基本工作原理

蓄電池測量原理

由于蓄電池電化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，以及各種材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝及使用環(huán)境的不同，致使不同廠家蓄電池的特性存在較大差異，即使同一廠家生產(chǎn)的蓄電池,其單體特性也會有一定的離散性。迄今為止，世界上尚沒有一種簡單有效的方法能夠?qū)﹄姵匦阅苓M(jìn)行快速準(zhǔn)確的判定。蓄電池性能的檢測和失效預(yù)測，仍是一個很復(fù)雜的電化學(xué)測量難題。

曾在電力、通信、金融、交通等行業(yè)中大量使用的固定式隔酸防爆鉛酸蓄電池，可通過測量端電壓、查看電解液密度、液位、溫度等了解電池狀態(tài)。然而，閥控式鉛酸蓄電池的密封、貧液式設(shè)計，使得我們很難掌握其健康狀況，隔酸防爆蓄電池的檢測維護(hù)手段已不再適用于閥控式蓄電池，這正是當(dāng)前蓄電池運行管理的缺憾和難點。

目前，常用的檢測方法為平時測量電池的端電壓和每年進(jìn)行核對性放電容量測試。我們認(rèn)為：

1、蓄電池浮充狀態(tài)下的端電壓與容量無對應(yīng)關(guān)系。

我們知道，即使性能很差的蓄電池在浮充狀態(tài)下也可能測得合格的電壓。因此,平時處于浮充狀態(tài)下的端電壓是不能真實反映蓄電池性能的。

2、全容量放電測試仍為測試蓄電池組實際容量最為準(zhǔn)確有效的方法。

我們知道，蓄電池組的容量等于該組蓄電池中性能最差的那節(jié)蓄電池的容量。因此，對蓄電池組的檢測可轉(zhuǎn)變?yōu)閷β浜箅姵氐臋z測，找出落后電池并測得該電池的容量即可得到電池組的容量。

對蓄電池組以規(guī)定的恒定電流進(jìn)行放電，同時監(jiān)測每一節(jié)蓄電池的電壓，當(dāng)其中任何一節(jié)電池的電壓跌到終止電壓時，所放出的容量即為該蓄電池組的實際容量。該方法真實準(zhǔn)確。

同時,我們知道,蓄電池具有如下的放電曲線：

從蓄電池的放電曲線，可以看出：

1、相同的放電曲線反映了相同的電池性能。對同一廠家、相同配方和生產(chǎn)工藝的同規(guī)格蓄電池其特性曲線是一樣的（暫不考慮生產(chǎn)中的離散性）。

2、同為一組的各單體電池由于容量不同，將遵循不同放電率的放電曲線。對蓄電池組進(jìn)行放電時，各單體電池由于容量不同，而放電電流相同，因此各自是在以不同的放電率進(jìn)行放電，顯然在放電時將遵循不同放電率的放電曲線。

2.2恒流原理

測試儀的放電回路采用在ARM（中央處理器）控制下的PWM + PID閉環(huán)控制技術(shù),使得功率回路能夠精準(zhǔn)的在設(shè)定的放電電流下工作。例如：恒流放電時，當(dāng)蓄電池電壓開始下降，ARM控制器會通過反饋電流傳感器得到電流值的下降量，然后通過一定速率和方式的計算，得到所需要控制功率回路的上升量，此調(diào)整過程不斷重復(fù)，最終達(dá)到實時調(diào)整的效果，這就是恒電流放電的原理。依此原理，恒功率也是類似的調(diào)整方法，只不過反饋量除了電流以外，還需要電壓的反饋量。

2.3充電原理

浮充和均充：浮充和均充都是電池的充電模式。

1．浮充工作原理：當(dāng)電池處于充滿狀態(tài)時，充電器不會停止充電，仍會提供恒定的浮充電壓與很小浮充電流供給電池，因為，一旦充電器停止充電，電池會自然地釋放電能，所以利用浮充的方式，平衡這種自然放電，小型UPS通常采用浮充模式。

2．均充工作原理：以定電流和定時間的方式對電池充電，充電較快。在專業(yè)維護(hù)人員對電池保養(yǎng)時經(jīng)常用的充電模式，這種模式還有利于激活電池的化學(xué)特性。

我公司生產(chǎn)的智能充電機具有根據(jù)電池工作狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換浮充和均充的功能，可充分發(fā)揮浮充和均充各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)快速充電和延長電池壽命。

