蓄电池组在线监测项目
作者：深圳市皮特电子有限公司时间：2008-04-18 我要发布
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
目录
引言.................................................................................. 2
一．重要意义.......................................................................... 2
二．可行性............................................................................ 2
三．技术方案.......................................................................... 2
1．分析常见的蓄电池失效模式........................................................ 2
2．阀控铅酸蓄电池内阻模型研究...................................................... 3
3．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................................................. 14
1．概述........................................................................... 14
2．系统拓扑图..................................................................... 14
3．方案描述....................................................................... 14
4．方案特色....................................................................... 15
5．PITE3920蓄电池在线监测系统介绍................................................ 16
5．1功能特点................................................................... 16
5．2技术指标................................................................... 16
6．监测中心软件介绍............................................................... 17
6．1概述....................................................................... 17
6．2功能描述................................................................... 17
6．2．1 用户权限管理......................................................... 17
6．2．2 实时监控............................................................. 17
6．2．3 数据分析............................................................. 18
6．2．4 趋势分析............................................................. 18
6．2．5 报表分析............................................................. 19
6．2．6 用户管理............................................................. 19
6．2．7 设置组报警阀值....................................................... 19
六．设备配置清单..................................................................... 20
七．技术服务......................................................................... 20
7．1 总则.................................................................... 20
7．2 项目经理制.............................................................. 20
7．3 系统安装调试、投运时的技术服务.......................................... 20
7．4 保证期内的技术服务...................................................... 20
7．5 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。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。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2．35V／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。
1．2 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。
1．3 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。
1．4 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2.23～2.25V/单体(25℃)比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用2．35V／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6～8个月就可能出现热失控；如果是采用2．28V／单体(25℃)，则连续 12～18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：λ为Warburg系数，表示反应物和生成物的扩散性质特性；
????? ω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。
2．1 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=ImaxSinωt，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φ，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。
2．4 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。
