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          游覽車蓄電池

          游覽觀光車蓄電池
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          蓄電池單體監測系統
          電池組是數據中心領域中的一個故障點。脹大,短路,漏液,嚴重時會引起火災,造成驚人的損失。中外許多IDC機房都有電池起火的慘痛教訓。
          怎樣預防呢?電池監控系統采用UPS主機或直流電源自帶方式,難以完成這項工作。這類監控系統通常只能監控電壓,電流以及整個電池的環境溫度。由于每個單元的溫度、電壓、電流以及電池內阻的關鍵值都無法做到在線監測,因此無法做到提前預警。當觀光車蓄電池長時間浮充時,測得的觀光車蓄電池端電壓為浮值,故障觀光車蓄電池與正常觀光車蓄電池的端電壓無明顯差別,在浮充過程中,只監測觀光車蓄電池電壓和電流,不能在線檢測到。僅當電池放電時,故障電池的端電壓就會急劇下降。同類型、同批次的電池,在使用初期,各參數往往相近,當電池老化或出現故障(斷路、短路、電池端子虛接)時,其內阻值有明顯變化。檢測電池內阻的相對變化,可以實現對電池故障的早期預警。因此,電池內阻、溫度的在線監測才是電池在線監測的重點。相關標準對此都有明確的要求:GB50174《電子信息機房設計規范》要求A類機房應監測每節觀光車蓄電池的電壓、阻抗和故障。美國電信業聯合會TIA942要求Tier4機房配置在線自動檢測系統,對每節電池的電壓、溫度和內阻進行監測。
          智能型電池單體監控系統發展了三代人。一代單體電池監控系統僅對電池的電壓、電流進行監控,通過對電池端電壓的監控可以發現電池的故障;二代集中式監控系統除具有一代系統的功能外,還能對電池的內阻進行監控。二代采用集中式采集結構,基本可以判斷單個電池故障。集中式接線通常采用不插接端,出現故障時更換不易,接線繁瑣易出錯,接線密集會造成接線混亂,并累積到危險電壓;第三代采用分散型模塊結構,可對單個電池的電壓、內阻、溫度等進行監控。具有完善的報警、報警提示功能;模塊化設計簡化了系統的結構,使得安裝維護更方便快捷。
          單電池內阻的測定方法。
          通常采用兩種方法對智能單體監測系統的電池內阻進行檢測。
           
          (1)直流法。
          電池組放電檢測模塊,測量電池組放電電壓穩定后的瞬間恢復電壓差,ΔU=U2-U1;
          測定放電電流值I;
          算出電池內的Ri=ΔU/I。
            
            用戶對直流法的疑慮是直流法在電池放電過程中是否對電池有損害?新型的智能檢測系統采用脈寬調制放電模式,盡量減少放電時對電池的損害。艾特網能單體監測系統采用先進的四線內阻檢測法可以極大的降低線路阻抗對電池內阻檢測的影響,數據準確合理。圖3為四線內阻檢測法的原理圖。
            
            (2)交流法
            
            交流檢測法的檢測曲線如圖4所示。電池實際上等效于一個有源電阻。給電池施加一定頻率和一定電流(目前一般使用100Hz~1kHz頻率、50mA小電流);然后檢測出相應電池電壓的反饋變化,對其反饋電壓進行采樣,經過整流、濾波等一系列處理后,通過計算得到該電池的內阻值。
            
            用戶對交流法的疑慮是檢測過程中注入的交流信號是否會對系統產生干擾?優化的交流測試系統多采用非注入方式,充分利用電池的充電紋波來進行測量。
            
            兩種方法各有利弊。在充電電壓紋波較小時,直流法更加準確可靠。在電池充電壓紋波較大時,直流法會受到很大干擾,交流法更加精準。艾特網能電池單體監測系統采用了兩種測試方法兼容模式,系統可以根據充電紋波自動選取最佳檢測方式。
            
            2 溫度測量方法
            
            傳統型集中式觀光車蓄電池內阻在線監測系統的溫度檢測,僅檢測1~4路溫度,且檢測的是環境溫度或者是觀光車蓄電池組的表面溫度,不能真實的反映單個觀光車蓄電池的內部溫度。艾特網能電池采集模塊的溫度探頭,直接集成在測量線束上??芍苯硬杉抗澯^光車蓄電池的極柱溫度(見圖5)。一方面可有效地避免單節電池熱失控現象的發生,另一方面也可檢測電池大電流放電時極柱溫升情況,避免電池電纜過熱。同時具有環境溫度檢測功能,可實現電池溫升報警、溫度報警等功能。智能監測系統可以在電池極柱溫度異常升高時,自動脫扣電池開關,切斷電池充放電回路,有效避免火災的發生。檢測每節電池的極柱溫度對觀光車蓄電池火災早期預警意義重大。
            
            3 電池的自動均衡
            
            艾特網能智能電池管理系統能實現電池在線自動均衡功能??上姵亻g的差異,保證組內電池的一致,提高電池的使用率。電池在浮充狀態時,系統通過電壓檢測,一旦發現某節電池電壓超過平均值或基準值的一定比例,系統進入均衡處理過程。電池均衡電路采用MOS開關對電池進行旁路脈沖式放電,防止電池過充,實現電壓均衡。
            
            4 電池活化功能
            
            在均衡電路基礎上,可進一步提供活化功能。系統通過內核的算法,確定脈寬調制的占空比,并發出活化均衡控制信號來控制MOS管變頻高速通斷,達到對該節電池進行小電流瞬時的可控充放電(斷開時恢復充電),從而實現對該節電池的激勵作用,持續高頻沖擊和破碎電池內部硫酸鹽層,活化電池。
            
            5 系統的安裝和維護
            
            模塊化的設計使工程安裝極其方便。
            
            (1)電池采集線纜
            
            采用雙叉線鼻和插拔線纜組合方式,方便施工安裝和線纜更換。在電池安裝時,將墊片同時預裝,可大大節省電池監控系統安裝工時。
            
            (2)電池采集模塊體積小巧,直接粘在觀光車蓄電池表面
            
            采用配套專用測量線纜,測量線纜可以隨時從電池采集模塊上拆卸。通訊線采用網線串接在各個電池采集模塊之間(無線模式不需要通訊線),模塊安裝采用魔術貼安裝方式,方便模塊的檢測、拆裝和再利用。
            
            (3)采用主控顯示和分散模塊測量電池數據
            
            各單元間采用總線方式數據連接,從電池柜中僅需引出1~N根通訊線(根據電池組數而定,無線方式不需要)即可,大大減少傳統電池監測系統的工程施工量。監控單元采用19寸機架結構,可以直接安裝在標準機柜內,或直接掛墻和掛電池柜上,方便安裝。
           
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