铅酸蓄电池监控系统设计.pdf

Vol.36No.72016.7
船史故本应用研究
铅酸蓄电池监控系统设计
乐毅成2,于水英2,付志超,2
(1.武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064:2湖北长海新能源科技有限公司,湖北鄂州436070)
摘要:针对发电厂或工业系统中需要提供稳定性DC220V直流电源,研制了采用铅酸电池组成的直流电
源系统。本文介绍了铅酸电池电源系统的组成、结构和使用方式;详细描述了铅酸蓄电池监控系统的主要
功能、崨件结构和软件设计。实践表明该系统工作稳定可靠,检測精准,满足铅酸电池监控系统的设计需
求
关键词:铅酸蓄电池直流电源系统监控系统
中图分类号:TM912
文献标识码:A
文章编号:1003-4862(2016)07-0047-03
Design of Monitoring System for Lead-acid Batteries
Le Yicheng", Yu Huiying, Fu Zhichao
(1. Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China; 2. Hubei Greatsea New Power Technology Co, ltd,
Ezhou 436070, Hubei, China)
Abstract: In view of the need for providing a stable DC220V power for power plant or industrial systems,
the monitoring system to the DC power supply for lead-acid batteries is presented including its composition,
structure, the main finctions, hardware structure in detail. Practice shows that the monitoring system works
stably, reliably, and accurately, and can meet the designing demands of monitoring and controlling the DC
power supply for lead-acid batteries
Keywords: lead-acid batteries, DC power ystem, monitoringsystem
统监测每块电池的电压和温度,监测铅酸蓄电池
状态数据并通过CAN总线上传给上层管理系统
直流电源系统是发电厂或工业系统中常用的控制直流蓄电池组充放电。
电源系统,一般作为UPS电源、控制系统主电源、
甚至一些动力设备的供电电源,特别是在一些不1蓄电池监控系统
允许断电的工业生产系统中至关重要,因此,铅
蓄电池监控系统用于蓄电池组的实时检测,
酸蓄电池直流系统的可靠性、稳定性在工业系统在正常运行模式下,通过检测指定蓄电池的工作
中涉及到重大经济效益
电压和温度,提供电池的工作状态数据给上位机,
本文介绍直流220V铅酸蓄电池电源系统的便于上级平台进行动力源监控和管理。在电池组
蓄电池组及其监控系统,蓄电池组采用110块型充电模式下,通过检测指定蓄电池的工作电压和
号为DFM-360铅酸蓄电池串联组成,其中16只温度,提供蓄电池的工作状态数据给充电机,使
蓄电池串联成1小组,14只蓄电池串联1小组,得充电机对充电状态下的电池进行实时监控,保
110块电池由6小组16只蓄电池组串联加上1小证充电安全进行。
组14只蓄电池串联,共7小组电池串联:监控系
蓄电池监控系统由一体化工控机、7个电压
温度采集模块、电源模块及线缆等组成,如图1
收稿日期:2016-03-15
所示。一体化工控机作为监控系统的人机交互载
作者简介:乐毅成(1973-),男,高级工程师。研究方向
体,安装了电池参数监测软件,承载了与电压温
化学电源技术
度采集模块进行信息交互,同时将蓄电池组中7
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万方数据
船电枝木应用研究
36No.72016.7
个电压温度采集模块的数据进行处理;对蓄电池集,通过实际测量和校准,最后系统电压测量精
组电压和温度参数统计分析,判读电池的工作状度达到10mV。
况,并对故障或落后电池进行报警和指示;对电
6路电压
电信号
电压信号
接1电路
选通电路
差分电
滤波电路
池组状态进行显示、存储及与上级进行信息交互。
电压温度检测模块采用模块化插件结构,具有体
DI通道
D13.3V
译码电路
转5电跆
积小、重量轻、功耗低的特点,每个模块最多可
以同时检测16路电压和温度,通过CAN总线将
16路温度
接?电路
转5电路
DSP2812
检测数据与外部进行交互:电源模块将外部提供
的两路电源AC220V和DC24V进行控制,转换
电阻信号转
电压信号
电压信号
换电压信号
稳定电路
选通电路
滤波电路
成系统需要的DC24V电源,保证电源的可靠性
通信光
串口通信
糊隔离电路
接电路
控制器
AC220V DC24
CAN通信光
CAN通信
接电路
电源穫
1体化⊥控机
UC4\
图2电压温度采集模块资源框图
温度信号采集电路:温度传感器采用
电压温度
PT1000,温度范围0.:150℃,当温度为0℃时,
不集模块
樊模块7
电阻值为1000:0.6092,当温度范围在0~100℃
时,电阻值变换为3.859/"℃。选用PT1000传感
电泡16
ーーー电池97
电池110
器即保证了测量范围,又使每摄氏度相应电阻值
易于测量,电路设计和分辨更简单。电路设计时
图1蓄电池组隘控系统柜图
将PT1000与ー个固定电阻串联,16路温度信号
2蓄电池监控系统硬件设计
需要16个PT1000将电阻信号转换成电压信号,
通过芯片CD4067B选通相应的电压信号,然后
蓄电池监控系统主要使件包括:一体化工业经过滤波、限压等再引入DSP2812模拟量输入采
机、电压温度采集模块、电源模块及线缆。根据集,通过实际测量和校准,最后系统电压测量精
系统集成要求,一体化工控机、电源模块是采用度达到1℃。
标准产品,电压温度采集模块根椐实际需求设计
开发。
铅酸蓄电池监控系统
电压温度采集模块是铅酸电池组现场检测设m
エ压「。を元号「な要品1「1
任压值「2电池元号r1「
电压()
备,核心是DSP处理器芯片TMS320F2812,主
运正
最高温度)「?电泄元号
电想时元「21「
x低康)「?电地单元
电能元e「21「
要涉及硬件资源有:16路电压采集、16路温度采
电压(22
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