目前国内还没有相关的标准对蓄电池内阻数据进行解释说明，只有IEEE Std 1188—1996中对内阻测量和数据分析作了简单的说明，IEEE Std1188—1996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)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
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品牌 比较项目 |
国内主流品牌 |
国外主流品牌 |
国内其他品牌 | |||
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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） | |||
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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究单位、国内可代理购买； 可实现蓄电池在线监测的必要功能，软件采用C/S结构； 可以通过RTU、综合系统组网 成组或多节测试，断电安装，在线安装； |
功能相对简单，只实现蓄电池组电压、电流等的监测； 无法独立组网并对蓄电池运行信息进行整合评估 非真正意义上的蓄电池监测系统，没有内阻、温度测试功能； 只对充电状态进行监测，不监测电流；不监测电池裂化趋势。 | ||
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各自的特性 |
1、集成化一体机 2、安装简便 3、具有蓄电池参数变化趋势分析； 4、蓄电池状态管理智能化功能； 5、具有系统自检功能，及时了解系统本身的运行状况； |
1、模块化分体机 2、安装烦琐，工程复杂 3、无蓄电池参数变化趋势分析； | ||||
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最大监测节数 |
通过增加监测仪达到无限扩展监测电池数量，集中分析； |
均能满足监测最高不超过108节/组×2组 | ||||
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人机界面 |
友好人机界面，纯中文操作，傻瓜化，智能化 |
计算机连接显示、英文操作界面，不支持本地检测，只能计算机控制检测； |
集成在充电装置控制系统显示 | |||
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操作模式 |
现场主机操作、远程计算机控制管理 |
现场简单操作、客户端界面操作 |
充电装置界面操作 | |||
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内阻测试方法 |
现场或远程均可进行、交直流融合法内阻测试； |
现场或远程均可进行、直流大电流内阻测试方法 |
现场内阻测试、直流大电流内阻测试方法 |
有部分直流屏厂家可以通过交流来测试内阻 | ||
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蓄电池核对性容量测试 |
体积小，纯阻测试，外接试操作 |
体积较大 |
一般需配置其他厂家便携的蓄电池核对性容量测试设备 | |||
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组网方式 |
LAN网口 |
主机直接具备RJ45网络接口 |
主要以RS232串口拨号为组网方式，局域网方式需选配外置以太网适配模块 |
RS232、RS485，不可扩展网络接口 | ||
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远程管理 |
对所有监测信息进行查询； 远方控制进行蓄电池内阻测试； |
对所有监测信息进行查询 现场控制进行直流动态放电，短时间测出蓄电池内阻 |
通过充电装置管理，无法直接远程管理 | |||
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软件构架 |
采用B/S结构相结合，最大支持2500个站的管理；数据采用网页WEB发布形式 |
采用C/S与B/S结构相结合，最大支持1000个站的管理；数据采用网页WEB发布形式 |
C/S构架，每个现场的工控机均需安装软件包，软件为已开发成型，模式相对固定 |
通过接口在充电装置上显示，无独立应用软件 | ||
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蓄电池智能分析功能 |
把连续的、相互关联的各种信息（核对性放电测试数据、内阻测试数据，温度数据等），通过概率统计学、模糊数学和人工神经网络等数学方法，形成了一个完整的、综合的电池失效数学分析模型，提前预知电池性能和失效状态； 通过参数设置达到固定时期输出蓄电池状态报表，将劣化、落后、需要进行活化的蓄电池所在的具体站、组、电池号显示出来并提出专家性处理建议； |
把蓄电池相关的各种参数通过数学模型进行处理后形成参数报表； 无专家分析系统，报表输出只将蓄电池各项参数输出，没有对蓄电池状态进行格外提醒 |
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服务方面 |
售前 |
进行售前演示，现场调查，讲解培训； 现场调查是为了让产品更贴合实际现场工况； 讲解培训是为了让客户 在产品到来之前深入了解产品，如果有特殊需要还将提供特色定制的服务 |
进行演示，无现场调查和讲解培训或做简单的培训，没有特色定制服务； | |||
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售后 |
1、咨询服务：提供仪表常识及技术、专业智能仪表产品及应用等方面的咨询； 6、及时服务：在24小时内提供技术服务。（因为该公司在广东省内，时间上能保证及时性） |
1、提供产品培训服务； 2、提供24小时现场故障解决服务 3、定期回访客户，帮助客户解决使用中碰到的难点； |
1、提供产品培训服务； 2、回访服务 3、不能提供24小时现场故障解决服务， 国外产品在国内的技术力量有限 |
不针对蓄电池监测进行单项服务，因为这只是此类公司的附加产品； | ||
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维修 |
提供2年免费保修。终身维护； 提供软件产品终身免费升级服务 返修产品在3个工作日内维修完毕并在接下来的3个工作日内送达客户现场并安装调试，待客户确认合格后方止； |
1、2年免费保修； 2、软件升级收费； 3、维修设备因为是分体式所以客户本身很难明确是哪个模块出问题只能全部拆下返回公司，造成的工程量大； |
将产品发回公司维修 | |||
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价格方面 |
市场硬件价格比较 （以110V、2组单体2V电池为例） |
5～6万（备注：实现电压、电流、温度、容量、内阻检测、网络通讯管理等功能） |
11～13万（备注：实现电压、电流、温度、内阻检测、网络信息监控等功能） |
1～2万（备注：实现电压、电流、温度功能） | ||
根据目前市场调研情况分析，蓄电池监测系统这类产品到目前为止主要经历了4代产品：
第一代产品功能主要包括：
现场显示蓄电池电压和充放电电流，温度，蓄电池过、欠压报警等；这一时期的产品主要以分立元件等构建电路进行数据的采集，误差较大，使用后一段时间后数据容易出现很大的偏移，电池电压误报警多。
第二代产品功能主要包括：
在第一代产品的基础，使用更多的集成电路器件，设备整体采集精度、可靠性增强，使用寿命增加，但这一时期的产品功能上并未有很大的突破，也是目前生产厂家最多的一代产品。
