免维护铅酸蓄电池在线监测系统的设计

2020-08-24

蓄电池是UPS系统的重要组成部分,对蓄电池进行在线监测,及时掌握蓄电池的健康状态,对提高UPS系统的可靠性具有重要意义。本文设计了一种基于ARM的蓄电池在线监测系统。该系统可在线监测蓄电池的电压、电流,同时通过CAN总线将监测到的量传输到上位机,选用二阶RC等效电路作为蓄电池的模型,利用最小二乘法辨识模型参数并根据开路电压与SOC的关系估计出蓄电池的荷电状态(SOC)。通过上位机软件可以直观的显示蓄电池的健康状态,及时发现失效电池,延长蓄电池的使用寿命,保证UPS系统的安全运行。

       随着信息技术,互联网及经济的快速发展,越来越多的用电设备使电网的负荷日益严重,并造成电能质量恶化,突然断电时有发生,严重影响了设备的正常运行,为了设备的安全,不间断电源系统的应用越来越受到人们的重视。目前,UPS主要以阀控式铅酸电池作为储能装置,维修结果表明,近一半以上的UPS 故障是由于蓄电池失效引起的。由于不能准确判断蓄电池是否失效,如果蓄电池未失效而更换电池,导致蓄电池的实际使用时间远小于期望的时间,增加了再投资的费用;如果蓄电池已经失效而未更换,则会导致其他蓄电池的损坏。因此准确判断蓄电池是否失效就显得尤为重要,全面掌握蓄电池的内部状态可以使我们更准确的判断蓄电池的健康状态。

        本文设计出了一种蓄电池在线监测系统,其主要两部分组成:一部分为下位机,主要用来实时检测蓄电池的电压、电流;另一部分为上位机,主要用来建模和计算,同时显示并预报蓄电池的健康状况,下位机通过CAN总线将检测到的数据传输给上位机。该系统可在线监测蓄电池的电压、电流,并进行数据异常分析报警,同时采用递推最小二乘法来估计出蓄电池的内部参数及荷电状态。