会是灾难性的.采用嵌入式系统分路实时测量技术，交流扰动信号作用于电池单体，测量实时在线测量电池组的电压、温度、内阻、荷电状态等数据，历史数据的分析就可以将电池的故障状态诊断出来.此为电池组在线巡检系统的发明目的。
科学性、先进性
- 经过26个月的研制开发后，在2008年10月份生产出第一台样机。在相关部门后备电源系统中进行使用，用户反应很好，系统运行稳定。其技术特点：①电池内阻测量②温度测量③电池健康状态判据④构造电池数学模型⑤电池温度和电压分路采集⑥交流法内阻测量。
获奖情况及鉴定结果
- 经过吉林省科技查新咨询中心的查新检索，本项目研究的“电池组在线巡检系统”综合运用了内阻交流对比测量（国家专利技术），高精度、高稳定电压采集技术等在所查文献中有所提及。
作品所处阶段
- 本产品处于研发后期，即将投入生产阶段
技术转让方式
- 转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 、现场演示、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点：1.可对每节单体电池或整组电池电压、电流、电池温度、电池内阻进行自动检测，快速准确采集数据，并根据设定参数进行报警。其检测的参数值，可实时显示，进行后台数据处理，打印曲线和报表。 2.可及时发现劣电池，掌握电池组的运行状态，保证系统正常可靠、无故障运行。 3.通过单元电池电压的比较分析，可以找到较差或最差的电池，实时给出报警和维护信息。 4.电池运行监控及诊断系统的采用，将有效地提高电池的使用寿命并降低成本；采用特殊的电池单元电压动态测量电路，做到精巧、简单、实用和全隔离，具有较高的测量灵敏度。 经济效益：2004年到现在国内对池在线巡检系统的需求量约6,000亿，呈逐年上升的态势
同类课题研究水平概述
- 随着信息化社会进程的加快，电力、通信系统的安全稳定运行变得日益重要。同时，在人们的工作生活中各种电气、电子设备的应用也越来越广泛。而各种用电设备都离不开可靠的电源，特别是有些重要设备，如通信系统、电力控制系统、计费系统等不允许中途突然停电，为此应采用一种提供以安全和操作为目的的备用或不间断应急电源。这种备用或不间断应急电源都采用蓄电池组作为操作电源。因此，蓄电池工作状态的好坏，对于设备的运行至关重要。由于蓄电池组在运行中个别蓄电池会因干涸发热、极板岩化、漏液、欠充、过放、内阻增大等原因而迅速失效，造成系统或供电设备不能正常运行或重大事故。因此，对蓄电池运行参数进行在线监测对保证电源供电的可靠性十分重要。 本文以一蓄电池运行参数在线监测实际系统研究为背景，对影响蓄电池工作状态的技术参数和阀控式铅酸蓄电池在线监测方法等进行了深入的分析和研究。主要内容包括： 1．阀控式铅酸蓄电池技术参数与其关系的分析研究； 2．阀控式铅酸蓄电池电压、温度与充放电电流实时监测方法的研究，完成了系统硬件和软件的设计； 3．阀控式铅酸蓄电池内阻在线监测原理方法的研究，利用锁相放大技术对蓄电池内阻的测量进行了具体分析和详细的研究，完成了系统的基本设计； 4．在虚拟仪器的软件环境下(LabView)，对锁相放大器进行建模和仿真，通过仿真波形表明锁相放大技术具有极强的从噪声中提取信号的能力，是测量蓄电池内阻的最佳方法。 5．在建模和仿真研究的基础上，对阀控式铅酸蓄电池监测系统的实现进行了硬件电路和软件程序设计和在线巡检仪的研制；经现场测试，取得理想的应用效果。
