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1、知识水坝（豆丁网pologoogle）倾心为您整理（双击删除）蓄电池组在线监测项目可行性报告深圳市普禄科智能检测设备有限公司2007年10月知识水坝（豆丁网pologoogle）倾心为您整理（双击删除）目录引言2一重要意义2二可行性2三技术方案21分析常见的蓄电池失效模式22阀控铅酸蓄电池内阻模型研究33结语8四蓄电池组在线监测系统国内外品牌市场调查报告8五普禄科蓄电池在线监测技术方案介绍141概述142系统拓扑图143方案描述144方案特色155PITE3920蓄电池在线监测系统介绍1651功能特点1652技术指标166监测中心软件介绍1761概述1762功能描述17621 用户权限管理17
2、622 实时监控17623 数据分析18624 趋势分析18625 报表分析19626 用户管理19627 设置组报警阀值19六设备配置清单20七技术服务2071 总则2072 项目经理制2073 系统安装调试、投运时的技术服务2074 保证期内的技术服务2075 保证期后的技术服务21八公司简要介绍21九联系方式21蓄电池组在线监测项目可行性报告引言：目前，阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源、通信电源中广泛使用，由于阀控式铅酸蓄电池结构的特殊性，在运行中可靠地检测蓄电池的性能，并有针对性地对蓄电池进行维护变得困难但又很迫切。从电源系统运行的高可靠性要求，各类型电池监测系统也在广泛使用。但不同的测
3、试模式对蓄电池的性能状况反映也不一样，多年的研究和运用表明，内阻检测是目前最为可靠的测试方式之一，而蓄电池的不同失效模式对内阻的反映情况也不一样，了解蓄电池的内阻和各种失效模式的关系，合理地分析阀控式铅酸蓄电池的内阻数据，有利于更好地对蓄电池进行检测和维护。近年来，由于原材料的涨价，国内很多阀控式铅酸蓄电池厂家采用了很多新的生产工艺，由此而来对新工艺蓄电池内阻数据分析也发生了新的变化。合理地选择此类蓄电池内阻数据基准，对判断阀控式铅酸蓄电池性能有很大的帮助；合理地运用内阻数据维护蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用，为获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。一：重要意义：1、 提高
4、直流系统的可靠性，避免蓄电池的烧坏和爆炸的风险。2、 保证直流系统所需要的电能3、 延长蓄电池寿命4、 减少现行的蓄电池维护作业量和维护成本5、 使得维护工作和设备管理定量化，变被动监管为主动监管。二：可行性：1、 国外十五年的应用经验。2、 国内厂家通过技术创新提高了功能。3、 通过实际应用证明了系统的可靠性。4、 成本是可以接受的。三：技术方案：目前，大小型电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，VRLA 电池和电池组在运行过程中，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，呈退行性老化现象，整组电池的容量是以状况最差的那一块电池的容量值为准，而不是以平均值或额定值( 初始值) 为准
5、。当电池的实际容量下降到其本身额定容量的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，电池便进入急剧衰退状况。衰退期很短，这时电池组已存在极大的事故隐患。1、分析常见的蓄电池失效模式：对于阀控式铅酸电池，通常的性能变坏原因有：电池失水、极板群的腐蚀、活性物质的脱落、深放电引起的钝化和深度放电后的恢复等，以下是几种性能变坏的情况。l.1 电池失水铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高或电池正极栅板的腐蚀，使电池的活性物质减少，从而使电池的容量降低而失效。阀控式铅酸蓄电池充电后期，正极释放的氧气与负极接触，发生反应，重新生成水，即使负极由于氧气的作用处于欠充电状态，因而不产牛氢气
6、。这种正极的氧气被负极铅吸收，再进一步化合成水的过程，即所谓阴极吸收。在上述阴极吸收过程中，由于产生的水在密封情况下不能溢出，因此阀控式密封铅酸蓄电池可免除补加水维护，这也是阀控式密封铅酸蓄电池称为免维护电池 的由来。但在充电过程中，当充电电压超过235V单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收，压力超过某个值 时，便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾，但必竟使电池损失了气体，也等于失水，所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是 非常严格的，绝对不能过充电。12 负极板硫酸化电池负极栅板的主要活性物质是海绵状铅，电池充电时负极栅板
7、发生如下化学反应放电过程发生的化学反应是这一反应的逆反应，当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时，在电池的正负极栅板上就有PbSO4存在，PbSO4长期存在 会失去活性，不能再参与化学反应，这一现象称为活性物质的硫酸化，为防止硫酸化的形成，电池必须经常保持在充足电的状态，蓄电池绝对不能过放。13 正极板腐蚀由于电池失水，造成电解液比重增高，过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀，防止极板腐蚀必须注意防止电池失水现象发生。14 热失控热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。造成热失控的根本原因是浮充电压过高。一般情况下，浮充电压定为2.232.25V/单体