以下是充電過程中蓄電池電壓與電流的變化曲線圖：

一、設(shè)備特點

在所有信息化、自動化程度不斷提高的運行設(shè)備、運行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,不間斷供電是一個最基礎(chǔ)的保障.而無論是交流還是直流的不間斷供電系統(tǒng)，蓄電池作為備用電源在系統(tǒng)中起著極其重要的作用。平時蓄電池處于浮充備用狀態(tài)，一旦交流電失電或其它事故狀態(tài)下，蓄電池則成為負(fù)荷的唯一能源供給者。

我們知道,蓄電池除了正常的使用壽命周期外，由于蓄電池本身的質(zhì)量如材料、結(jié)構(gòu)、工藝的缺陷及使用不當(dāng)?shù)葐栴}導(dǎo)致一些蓄電池早期失效的現(xiàn)象時有發(fā)生。為了檢驗蓄電池組的可備用時間及實際容量，保證系統(tǒng)的正常運行，根據(jù)電源系統(tǒng)的維護(hù)規(guī)程,需要定期或按需適時的對蓄電池組進(jìn)行容量的核對性放電測試,以早期發(fā)現(xiàn)個別的失效或接近失效的單體電池予以更換,保證整組電池的有效性;或者對整組電池的預(yù)期壽命作出評估。

我司經(jīng)多年研制，以其專有技術(shù)，開發(fā)成功系列化的、智能化程度和精度極高的蓄電池放電測試儀。本測試儀可在蓄電池離線狀態(tài)下,作為放電負(fù)載,通過連續(xù)調(diào)控放電電流，實現(xiàn)設(shè)定值的恒流放電。在放電時，當(dāng)蓄電池組端電壓、或單體電壓跌至設(shè)定下限值、或設(shè)定的放電時間到、或設(shè)定的放電容量到時儀器將自動停止放電,并記錄下所有有價值的、連續(xù)的過程實時數(shù)據(jù)。

本測試儀系統(tǒng)對單體電池的電壓監(jiān)測信息,采用無線中繼接入,簡單、安全、精確。

本儀器有非常友好的人機界面,不僅可以在菜單的提示下完成各種設(shè)置和數(shù)據(jù)查詢,而且放電的過程數(shù)據(jù),均保存在設(shè)備的內(nèi)存中,通過數(shù)據(jù)接口可以轉(zhuǎn)存到U盤,并通過上位機的專用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,生成需要的曲線和報表。

本儀器有完善的保護(hù)功能,不僅有聲、光告警,而且還有明確的界面提示。

1.1功能特點

? 采用高精密電阻，避免了紅熱現(xiàn)象，使整個放電過程更安全。

? 單體監(jiān)測模塊采用遠(yuǎn)距離射頻無線通訊方式進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)傳送，并可最多設(shè)置4個獨立頻段，即可以在同一區(qū)域最多可以4套監(jiān)測系統(tǒng)同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，而不互相干擾或竄道。

? 無線采集盒可對每節(jié)電池進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)對電池組放電過程的完整監(jiān)，并具有三種數(shù)據(jù)采集方式：

1、單體監(jiān)測模塊與充放電儀主機兩者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2、單體監(jiān)測模塊與USB無線終端兩者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3、單體監(jiān)測模塊與充放電儀主機、USB無線終端，三者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

? 每臺充放電設(shè)備可監(jiān)測25個單體采集盒，每個單體采集盒可連接12節(jié)電池，共可監(jiān)測300節(jié)電池。設(shè)備能自動篩選出最高的6節(jié)、和最低的6節(jié)電池的編號和電壓值，在顯示屏上以不同顏色進(jìn)行顯示。

? 單體電壓值具有滑動表格顯示和滑動柱狀圖顯示，兩種數(shù)據(jù)查看方式。

? 配備的PC機上位機軟件，可對記錄的總電壓、放電電流和各單體電池電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、并可生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表。直觀反應(yīng)蓄電池組性能的曲線，圖形、報表等，并可打印、查詢。

? 設(shè)備本體上有USB接口，可將放電過程的數(shù)據(jù)存入U盤，再將U盤數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC機。PC數(shù)據(jù)管理軟件可對電池放電的過程進(jìn)行分析、并可生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表，使數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存更加方便。

? 采用智能單片機ARM控制、7寸1024*600高清LCD液晶顯示屏，電阻觸控操作，內(nèi)置有中英文切換菜單，菜單操作簡單明了。

? 自動保護(hù)停機功能，過溫保護(hù)，過壓保護(hù)，過流保護(hù)，反接報護(hù)，產(chǎn)生任一報警停機時顯示屏上能顯示相應(yīng)的報警提示，過壓保護(hù)、反接報護(hù)自動斷開空氣斷路器。

? 可設(shè)定充/放電終止條件，包括單體電池電壓低、整組電壓低/高、充電電流小、充/放電時間到，充/放電容量，任一條件達(dá)到時，設(shè)備將自動停止測試并伴有蜂鳴提示音，同時自動記錄停止原因。