第三代产品功能主要包括：
在第二代产品的基础功能上，引入了蓄电池维护理念，增加蓄电池核对性容量测试、在线内阻测试等功能，实现了蓄电池的监测与维护一体，有效延长了电池的使用寿命。
第四代产品功能主要包括：
随着电池的使用分布越来越广，蓄电池的组网管理成为当前的一个趋势，但前三代的产品基本只具有简单的串口通讯功能，实现多组蓄电池的组网管理需要外置Modem拨号模块，走单独的电话线进行管理，或选配个别厂家附加的局域网通讯模块
各主要厂家产品主要配置及功能实现
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功能?????????? 配置 |
深圳普禄科 |
杭州高特电子 |
美国alber |
国内部门直流屏厂家 | ||||
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基本功能（蓄电池运行状态信息采集：单体电压、组端电压、充放电电流、温度、电压超限告警） |
主机PITE3920一台主机囊括所有功能 |
中文显示，可直接显示操作 |
系统监控单元(DJX) |
320×240大屏幕液晶，可直接显示操作。 |
控制器（BDS） |
需配置计算机终端进行显示操作 |
集中监控器 |
与充电机共用直流屏集中监控单元 |
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每个主机可采集64、108节电池电压，可以通过增加主机做到无限扩展，电流监测传感器数据直接传到主机显示屏。 |
电压、电流、温度采集模块(DC) |
每个模块采集10节电池电压，52－54节只需6个，103－108节只需11个，单个模块价格相对较低 |
数据采集器（DCM） |
每个模块采集48节电池电压，52－54节需2个，103－108节需3个，单个模块价格高，配置不是很合理 |
蓄电池巡检单元 |
每个模块采集10节电池，52－54节需5个，103－108节需11个 | ||
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内阻测试 |
交直流融合法测试内阻，可随时测也可设定参数自动测，并保存数据 |
放电模块（FD） |
一次测试2～3S，同时测量所有电池内阻，测试电流＞ |
外接负载模块（ELM） |
单组电池分10段测试，测试电流约 |
无此功能 |
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蓄电池容量测试 |
通过电流传感器监测功能监测放电电流，参数经过主机处理后显示电池容量； |
根据现场电池配置，与内阻测试单元一体化设计，具有失电保护功能 |
外置负载单元（CLU） |
不建议采用，重量较重 |
放电模块 |
部分通过逆变模块，将放出的电流直接回溃电网，不建议大批量运用，存在误操作性，会有污染电网的可能 | ||
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管理软件 |
蓄电池在线监测系统V3.0 |
采用B/S结构相结合，最大支持2500个站的管理；数据采用网页WEB发布形式 通过参数设置达到固定时期输出蓄电池状态报表，将劣化、落后、需要进行活化的蓄电池所在的具体站、组、电池号显示出来并提出专家性处理建议； |
DJX.NET V5.2 |
B/S结构，网络发布，智能分析，失效电池预警 |
BMDM |
C/S结构，一般信息显示，缺少综合分析功能 |
GCM |
C/S结构，一般信息显示，无综合分析功能 |
五．普禄科蓄电池在线监测技术方案介绍
1、概述：
深圳普禄科的PITE3920蓄电池在线监测系统，能够实时监测蓄电池的内阻、端电压等参数，能够计算电池的容量，并用SQL-SEVER数据库对监测数据进行管理，方便随时调用数据并进行分析。系统发现劣化电池时能够及时报警，为蓄电池组的精细维护提供依据。系统采用B/S结构，方便各级相关人员在允许的权限内随时调阅相关数据，有利于提高蓄电池维护技术管理水平。
2、 系统拓扑图
以太网 。。。。。。。。 监测中心 ?IE用户1????? IE用户2??? IE用户3??????????????? IE用户n 。。。。。。 PITE3920-48在线监测仪 1#蓄电池组 24节蓄电池 2#蓄电池组 24节蓄电池 PITE3920-48在线监测仪 3#蓄电池组 24节蓄电池 4#蓄电池组 24节蓄电池 PITE3920-48在线监测仪 23#蓄电池24节蓄电池 24节蓄电池 24#蓄电池组 24节蓄电池
3、 方案描述
从上述的拓扑图，我们可以看到，普禄科公司提出的解决方案是一个简单易行的方案。
对24组蓄电池组，普禄科公司建议分别用12台PITE3920-48蓄电池在线监测仪来实现在线监测功能，每台PITE3920-48可在线监测48节蓄电池。这是因为PITE3920具有强大的功能，可以将数据采集、存贮、上传功能集于一身，组网方案非常简单。这12台
PITE3920-48自身带有48个接线端子排，通过测试线缆跟1组各24节蓄电池连接，可以测试到48节单节蓄电池以及整组蓄电池组的状态参数。
PITE3920-48内置以太网口，可以把监测到的数据通过以太网实时上传到监测中心计算机，实现对蓄电池的在线监测。
监测中心软件则采用基于B/S结构的模式，系统管理员可以给各相关人员分配用户名、密码与访问权限，这些相关人员作为IE用户，在规定的权限内通过 Internet/Intranet浏览蓄电池的数据与报表，随时可了解蓄电池组的情况。
监测中心采用数据库管理，采用SQL-SERVER商用数据库，方便对各蓄电池组的数据进行管理、查询与调用。
考虑到本系统要在动力环境监控系统下运行，我们建议，普禄科公司在动力环境监控系统平台上提供一个“蓄电池在线监测”的控件，只需在该平台上点击这个控件，即可运行本系统。这样，可以很大地减少我们跟动力环境监控系统供应厂商之间的合作开发任务，双方只需做好各自专业领域的事情，不需要太多的磨合，可以使系统的实施更加顺利，运行更加方便。
4、 方案特色
普禄科建议的技术方案具有如下的特色：
1）????????????? 组网简单，维护方便。
??? 只需12台PITE3920-48，便可上传下达，对24组576节蓄电池进行在线监测，组网非常简单不需要更多的中间层。系统运行中如有故障，可直接更换PITE3920，而不需要花时间去修理。维护起来简单方便。
2）???????????? 软件界面友好，操作方便。
软件采用我们日常所熟悉与习惯的类似微软“资源管理器”的树形结构，逐级展开，操作方便。
3）????????????? 数据管理简单明晰。
利用SQL-SERVER商用数据库的优越性，对监测数据管理，可以方便用户随时对数据的调用、分析与打印。
4）???????????? 数据共享，技术管理层次分明
软件采用B/S结构，方便各相关人员在各自的机器上，就可以在权限范围内随时调阅相关数据，这样，蓄电池维护的技术管理工作层次分明，便以管理。
5）???????????? 无缝嵌入动力环境监控系统
只需在大系统中平台下，单击“蓄电池在线监测”控键，就可以运行本系统。操作直观，简单。
5、PITE3920蓄电池在线监测仪介绍
5．1功能特点
1）全自动巡检电池内阻、端电压，自动记录监测数据。
??? 2）受控单检、巡检电池内阻、端电压，自动记录测试数椐。
??? 3）自动监测电池组性能均衡性，诊断电池故障，电池故障自动报警。
??? 4）自动分析内阻变化趋势，预测电池寿命。
??? 5）单体电池和电池组性能状态即可在现场观测；也可在数据中心观测。标志明确，显示直观。
??? 6）现场检测无需人工介入，避免了因人工检测误操作引起的短路、触电和负载断电风险。
??? 7）全隔离独立测试回路，既不受用户设备干扰，也不影响用户设备和电池组的正常运行。
??? 8）电池资源管理全面数字化、信息化。?
