阀控铅酸电池检测方法研究及在线监测系统设计

论文摘要

蓄电池作为后备电源已经广泛应用于工业生产、交通、通信和军事领域,其可靠性关系到很多重要场合的安全与稳定。如何准确把握蓄电池的工作状态是提高电源系统可靠性的关键。论文主要进行阀控铅酸蓄电池内阻、电池剩余电量和劣化程度在线监测技术的理论研究和监测系统的设计。文章首先从内阻测量着手,根据蓄电池的化学特性和物理特性,分析了蓄电池内阻的有效组成,以及影响内阻的因素,研究了利用交流法测内阻的技术,实现了大容量电池微欧级内阻的精确测量,并根据现场测试数据,全面分析了蓄电池内阻与剩余电量及劣化程度之间的关系,系统地阐述了电阻监测的有效性和局限性;接着分析了基于放电电压和放电实际输出电量的剩余电量计算方法及其优缺点,根据剩余电量和劣化程度的定义,提出综合AH定律、Peuker方程、温度修正和老化因素的容量测试新方法(APTS),结合交流技术测内阻的方法,实现了蓄电池剩余电量、劣化程度和内阻的在线测试技术;然后根据上述测量蓄电池内阻剩余电量、劣化程度的方法,综合实际情况,设计了模块化的蓄电池智能管理系统;最后,论本根据网络的特点,充份利用网络的优势,研究了蓄电池网络化监控方案,包括建立在电信动力环境集中网络的电池管理系统和基于TCP/IP协议的一般网络化监控方案,实现蓄电池组的远程集中监控管理。论文中设计的蓄电池参数在线测试系统结合网络化监控平台,能大幅度降低了蓄电池组监控和维护成本,进一步提高电源系统的可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 阀控铅酸蓄电池研究现状
• 1.2.1 阀控铅酸蓄电池失效模式研究
• 1.2.2 阀控铅酸蓄电池监测技术的发展动态
• 1.2.3 基于网络平台的蓄电池监管模式研究
• 1.3 阀控铅酸蓄电池监测技术研究的新趋势
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 基于交流法的阀控铅酸蓄电池内阻监测技术设计
• 2.1 阀控铅酸蓄电池内阻的组成
• 2.2 基于交流法的内阻测量原理
• 2.3 不同充电状态对内阻值的影响
• 2.4 放电容量与电阻的关系
• 2.5 现场测量与数据分析
• 2.5.1 现场测量与数据分析1
• 2.5.2 现场测量与数据分析2
• 2.6 小结
• 第三章 基于APTS的阀控铅酸蓄电池剩余电量监测技术设计
• 3.1 剩余电量的定义
• 3.2 正常阀控铅酸蓄电池放电特性
• 3.3 基于放电电压的剩余电量计算方法研究
• 3.4 基于模糊神经网络的剩余电量计算
• 3.5 基于APTS的蓄电池容量计算方法设计
• 3.5.1 算法原理
• 3.5.2 算法流程
• 3.5.3 实验数据分析
• 3.6 小结
• 第四章 阀控铅酸蓄电池劣化程度测试方法设计
• 4.1 SoH与SoC的关系
• 4.2 劣化程度与放电特性的关系
• 4.2.1 全过程放电曲线分析
• 4.2.2 初始跌落分析
• 4.2.3 根据定义测量SoH
• 4.3 本章小结
• 第五章 蓄电池智能监测系统设计
• 5.1 监测装置设计方案
• 5.2 监测装置的模块化设计
• 5.2.1 控制模块设计
• 5.2.2 采样模块设计
• 5.2.3 内阻模块设计
• 5.3 系统的工作流程
• 5.4 本章小结
• 第六章 网络环境下的蓄电池监控平台设计
• 6.1 网络化管理方案
• 6.2 通信电源集中监控系统中的电池监测模式
• 6.3 基于TCP/IP网络的电池监测平台设计
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