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智能电池单体监控系统

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-23 20:26:03 * 浏览: 17
电池是数据中心领域的高故障点。在线监测单个电池的内阻和温度对于判断电池故障和火灾预警具有重要意义。本文介绍了智能电池监控系统的开发以及内部电阻和温度测量方法。 var_bdhmProtocol =((“ https:” == document.location.protocol)? ” https://”:“ http://”),document.write(unescape(“%3Cscriptsrc ='” + _ bdhmProtocol +” hm.baidu .com / h.js%3F83e8d4ba8c3dd1c5d05a795e63a2d7b4'type ='text / javascript '%3E%3C /脚本%3E”)),电池是数据中心领域的高故障点。凸起,短路和液体泄漏在严重的情况下可能会引起火灾,并且造成的损失令人震惊。国内外许多IDC机房都有电池起火的惨痛教训。如何预防呢? UPS主机或直流电源随附的电池监控系统很难完成此任务。这些监视系统通常仅监视整个电池组的电压,电流和环境温度。每个电池单元的温度,电压和电流以及关键电池的内部电阻无法在线监控,因此无法实现预警。当电池长时间处于浮空状态时,测得的电池端电压为浮点值,故障电池的端电压与普通电池差异不大。在电池浮动充电期间,仅监视电池电压和电流,并且无法在线检测出故障电池。 。仅当电池放电后,故障电池的端子电压才会急剧下降。相同型号和相同批次的电池的内阻值。在使用的早期,参数通常是相似的。当电池老化或发生故障(开路,短路和电池端子错误连接)时,其内部电阻值将发生显着变化。通过监视电池内阻的相对变化,可以实现电池故障的预警。可以看出,在线监测单个电池的内部电阻和温度是最重要的。有关标准在这一点上有明确的要求:GB50174“电子信息计算机室设计规范”要求使用A类计算机室来监视每个电池的电压,阻抗和故障。美国电信联盟TIA942要求Tier4机房必须配备在线自动检测系统,以监视每个电池的电压,温度和内部电阻。智能电池监控系统经历了三代发展。单代电池监视系统仅检测电池电压和电流。仅当电池放电后,才可以通过检测电池端子电压来发现故障电池。除了第二代系统功能之外,第二代集中监控系统还可以监控电池的内部电阻。 。第二代采用集中式采集结构,基本上可以判断单个电池故障。集中式通常使用不可插拔的端子,出现故障时不易更换,接线繁琐且容易出错。端子过密可能会导致布线混乱并积聚高危险电压。 ,内部电阻,温度等。具有完善的报警和预报警功能。模块化简化了系统结构,使安装和维护更加方便快捷。图1是模块化电池单元系统连接的示意图。 1单节电池内阻测量方法智能的单节电池监视系统通常使用两种方法来检测电池的内阻。 (1)直流法,如图2所示。将电池放电至检测模块,并测量电池放电电压稳定后的瞬时恢复电压差ΔU= U2-U1。测量放电电流值I。计算出电池内部值Ri =ΔU/I。用户对直流方式的怀疑是直流方式是否会在电池放电过程中损坏电池。新界面合理的检测系统使用脉冲宽度调制放电模式,以最大程度地减少放电过程中对电池的损坏。互联网能源单元监控系统先进的四线内阻检测方法,可以大大降低线路阻抗对电池内阻检测的影响,数据准确合理。图。图3是四线内部电阻检测方法的原理图。 (2)交流法交流法的检测曲线如图4所示。电池等效于有源电阻。给电池施加一定的频率和一定的电流(目前一般使用100Hz〜1kHz的频率,50mA的小电流),然后通过整流,滤波等一系列处理,检测出相应的电池电压反馈变化,采样其反馈电压等计算电池的内阻。用户对交流方法的怀疑是在检测过程中注入的交流信号是否会产生系统*?经过优化的交流测试系统大多采用非注入法,以充分利用电池的充电纹波进行测量。两种方法都有优点和缺点。当充电电压纹波较小时,直流法更加准确可靠。当电池的充电纹波较大时,直流法会受到很大的影响*,而交流法会更加准确。 Aitenet电池监控系统采用两种测试方法兼容的模式,并且系统可以根据充电纹波自动选择检测方法。 2温度测量方法传统的集中式电池内阻在线监测系统的温度检测只能检测到1到4个通道的温度,不能真实反映电池组的环境温度或表面温度。 Aitenet电池采集模块的温度探头直接集成在测量线束上。可以直接收集每个电池的极点温度(见图5)。一方面可以有效避免单个电池的热失控,另一方面,还可以检测大电流放电时极柱的温升,避免电池电缆过热。同时具有环境温度检测功能,可以实现电池温度升高报警,温度报警等功能。智能监控系统可在电池极温度异常升高时自动跳闸电池开关,切断电池充放电电路,有效防止火灾。检测每个电池的极点温度对电池着火的早期预警具有重要意义。 3电池自动均衡以太网智能电池管理系统可以实现在线电池自动均衡功能。它可以消除电池之间的差异,确保组中电池的一致性,并提高电池使用率。当电池处于浮动状态时,系统将通过电压检测。一旦发现某个电池的电压超过平均值或参考值的某个百分比,系统便进入均衡过程。电池均衡电路使用MOS开关对电池进行旁路脉冲放电,以防止电池过度充电并实现电压平衡(参见图6)。 4电池激活功能在均衡电路的基础上,它还可以提供激活功能。该系统通过内核算法确定脉宽调制的占空比,并发送一个有源均衡控制信号来控制MOS管的高速开关。 ),以达到电池的励磁效果,持续进行高频冲击并粉碎电池内部的硫酸盐层,从而激活电池。图7是破裂的硫酸盐层的照片。 5系统安装和维护模块化设计使工程安装极为方便。 (1)电池收集电缆双****线鼻和插入式电缆的组合,便于安装和更换电缆。在安装电池时,垫圈是同时预装的,可以大大节省电池的安装时间y监控系统。有关电池收集电缆,请参见图8。 (2)电池收集模块小巧紧凑,直接粘附在电池表面。配套采用专用的测量电缆,可以随时从电池收集模块上卸下测量电缆。通信线路串联连接在每个电池收集模块之间(*模式不需要通信线路),并且该模块使用Velcro安装方法进行安装,便于模块检测,拆卸和重复使用。 (3)主控显示和分布式模块用于测量电池数据。每个单元都采用总线数据连接。从电池柜只需要抽出1到N条通讯线(根据电池组的数量,不需要*模式)。 ,大大减少了传统电池监控系统的工程建设量。监控单元采用19英寸机架结构,可以直接安装在标准机柜中,也可以直接安装在壁柜或电池柜上,以方便安装。图9是智能电池监控系统的现场安装图。 6结束语智能电池监控系统弥补了UPS随附的整个电池监控系统的不足,使电池维护智能化和基于数据,可实时在线监控每个电池,从而高效,准确地检测电池。电池故障和故障预警可以有效避免计算机机房中的重大事故,并可以实现电池平衡和激活。它是高端数据中心生命周期管理中必不可少的安全保护系统。关于作者Wen Shunli,中欧EMBA MBA UPS高级工程师,深圳市爱特网络能源技术有限公司中国数据中心产业发展联盟专家委员会常务委员。UPSamp,供配电产品总监。从事UPS的研发,设计和市场营销工作已有20年,具有丰富的行业数据中心和工业配电系统的实际应用经验,参与了北京奥林匹克鸟巢务虚会的设计和建设,国家信息安全中心,上海中国证券交易所等重大项目,如建行武汉数据中心和中石油安宁炼油厂。多年来,他一直致力于电源和配电系统的技术应用研究。