9）能够随时查询单节电池的内阻、电压、计算出容量，内阻偏高报警等功能。
5．2? PITE3920-48技术指标
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项目 |
参数 |
备注 |
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监测蓄电池数量 |
48节 |
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通信方式接口 |
RS485口、以太网口 |
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单体电压 |
2V：0-3V，精度0.5%rdg±6dgt |
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12V：0-16V，精度0.2%rdg±6dgt |
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单体内阻 |
范围0 ～ |
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精度0.1%rdg±6dgt |
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总体电流范围 |
0～ |
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总体电压范围 |
0～1000V |
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6、监测中心软件介绍
6．1 概述：
监测中心软件采用基于B/S结构的模式，B/S（Browser/Server）结构即浏览器/服务器结构，它是随着 Internet技术的兴起，对C/S结构（客户/服务器结构）的一种改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。
监测中心采用B/S结构模式后，系统管理员可以给各相关人员分配用户名、密码与访问权限，这些相关人员作为IE用户，在规定的权限内通过 Internet/Intranet浏览蓄电池的数据与报表，随时可了解蓄电池组的情况。
监测中心采用数据库管理，采用SQL-SERVER商用数据库，方便对各蓄电池组的数据进行管理、查询与调用。
6．2? 功能描述
6．2．1 用户权限管理
登录蓄电池在线监测系统软件时，需要通过身份验证。可分有高级用户和监测用户2种，各自的权限不同。高级用户是系统管理员，可以 行使用户管理、局维护、站维护、组维护、设置组报警阀值、实时监控、数据分析、趋势分析、报表分析、导入仪表数据功能。监测用户是一般用户，只可以行使实时监控、数据分析、趋势分析、报表分析、导入仪表数据、设置组报警阀值功能。
6．2．2 实时监控
实时监控模块可监控各路电池的电压、内阻、容量，并自动查找电压、内阻、容量最大值、平均值、最小值及其相应电池号。还可以根据需要选择电池编号排序、电压从大到小排序、电压从小到大排序、内阻从大到小排序、内阻从小到大排序。图5-1
?????????????????????? ????????图5-1
也可以查询电池实时直方图图5-2，正常范围内的直方图柱为绿色，如果数值超过告警高限或数值低于告警低限，直方图柱则为红色。
??????????????????????? ????????????????图
实时监控还可查看电池实时折线图，图5-3
????????????????????? ??????????????????图5-3
6．2．3 数据分析
系统可以对蓄电池的数据进行分析。只要选择开始时间和结束时间，系统可以自动搜索符合条件的记录，分析模块可回放各路电池的电压、内阻、容量，并查找电压、内阻、容量最大值、平均值、最小值及其相应电池号。 可回放各路电池的电压、内阻、容量直方图。可回放各路电池的电压、内阻、容量折线图。
6．2．4 趋势分析
6．2．5 报表分析
报表有两种形式，分别是所有电池的某一天的监测数据分析报表和某一节电池一段时间内的监测数据分析报表。图5-5
? ?????????
?????????????????????????????????? ?图5-5
6．2．6 用户管理
添加新用户，在添加新用户时，根据权限划分选择用户类型，用户名、密码，各用户只能在规定的权限内操作。
图5-7
6．2．7 设置组报警阀值
用户在分配的权限范围内，用户可以设置或修改组报警的限值。
六．设备配置清单
|
序号 |
设备型号名称 |
数量/单位 |
备注 |
|
1 |
PITE3920-48蓄电池在线监测仪 |
1/台 |
含配套现场接线用的测试线缆与夹钳。 |
|
2 |
监测中心分析软件 |
1/套 |
|
七．技术服务
1、 总则
a)???? 系统终身保修，两年免费保修。
b)???? 系统交货五年时间内免费提供版本的升级。
c)????? 系统严重故障时，公司将在24小时内派工程师到现场解决问题。
2、 项目经理制
为了确保系统顺利实施，普禄科公司将委派一位具有丰富现场工程经验与系统集成经验的技术人员作为该工程的项目经理。他将全面负责该项目的技术管理和项目管理。未经买方同意，在合同执行期间，普禄科公司将不会随意更换该项目经理。
3、系统安装调试、投运时的技术服务
为了便于合同中软硬件的安装、调试和投运， 普禄科公司将派出技术熟练的工程师到工程现场进行技术服务。如买方认为普禄科公司的技术人员不能胜任现场的工作，有权要求普禄科公司调换。
普禄科公司的现场技术人员将负责合同中软硬件系统设备的安装指导和检查，负责现场调试和全系统的启动投运，并负责解决系统投运时出现的问题。
普禄科公司技术人员将负责解答和解决由买方在合同范围内所提的问题。
普禄科公司的现场技术人员将免费在现场对软硬件系统设备的正确安装和试验给买方有关人员进行现场技术培训。
4、保证期内的技术服务
在保修期间，普禄科公司将保证系统的性能与合同中所保证的性能指标相符。如果因为系统的缺陷引起故障或异常运行，在收到买方的通知后，普禄科公司将免费用最短的时间和有效的措施予以修复。若有重大技术问题，公司将派技术人员以最快的速度赶赴现场解决问题。
保修期内发生系统故障时，普禄科公司将负责分析事故原因和恢复系统正常运行，如因系统设备本身原因造成的故障，一切发生的费用由普禄科公司承担。
5、保证期后的技术服务
在保证期后，普禄科公司承诺终身为买方提供售后服务，负责承担由此而来的系统软件升级换版，并以合理的价格向买方提供需要的备件和承担原理性故障而导致的改进。普禄科公司承诺对应用软件提供5年更新支持。
八．公司简要介绍
普禄科公司成立于2001年，是专业从事智能检测设备研发、生产与销售的高新技术企业。
普禄科公司是一家技术型的公司，拥有雄厚的研发基础和实力。公司75%的员工，都从事跟研究开发、生产、质量控制、调试等跟产品技术密切相关的工作。核心研发团队由教授级高工、博士和硕士组成，所有研发人员均具有本科以上学历。
普禄科公司是深圳市认定的“双软”企业，已经全面通过了ISO9000国际质量认证体系。
蓄电池、直流电源装置维护解决方案，是公司从2003年起主推的一个产品线，公司利用自身厚实的研发实力以及在该领域的研发积累，研发的产品线从内阻仪、放电仪、活化仪，到蓄电池在线监测系
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
目录
引言.................................................................................. 2
一．重要意义.......................................................................... 2
