系统结构

    华天HTBM蓄电池在线监测系统由集中监控单元、蓄电池分布采集单元和上位机监控平台（选配）构成。HTBM蓄电池在线监测系统采用分布式结构，蓄电池分布采集单元安装在蓄电池侧，一个HTBM蓄电池分布采集单元可对两节蓄电池进行电压、温度和内阻进行监测，并将测得的蓄电池电压、温度和内阻等参数通过总线上传至集中监控单元。

    分布式结构与集中式结构相比，具有接线简单，安装维护方便灵活、测量精确等优点，避免了集中式结构的复杂的接线，减少了安装的工作量，降低了短路及其他故障几率。同时，一个HTBM蓄电池分布采集单元对两节蓄电池进行监控，可有效降低使用成本，经济性更好。

    通过配备上位机监控平台，上位机与集中监控单元之间采用标准的MODBUS RTU(TCP/IP) 协议建立通信连接，进行数据的采集与显示，便于对设备进行管理，进行实时监控。

    系统组成

    集中监控单元：

    集中监控单元实现向下与蓄电池分布采集单元的串口通讯，将蓄电池组的电压、电流、内阻、温度等信息进行汇总、分析、处理；对每节蓄电池的荷电量（SoC）和健康状态（SoH）进行计算分析，当蓄电池荷电量不足或健康状态异常时，可进行报警并实施记录。

    当蓄电池发生其他异常时，进行报警，并可向上可支持RS485接口、RJ45网口等多种方式，将蓄电池组信息进行上传，支持MODBUS RTU/TCPIP通讯协议；通过配置显示屏，也可实现数据的本地查看。一台集中监控单元最多可实现对4组共计256节蓄电池进行电压、温度、内阻实时监测。

图1集中监控单元

图2集中监控单元显示界面

    蓄电池分布采集单元：

    蓄电池分布采集单元通过对每个蓄电池的电压、温度和内阻等信号进行采集，对数据进行预处理、分析，通过总线与集中监控单元进行数据交换。蓄电池分布采集单元与蓄电池一一对应，方便对蓄电池进行温度采集。

    蓄电池分布采集单元对蓄电池进行小电流脉冲放电，放电时间短（1~2s），放电电流幅值小（小于0.1C），并采用了先进的滤波控制算法，将内阻重复计算精度控制在远低于±2%的水平，实现了高精度的内阻测算。

    蓄电池分布采集单元对放电的安全性也进行了充足的考虑。当放电电流过大时，会触发保护电流动作，切断放电回路。当放电回路温度异常时，保护动作，减小电流直至切断放电回路，以达到保护蓄电池组的安全的目的。

    蓄电池分布采集单元通过增加硬件模块设计，可实现对电池间连接条的阻抗的计算、监控，通过该数据，可了解连接条的连接紧固程度，避免了因连接条松动造成导通阻抗增大，发热甚至造成火灾等事故，极大提高了系统运行的安全性。

图3 蓄电池分布采集单元

    上位机监控平台：

    通过在上位机安装监控平台，可实现远程对设备进行管理，并实时查看数据。通过人机界面可实时查看设备的运行状态、历史记录和所有参数，通过模拟画面实时了解设备的运行情况，工作人员可通过上位机实时修改现场设备运行的各种参数和功能。

图4 HTBM蓄电池在线监测系统上位机监控平台

    系统特点

    1.实时监测各单体蓄电池端电压、温度和内阻；

    2.对单电池进行小电流脉冲放电，放电时间短，安全可靠性好；

    3.单体蓄电池侧就近温度测量，便于第一时间发现温度异常的蓄电池；

    4.采用先进算法计算分析各单体蓄电池剩余电量SoC (State of Charge)、健康状态SoH（State of Health），为蓄电池的维护、更换提供可靠依据；

    5.生成单体蓄电池内阻变化曲线，便于维护人员直观分析蓄电池状态；

    6.蓄电池组充、放电电流监测，数据记录；

    7.故障数据记录，便于维护人员对故障进行分析，蓄电池状态异常时，及时对异常情况进行报警；

    8.丰富的网络通讯接口，便于实现远程监控和数据上传。

    技术参数