8、(25)比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用235V单体(25)，则连续充 电4个月就可能出现热失控；或者采用230V/单体(25)，连续充电68个月就可能出现热失控；如果是采用228V单体(25)，则连续 1218个月就会出现严重的容量下降，进而导致热失控。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池容量下降，最后失效。2、阀控铅酸蓄电池内阻模型研究阻抗分析是电化学研究中的常用方法，是电池件能研究和产品设汁的必要手段。图l所示为常用的铅酸电池阻抗的等效电路。文献研究中将Warburg阻抗表示为一个电阻和电容串联组成的阻抗ZW。式中：为Warburg系数，表示反应物和生成物的扩散性质特
9、性； 为角频率。电池的阻抗包括欧姆电阻和正负极阻抗，即电池阻抗是一个复阻抗，在其它条件不变的情况下，与测试频率有关。通常情况的内阻是指某一固定频率下的内阻值，对于一般的VRLA蓄电池，多数采用低于100 Hz的频率在实际使用中常把复阻抗的模 称为内阻。21 内阻在线测量方法备用场合使用的VRLA电池一般容量很大，在几十到数千安时，电池的内阻值很小。由于阻值低，电池正负极输出感应的电压幅值很小，尤其是在线测量时电池端存在充电纹波和负载变动时的动态变化，要准确测量内阻是有一定难度的。常见的内阻测试方法有以下几种。2.1.1 直流方法直流方法是在电池组两端接入放电负载，根据在不同电流(I1、I2)下
10、的电压变化(U1一U2)来计算内阻值，见图2所示。常采用式(3)计算。由于内阻值很小，在一定电流下的电压变化幅值相对较小，给准确测量带来困难，由于放电过程电压的变化，需要选择稳定区域计算电压变化幅值。实际测最中，直流方法所得数据的重复性较差，准确度很难达到10以上。2.1.2 交流方法交流方法相对直流法要简单。当使用受控电流时，I=ImaxSint，产生的电压响应为即阻抗是与频率有关的复阻抗，其相角为，而其模|Z|=Vmax/Imax。从理论上讲，向电池馈入一个交流电流信号，测量由此信号产生的电压变化即可测得电池的内阻。即式中：Vav为检测到交流信号的平均值；Iav为馈入的交流信号的平均值在实
11、际使用中，由于馈入信号的幅值有限，电池的内阻在微欧或毫欧级，因此，产生的电压变化幅值也在微伏级，信号容易受到干扰。尤其是在线测量时，受到的影响更大。2.1.3直流方法与交流方法相结合：采用直流方法与交流方法相结合的测试方法，结合直流测试方法的稳定性好与交流方法的精确度高优点与一体，采用基于数字滤波器的内阻测量技术和同步检波方法克服外界干扰，获得比较稳定精确的内阻数据。深圳普禄科的PITE3920蓄电池在线监测系统，成功应用了这一高新技术。2.2 不同测量方法对内阻值的影响由于测量方法的不同，蓄电池内阻数值有较大的差异。因此，在研究内阻变化时需要在同一方法下进行测量。2.3 不同充电状态对内阻值
12、的影响蓄电池处于不同的状态其内阻值也有很大的差异。放电容量达到80后，内阻急剧上升。转入充电后，内阻很快恢复到正常数值。24 不同的失效模式对内阻值的影响蓄电池的不同失效模式反映在内阻变化的幅值并不一样。图3是不同劣化模式下的电池放电曲线。与一般的腐蚀模式对比可以发现：同样的欧姆内阻变化幅度，失水模式能提供的输出容量比腐蚀模式的要低。另外的电池劣化模式也从不同的角度影响电池的内阻，除腐蚀和失水外，活性物质的不同结晶状态也影响输出容量和内阻。对处于正常浮充电压一定时间后的电池，可以认为是在完全充电状态。温度对电池内阻影响甚微，低温有些影响。在运行条件较好的场合，可以不考虑温度的影响。目前国内还没
13、有相关的标准对蓄电池内阻数据进行解释说明，只有IEEE Std 11881996中对内阻测量和数据分析作了简单的说明，IEEE Std11881996指出：内阻受包括物理连接、电解液离子导电性和电极表而的活性物质的活性三方面因素的影响，内阻值与所采用的仪器和测量方法有关，内阻的变化可以当作电池性能或者说容量变化的指示。明显的内阻变化表明蓄电池有大的性能改变，超过30的变化即可认为明显，但这个变化幅度可能跟不同厂家的电池有关。分析发现，在蓄电池劣化时，采用新工艺的蓄电池内阻值明显小于采用老工艺的蓄电池，对于新工艺的蓄电池内阻预警值应更为严谨。3 结语:内阻与SOH(State of Health
14、)的关系分析的结论如下。(1)不能直接用内阻数据来计算SOH(State of Health)，而且建立标准亦很困难。内阻不能同容量进行量化表达，只是性能的反映； (2)SOC(State of Charge)和SOH(State of Health)无疑影响电池内阻，劣化的蓄电池内阻都有很大的变化； (3)大容量电池的欧姆内阻很小。其变化幅度就更小，需要相当精度的测试手段； (4)部分电池的内阻变化明显，但此时的电池容量仍可能保持在良好水平； (5)劣化严重的电池其内阻变化数伉将超过某范围； (6)蓄电池的监测应是对蓄电池的运行参数、内阻变化、电压监测等的综合参数监测，对内阻的变化率的监测是很有意义的； (7)新工艺蓄电池的性能、寿命明显低于老的蓄电池，更需要严格监测其运行参数，定期的核对性放电不可缺少。四、蓄电池组在线监测系统国内外品牌市场调查报告：蓄电池组在线监测系统国内外品牌市场调查报告品牌比较项目国内主流品牌国外主流品牌国内其他品牌深圳普禄科杭州高特电子美国alber、Ben-tech、韩国powerton部分直流屏厂家（奥特迅、泰坦等）技术方面推荐理由（共性）模块化的软、硬件设计，方便现场安装维护、软件B/S架构、无需客户端应用软件；集成核对性放电和直流内阻测试功能；组网方式，方便管理，蓄电池失效模型，提前预知蓄电池运行情况；具有较早的美国蓄电池运行维护研