二．可行性............................................................................ 2
三．技术方案.......................................................................... 2
1．分析常见的蓄电池失效模式........................................................ 2
2．阀控铅酸蓄电池内阻模型研究...................................................... 3
3．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................................................. 14
1．概述........................................................................... 14
2．系统拓扑图..................................................................... 14
3．方案描述....................................................................... 14
4．方案特色....................................................................... 15
5．PITE3920蓄电池在线监测系统介绍................................................ 16
5．1功能特点................................................................... 16
5．2技术指标................................................................... 16
6．监测中心软件介绍............................................................... 17
6．1概述....................................................................... 17
6．2功能描述................................................................... 17
6．2．1 用户权限管理......................................................... 17
6．2．2 实时监控............................................................. 17
6．2．3 数据分析............................................................. 18
6．2．4 趋势分析............................................................. 18
6．2．5 报表分析............................................................. 19
6．2．6 用户管理............................................................. 19
6．2．7 设置组报警阀值....................................................... 19
六．设备配置清单..................................................................... 20
七．技术服务......................................................................... 20
7．1 总则.................................................................... 20
7．2 项目经理制.............................................................. 20
7．3 系统安装调试、投运时的技术服务.......................................... 20
7．4 保证期内的技术服务...................................................... 20
7．5 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
<, SPAN style="mso-list: Ignore">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。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。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2．35V／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。
1．2 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。
1．3 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。
1．4 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2.23～2.25V/单体(25℃)比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用2．35V／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6～8个月就可能出现热失控；如果是采用2．28V／单体(25℃)，则连续 12～18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：λ为Warburg系数，表示反应物和生成物的扩散性质特性；
????? ω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。
2．1 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=ImaxSinωt，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φ，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。
2．4 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。
目前国内还没有相关的标准对蓄电池内阻数据进行解释说明，只有IEEE Std 1188—1996中对内阻测量和数据分析作了简单的说明，IEEE Std1188—1996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)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
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品牌 比较项目 |