? 可進(jìn)行在線補償式充/放電，通過接入外置的電流鉗形傳感器可對在線工作中的蓄電池進(jìn)行放電測試，極大地方便了測試工作。該功能尤其適合于只有單組備用電池的場合（選配）。

? 具有RS485遠(yuǎn)程控制充電、放電功能。

? 具有多機并聯(lián)方式充電、放電、活化功能，只需在并機參數(shù)為主機的設(shè)備顯示屏進(jìn)行操作，并機參數(shù)為從機的設(shè)備能自動聽從主機的指令平均分配功率，和啟停操作。

適用蓄電池 DC10-60V

充放電電壓 DC10-60V

充放電電流 充50A放50A

工作模式 單機模式，并機主機模式，并機從機模式，遠(yuǎn)端受控模式

保護(hù)性能 ??電池測試電壓過壓保護(hù)，欠壓停機，過流保護(hù)，反接保護(hù)，65℃過溫保護(hù)，并具有LCD提示，蜂鳴器告警

單體電壓采集 采用多頻段射頻無線模塊,通訊距離可達(dá)100米以上，兼容2V/1.2V/6V/12V單體電池電壓監(jiān)測，1～25組射頻無線監(jiān)測模塊，最多可監(jiān)測300節(jié)電池，單個無線監(jiān)測模塊可監(jiān)測12只單體電池

控制精度 放電電流≤±1%（FS）；組端電壓≤±0.5%（FS）；單體電壓：≤±0.1%（FS）

PC機通信 RS485接口，USB接口，RF射頻通訊433M

數(shù)據(jù)保存容量 內(nèi)置SD卡16G容量 ，轉(zhuǎn)存U盤16G容量

工作環(huán)境

散 熱 強制風(fēng)冷

溫 度 工作范圍：-5～50℃ 貯藏溫度：-40～70℃

濕 度 相對濕度0～90%（40±2℃）

海 拔 額定海拔4000米

噪 音 ﹤75dB

工作電源

電 壓 工作電源：單相AC220V （–20%～+30%），頻率:45～65Hz；

充電電源：參考銘牌參數(shù)或機箱標(biāo)識

耐壓測試 輸入－機殼：2200Vdc 1min

輸入－輸出：2200Vdc 1min

輸出－機殼：700Vdc 1min

安 全 性 滿足EN610950

接 線

交流輸入 國標(biāo)公插座，適用1～1.5mm2電纜

充放電電流線 電纜快接插頭（紅正黑負(fù)），具體尺寸參考“發(fā)貨清單”

并機電纜（選配） 2米6芯水晶插頭線

設(shè)備尺寸、重量、接口、包裝說明

3.1 設(shè)備面板接口

如下圖：

快速上手步驟

4.1 單機放電測試：

步驟一：連接放電儀AC220V工作電源線（黑色品字插頭線），并打開電源開關(guān)，確保供電正常。

步驟二：將大電流導(dǎo)線快速接頭分別插入測試儀的快速插座對接（紅正黑負(fù)）。

步驟三：將電壓檢測導(dǎo)線分別與放電儀的總電壓檢測端口連接（紅正黑負(fù)）。

步驟四：將大電流導(dǎo)線的測試夾端連接到電池組端（紅正黑負(fù)）。請勿接錯正負(fù)極型，萬一接錯時會有蜂鳴報警聲，且顯示屏上會有文字提示報警類型為：電池極型接反！

步驟五：合上設(shè)備前面板上的放電空開，如果發(fā)現(xiàn)空開合不上有以下幾種原因：

1、電池極型接反

2、所接電池組電壓超出備額定電壓范圍（電池組電壓過低，或過高）

3、設(shè)備工作電源未接通

步驟六：顯示屏切換到“系統(tǒng)設(shè)置”頁面，并設(shè)置如下：

【并機工作】設(shè)為“關(guān)”

【主機/從機】不可設(shè)置

【從地地址】不可設(shè)置

【無線波段】根據(jù)單體模塊的波段設(shè)置，設(shè)置為相應(yīng)波段，如“波段一”

【遠(yuǎn)端控制】設(shè)為“關(guān)”

【語言】設(shè)置為“中文”

步驟七：回到主頁面，點擊【充放測試】按鈕，進(jìn)入后再次點擊【放電測試】，這時會彈出“測試模板”選擇按鈕，根據(jù)電池組實際參數(shù)進(jìn)行更改后，點擊【確定】按鈕，進(jìn)入到放電測試頁面