国内主流品牌 |
国外主流品牌 |
国内其他品牌 | |||
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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究单位、国内可代理购买； 可实现蓄电池在线监测的必要功能，软件采用C/S结构； 可以通过RTU、综合系统组网 成组或多节测试，断电安装，在线安装； |
功能相对简单，只实现蓄电池组电压、电流等的监测； 无法独立组网并对蓄电池运行信息进行整合评估 非真正意义上的蓄电池监测系统，没有内阻、温度测试功能； 只对充电状态进行监测，不监测电流；不监测电池裂化趋势。 | ||
|
各自的特性 |
1、集成化一体机 2、安装简便 3、具有蓄电池参数变化趋势分析； 4、蓄电池状态管理智能化功能； 5、具有系统自检功能，及时了解系统本身的运行状况； |
2、安装烦琐，工程复杂 3、无蓄电池参数变化趋势分析； | ||||
|
最大监测节数 |
通过增加监测仪达到无限扩展监测电池数量，集中分析； |
均能满足监测最高不超过108节/组×2组 | ||||
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人机界面 |
友好人机界面，纯中文操作，傻瓜化，智能化 |
计算机连接显示、英文操作界面，不支持本地检测，只能计算机控制检测； |
集成在充电装置控制系统显示 | |||
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操作模式 |
现场主机操作、远程计算机控制管理 |
现场简单操作、客户端界面操作 |
充电装置界面操作 | |||
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内阻测试方法 |
现场或远程均可进行、交直流融合法内阻测试； |
现场或远程均可进行、直流大电流内阻测试方法 |
现场内阻测试、直流大电流内阻测试方法 |
有部分直流屏厂家可以通过交流来测试内阻 | ||
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蓄电池核对性容量测试 |
体积小，纯阻测试，外接试操作 |
体积较大 |
一般需配置其他厂家便携的蓄电池核对性容量测试设备 | |||
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组网方式 |
LAN网口 |
主机直接具备RJ45网络接口 |
主要以RS232串口拨号为组网方式，局域网方式需选配外置以太网适配模块 |
RS232、RS485，不可扩展网络接口 | ||
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远程管理 |
对所有监测信息进行查询； 远方控制进行蓄电池内阻测试； |
对所有监测信息进行查询 现场控制进行直流动态放电，短时间测出蓄电池内阻 |
通过充电装置管理，无法直接远程管理 | |||
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软件构架 |
采用B/S结构相结合，最大支持2500个站的管理；数据采用网页WEB发布形式 |
采用C/S与B/S结构相结合，最大支持1000个站的管理；数据采用网页WEB发布形式 |
C/S构架，每个现场的工控机均需安装软件包，软件为已开发成型，模式相对固定 |
通过接口在充电装置上显示，无独立应用软件 | ||
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蓄电池智能分析功能 |
把连续的、相互关联的各种信息（核对性放电测试数据、内阻测试数据，温度数据等），通过概率统计学、模糊数学和人工神经网络等数学方法，形成了一个完整的、综合的电池失效数学分析模型，提前预知电池性能和失效状态； 通过参数设置达到固定时期输出蓄电池状态报表，将劣化、落后、需要进行活化的蓄电池所在的具体站、组、电池号显示出来并提出专家性处理建议； |
把蓄电池相关的各种参数通过数学模型进行处理后形成参数报表； 无专家分析系统，报表输出只将蓄电池各项参数输出，没有对蓄电池状态进行格外提醒 |
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售前 |
进行售前演示，现场调查，讲解培训； 现场调查是为了让产品更贴合实际现场工况； 讲解培训是为了让客户 在产品到来之前深入了解产品，如果有特殊需要还将提供特色定制的服务 |
进行演示，无现场调查和讲解培训或做简单的培训，没有特色定制服务； | |||
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售后 |
1、咨询服务：提供仪表常识及技术、专业智能仪表产品及应用等方面的咨询； 6、及时服务：在24小时内提供技术服务。（因为该公司在广东省内，时间上能保证及时性） |
1、提供产品培训服务； 2、提供24小时现场故障解决服务 3、定期回访客户，帮助客户解决使用中碰到的难点； |
1、提供产品培训服务； 2、回访服务 3、不能提供24小时现场故障解决服务， 国外产品在国内的技术力量有限 |
不针对蓄电池监测进行单项服务，因为这只是此类公司的附加产品； | ||
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维修 |
提供2年免费保修。终身维护； 提供软件产品终身免费升级服务 返修产品在3个工作日内维修完毕并在接下来的3个工作日内送达客户现场并安装调试，待客户确认合格后方止； |
1、2年免费保修； 2、软件升级收费； 3、维修设备因为是分体式所以客户本身很难明确是哪个模块出问题只能全部拆下返回公司，造成的工程量大； |
将产品发回公司维修 | |||
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价格方面 |
市场硬件价格比较 （以110V、2组单体2V电池为例） |
5～6万（备注：实现电压、电流、温度、容量、内阻检测、网络通讯管理等功能） |
11～13万（备注：实现电压、电流、温度、内阻检测、网络信息监控等功能） |
1～2万（备注：实现电压、电流、温度功能） | ||
根据目前市场调研情况分析，蓄电池监测系统这类产品到目前为止主要经历了4代产品：
第一代产品功能主要包括：
现场显示蓄电池电压和充放电电流，温度，蓄电池过、欠压报警等；这一时期的产品主要以分立元件等构建电路进行数据的采集，误差较大，使用后一段时间后数据容易出现很大的偏移，电池电压误报警多。
第二代产品功能主要包括：
在第一代产品的基础，使用更多的集成电路器件，设备整体采集精度、可靠性增强，使用寿命增加，但这一时期的产品功能上并未有很大的突破，也是目前生产厂家最多的一代产品。
第三代产品功能主要包括：
在第二代产品的基础功能上，引入了蓄电池维护理念，增加蓄电池核对性容量测试、在线内阻测试等功能，实现了蓄电池的监测与维护一体，有效延长了电池的使用寿命。
第四代产品功能主要包括：
随着电池的使用分布越来越广，蓄电池的组网管理成为当前的一个趋势，但前三代的产品基本只具有简单的串口通讯功能，实现多组蓄电池的组网管理需要外置Modem拨号模块，走单独的电话线进行管理，或选配个别厂家附加的局域网通讯模块
各主要厂家产品主要配置及功能实现
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功能?????????? 配置 |
深圳普禄科 |
杭州高特电子 |
美国alber |
国内部门直流屏厂家 | ||||
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基本功能（蓄电池运行状态信息采集：单体电压、组端电压、充放电电流、温度、电压超限告警） |
主机PITE3920一台主机囊括所有功能 |
中文显示，可直接显示操作 |
系统监控单元(DJX) |
320×240大屏幕液晶，可直接显示操作。 |
控制器（BDS） |
需配置计算机终端进行显示操作 |
集中监控器 |
与充电机共用直流屏集中监控单元 |
|
每个主机可采集64、108节电池电压，可以通过增加主机做到无限扩展，电流监测传感器数据直接传到主机显示屏。 |
电压、电流、温度采集模块(DC) |
每个模块采集10节电池电压，52－54节只需6个，103－108节只需11个，单个模块价格相对较低 |
数据采集器（DCM） |
每个模块采集48节电池电压，52－54节需2个，103－108节需3个，单个模块价格高，配置不是很合理 |
蓄电池巡检单元 |
每个模块采集10节电池，52－54节需5个，103－108节需11个 | ||
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内阻测试 |
交直流融合法测试内阻，可随时测也可设定参数自动测，并保存数据 |
放电模块（FD） |
一次测试2～3S，同时测量所有电池内阻，测试电流＞ |
外接负载模块（ELM） |
单组电池分10段测试，测试电流约 |
无此功能 |
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蓄电池容量测试 |
通过电流传感器监测功能监测放电电流，参数经过主机处理后显示电池容量； |
根据现场电池配置，与内阻测试单元一体化设计，具有失电保护功能 |
外置负载单元（CLU） |
不建议采用，重量较重 |
放电模块 |
部分通过逆变模块，将放出的电流直接回溃电网，不建议大批量运用，存在误操作性，会有污染电网的可能 | ||
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管理软件 |
蓄电池在线监测系统V3.0 |
采用B/S结构相结合，最大支持2500个站的管理；数据采用网页WEB发布形式 通过参数设置达到固定时期输出蓄电池状态报表，将劣化、落后、需要进行活化的蓄电池所在的具体站、组、电池号显示出来并提出专家性处理建议； |
DJX.NET V5.2 |
B/S结构，网络发布，智能分析，失效电池预警 |
BMDM |
C/S结构，一般信息显示，缺少综合分析功能 |
GCM |
C/S结构，一般信息显示，无综合分析功能 |
五．普禄科蓄电池在线监测技术方案介绍
1、概述：
深圳普禄科的PITE3920蓄电池在线监测系统，能够实时监测蓄电池的内阻、端电压等参数，能够计算电池的容量，并用SQL-SEVER数据库对监测数据进行管理，方便随时调用数据并进行分析。系统发现劣化电池时能够及时报警，为蓄电池组的精细维护提供依据。系统采用B/S结构，方便各级相关人员在允许的权限内随时调阅相关数据，有利于提高蓄电池维护技术管理水平。
2、 系统拓扑图
以太网 。。。。。。。。 监测中心 ?IE用户1????? IE用户2??? IE用户3??????????????? IE用户n 。。。。。。 PITE3920-48在线监测仪 1#蓄电池组 24节蓄电池 2#蓄电池组 24节蓄电池 PITE3920-48在线监测仪 3#蓄电池组 24节蓄电池 4#蓄电池组 24节蓄电池 PITE3920-48在线监测仪 23#蓄电池24节蓄电池 24节蓄电池 24#蓄电池组 24节蓄电池
3、 方案描述
从上述的拓扑图，我们可以看到，普禄科公司提出的解决方案是一个简单易行的方案。
对24组蓄电池组，普禄科公司建议分别用12台PITE3920-48蓄电池在线监测仪来实现在线监测功能，每台PITE3920-48可在线监测48节蓄电池。这是因为PITE3920具有强大的功能，可以将数据采集、存贮、上传功能集于一身，组网方案非常简单。这12台
PITE3920-48自身带有48个接线端子排，通过测试线缆跟1组各24节蓄电池连接，可以测试到48节单节蓄电池以及整组蓄电池组的状态参数。
PITE3920-48内置以太网口，可以把监测到的数据通过以太网实时上传到监测中心计算机，实现对蓄电池的在线监测。
监测中心软件则采用基于B/S结构的模式，系统管理员可以给各相关人员分配用户名、密码与访问权限，这些相关人员作为IE用户，在规定的权限内通过 Internet/Intranet浏览蓄电池的数据与报表，随时可了解蓄电池组的情况。
监测中心采用数据库管理，采用SQL-SERVER商用数据库，方便对各蓄电池组的数据进行管理、查询与调用。
考虑到本系统要在动力环境监控系统下运行，我们建议，普禄科公司在动力环境监控系统平台上提供一个“蓄电池在线监测”的控件，只需在该平台上点击这个控件，即可运行本系统。这样，可以很大地减少我们跟动力环境监控系统供应厂商之间的合作开发任务，双方只需做好各自专业领域的事情，不需要太多的磨合，可以使系统的实施更加顺利，运行更加方便。
4、 方案特色
普禄科建议的技术方案具有如下的特色：
1）????????????? 组网简单，维护方便。
??? 只需12台PITE3920-48，便可上传下达，对24组576节蓄电池进行在线监测，组网非常简单不需要更多的中间层。系统运行中如有故障，可直接更换PITE3920，而不需要花时间去修理。维护起来简单方便。
2）???????????? 软件界面友好，操作方便。
软件采用我们日常所熟悉与习惯的类似微软“资源管理器”的树形结构，逐级展开，操作方便。
3）????????????? 数据管理简单明晰。
利用SQL-SERVER商用数据库的优越性，对监测数据管理，可以方便用户随时对数据的调用、分析与打印。
4）???????????? 数据共享，技术管理层次分明
软件采用B/S结构，方便各相关人员在各自的机器上，就可以在权限范围内随时调阅相关数据，这样，蓄电池维护的技术管理工作层次分明，便以管理。
5）???????????? 无缝嵌入动力环境监控系统
只需在大系统中平台下，单击“蓄电池在线监测”控键，就可以运行本系统。操作直观，简单。
5、PITE3920蓄电池在线监测仪介绍
5．1功能特点
1）全自动巡检电池内阻、端电压，自动记录监测数据。
??? 2）受控单检、巡检电池内阻、端电压，自动记录测试数椐。
??? 3）自动监测电池组性能均衡性，诊断电池故障，电池故障自动报警。
??? 4）自动分析内阻变化趋势，预测电池寿命。
??? 5）单体电池和电池组性能状态即可在现场观测；也可在数据中心观测。标志明确，显示直观。
??? 6）现场检测无需人工介入，避免了因人工检测误操作引起的短路、触电和负载断电风险。
??? 7）全隔离独立测试回路，既不受用户设备干扰，也不影响用户设备和电池组的正常运行。
??? 8）电池资源管理全面数字化、信息化。?
9）能够随时查询单节电池的内阻、电压、计算出容量，内阻偏高报警等功能。
5．2? PITE3920-48技术指标
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项目 |
参数 |
备注 |
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监测蓄电池数量 |
48节 |
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通信方式接口 |
RS485口、以太网口 |
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单体电压 |
2V：0-3V，精度0.5%rdg±6dgt |
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12V：0-16V，精度0.2%rdg±6dgt |
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单体内阻 |
范围0 ～ |
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精度0.1%rdg±6dgt |