步驟八：在“放電測試”頁面中，根據(jù)實際需要填入【放電容量】、【放電時長】、【單體低限】、【整組低限】、【放電電流】、【放電模式】這幾組參數(shù)數(shù)據(jù)。

步驟九：點擊“開始”按鈕后，開始放電，波形圖表中會實際顯示當(dāng)前電壓和電流的波形圖。

4.2 單機充電測試

步驟一：連接放電儀AC220V工作電源線（黑色品字插頭線），并打開電源開關(guān)，確保供電正常。

步驟二：將大電流導(dǎo)線快速接頭分別插入測試儀的快速插座（紅正黑負(fù)）。

步驟三：將電壓檢測導(dǎo)線分別與放電儀的總電壓檢測端口連接（紅正黑負(fù)）。

步驟四：將大電流導(dǎo)線的測試夾端連接到電池組端（紅正黑負(fù)）。請勿接錯正負(fù)極型，萬一接錯時會有蜂鳴報警聲，且顯示屏上會有文字提示報警類型為：電池極型接反！

步驟五：連接充電機供電電源線（AC220V或AC380V），電壓等級請參考機箱上充電電源接口處標(biāo)識，切勿接錯電壓。

步驟六：合上設(shè)備后面板上的充電電源空開。

步驟七：顯示屏切換到“系統(tǒng)設(shè)置”頁面，并設(shè)置如下：

【并機工作】設(shè)為“關(guān)”

【主機/從機】不可設(shè)置

【從地地址】不可設(shè)置

【無線波段】根據(jù)單體模塊的波段設(shè)置，設(shè)置為相應(yīng)波段，如“波段一”

【遠(yuǎn)端控制】設(shè)為“關(guān)”

【語言】設(shè)置為“中文”

步驟八：回到主頁面，點擊【充放測試】按鈕，進(jìn)入后再次點擊【充電測試】，這時會彈出“測試模板”選擇按鈕，根據(jù)電池組實際參數(shù)進(jìn)行更改后，點擊【確定】按鈕，進(jìn)入到放電測試頁面

步驟九：在“放電測試”頁面中，根據(jù)實際需要填入【充電容量】、【充電時長】、【單體高限】、【整組高限】、【充電電流】這幾組參數(shù)數(shù)據(jù)。

步驟十：點擊“開始”按鈕后，開始充電，波形圖表中會實際顯示當(dāng)前電壓和電流的波形圖。

4.3 單機活化測試

步驟一：連接放電儀AC220V工作電源線（黑色品字插頭線），并打開電源開關(guān)，確保供電正常。

步驟二：將大電流導(dǎo)線快速接頭分別插入測試儀的快速插座（紅正黑負(fù)）。

步驟三：將電壓檢測導(dǎo)線分別與放電儀的總電壓檢測端口連接（紅正黑負(fù)）。

步驟四：將大電流導(dǎo)線的測試夾端連接到電池組端（紅正黑負(fù)）。請勿接錯正負(fù)極型，萬一接錯時會有蜂鳴報警聲，且顯示屏上會有文字提示報警類型為：電池極型接反！

步驟五：連接充電機供電電源線（AC220V或AC380V），電壓等級請參考機箱上充電電源接口處標(biāo)識，切勿接錯電壓。

步驟六：合上設(shè)備后面板上的充電電源空開。

步驟七：合上設(shè)備前面板上的放電空開，如果發(fā)現(xiàn)空開合不上有以下幾種原因：

1、電池極型接反

2、所接電池組電壓超出備額定電壓范圍（電池組電壓過低，或過高）

3、設(shè)備工作電源未接通

步驟八：顯示屏切換到“系統(tǒng)設(shè)置”頁面，并設(shè)置如下：

【并機工作】設(shè)為“關(guān)”

【主機/從機】不可設(shè)置

【從地地址】不可設(shè)置

【無線波段】根據(jù)單體模塊的波段設(shè)置，設(shè)置為相應(yīng)波段，如“波段一”

【遠(yuǎn)端控制】設(shè)為“關(guān)”

【語言】設(shè)置為“中文”

步驟九：回到主頁面，點擊【充放測試】按鈕，進(jìn)入后再次點擊【活化測試】，這時會彈出“測試模板”選擇按鈕，根據(jù)電池組實際參數(shù)進(jìn)行更改后，點擊【確定】按鈕，進(jìn)入到放電測試頁面

步驟十：在“活化測試”頁面中，根據(jù)實際需要分別填入放電參數(shù)（紅色），充電參數(shù)（藍(lán)色）這幾組參數(shù)數(shù)據(jù)。

步驟十一：點擊“開始”按鈕后，開始活化，活化循環(huán)的第一步是放電。