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总体电流范围 |
0～ |
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总体电压范围 |
0～1000V |
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6、监测中心软件介绍
6．1 概述：
监测中心软件采用基于B/S结构的模式，B/S（Browser/Server）结构即浏览器/服务器结构，它是随着 Internet技术的兴起，对C/S结构（客户/服务器结构）的一种改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。
监测中心采用B/S结构模式后，系统管理员可以给各相关人员分配用户名、密码与访问权限，这些相关人员作为IE用户，在规定的权限内通过 Internet/Intranet浏览蓄电池的数据与报表，随时可了解蓄电池组的情况。
监测中心采用数据库管理，采用SQL-SERVER商用数据库，方便对各蓄电池组的数据进行管理、查询与调用。
6．2．1 用户权限管理
登录蓄电池在线监测系统软件时，需要通过身份验证。可分有高级用户和监测用户2种，各自的权限不同。高级用户是系统管理员，可以 行使用户管理、局维护、站维护、组维护、设置组报警阀值、实时监控、数据分析、趋势分析、报表分析、导入仪表数据功能。监测用户是一般用户，只可以行使实时监控、数据分析、趋势分析、报表分析、导入仪表数据、设置组报警阀值功能。
6．2．2 实时监控
实时监控模块可监控各路电池的电压、内阻、容量，并自动查找电压、内阻、容量最大值、平均值、最小值及其相应电池号。还可以根据需要选择电池编号排序、电压从大到小排序、电压从小到大排序、内阻从大到小排序、内阻从小到大排序。图5-1
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也可以查询电池实时直方图图5-2，正常范围内的直方图柱为绿色，如果数值超过告警高限或数值低于告警低限，直方图柱则为红色。
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实时监控还可查看电池实时折线图，图5-3
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6．2．3 数据分析
系统可以对蓄电池的数据进行分析。只要选择开始时间和结束时间，系统可以自动搜索符合条件的记录，分析模块可回放各路电池的电压、内阻、容量，并查找电压、内阻、容量最大值、平均值、最小值及其相应电池号。 可回放各路电池的电压、内阻、容量直方图。可回放各路电池的电压、内阻、容量折线图。
6．2．4 趋势分析
6．2．5 报表分析
报表有两种形式，分别是所有电池的某一天的监测数据分析报表和某一节电池一段时间内的监测数据分析报表。图5-5
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?????????????????????????????????? ?图5-5
6．2．6 用户管理
添加新用户，在添加新用户时，根据权限划分选择用户类型，用户名、密码，各用户只能在规定的权限内操作。
图5-7
6．2．7 设置组报警阀值
用户在分配的权限范围内，用户可以设置或修改组报警的限值。
六．设备配置清单
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序号 |
设备型号名称 |
数量/单位 |
备注 |
|
1 |
PITE3920-48蓄电池在线监测仪 |
1/台 |
含配套现场接线用的测试线缆与夹钳。 |
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2 |
监测中心分析软件 |
1/套 |
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七．技术服务
1、 总则
a)???? 系统终身保修，两年免费保修。
b)???? 系统交货五年时间内免费提供版本的升级。
c)????? 系统严重故障时，公司将在24小时内派工程师到现场解决问题。
2、 项目经理制
为了确保系统顺利实施，普禄科公司将委派一位具有丰富现场工程经验与, 系统集成经验的技术人员作为该工程的项目经理。他将全面负责该项目的技术管理和项目管理。未经买方同意，在合同执行期间，普禄科公司将不会随意更换该项目经理。
3、系统安装调试、投运时的技术服务
为了便于合同中软硬件的安装、调试和投运， 普禄科公司将派出技术熟练的工程师到工程现场进行技术服务。如买方认为普禄科公司的技术人员不能胜任现场的工作，有权要求普禄科公司调换。
普禄科公司的现场技术人员将负责合同中软硬件系统设备的安装指导和检查，负责现场调试和全系统的启动投运，并负责解决系统投运时出现的问题。
普禄科公司技术人员将负责解答和解决由买方在合同范围内所提的问题。
普禄科公司的现场技术人员将免费在现场对软硬件系统设备的正确安装和试验给买方有关人员进行现场技术培训。
4、保证期内的技术服务
在保修期间，普禄科公司将保证系统的性能与合同中所保证的性能指标相符。如果因为系统的缺陷引起故障或异常运行，在收到买方的通知后，普禄科公司将免费用最短的时间和有效的措施予以修复。若有重大技术问题，公司将派技术人员以最快的速度赶赴现场解决问题。
保修期内发生系统故障时，普禄科公司将负责分析事故原因和恢复系统正常运行，如因系统设备本身原因造成的故障，一切发生的费用由普禄科公司承担。
5、保证期后的技术服务
在保证期后，普禄科公司承诺终身为买方提供售后服务，负责承担由此而来的系统软件升级换版，并以合理的价格向买方提供需要的备件和承担原理性故障而导致的改进。普禄科公司承诺对应用软件提供5年更新支持。
八．公司简要介绍
普禄科公司成立于2001年，是专业从事智能检测设备研发、生产与销售的高新技术企业。
普禄科公司是一家技术型的公司，拥有雄厚的研发基础和实力。公司75%的员工，都从事跟研究开发、生产、质量控制、调试等跟产品技术密切相关的工作。核心研发团队由教授级高工、博士和硕士组成，所有研发人员均具有本科以上学历。
普禄科公司是深圳市认定的“双软”企业，已经全面通过了ISO9000国际质量认证体系。
蓄电池、直流电源装置维护解决方案，是公司从2003年起主推的一个产品线，公司利用自身厚实的研发实力以及在该领域的研发积累，研发的产品线从内阻仪、放电仪、活化仪，到蓄电池在线监测系统，到充电机纹波测试、绝缘接地查找仪等，几乎涵盖了这个领域，能够全面满足客户对蓄电池及直流电源维护的需要，为直流电源的维护发展做出有意的贡献。
九．联系方式
公司名称：深圳市普禄科智能检测设备有限公司
公司地址：深圳市南山区沿山路6号佳利泰大厦10楼B单元（邮编：518067）
TEL：0755-26805758????? FAX：0755-26805757????
项目联系：周步杰?? 0755-26805755，13418612900
“皮”即皮实耐用，寓意普禄科专注为客户提供皮实耐用的仪器仪表产品。
“特”即特色定制，普禄科利用自身雄厚的研发实力，可以为客户量身定做，以满足客户的具体细微的需求。
统，到充电机纹波测试、绝缘接地查找仪等，几乎涵盖了这个领域，能够全面满足客户对蓄电池及直流电源维护的需要，为直流电源的维护发展做出有意的贡献。
九．联系方式
公司名称：深圳市普禄科智能检测设备有限公司
公司地址：深圳市南山区沿山路6号佳利泰大厦10楼B单元（邮编：518067）
TEL：0755-26805758????? FAX：0755-26805757????
项目联系：周步杰?? 0755-26805755，13418612900
“皮”即皮实耐用，寓意普禄科专注为客户提供皮实耐用的仪器仪表产品。
“特”即特色定制，普禄科利用自身雄厚的研发实力，可以为客户量身定做，以满足客户的具体细微的需求。
