Synchro UBMS

蓄电池在线监测系统

太阳成集团tyc234cc项目背景

1.1适用范围

     应急备用电源：不允许停电的“关键设备”，广泛应用于通信、电力、铁路轨交、数据中心、银行证券、石油石化、学校医院、厂矿企业等场景

• 48V通信电源

• UPS电源

• EPS电源

• 电力直流操作电源

• 高压直流电源

1.2 后备电源介绍

     铅酸蓄电池常见类型：常见电池类型分为2V型、12V型电池两种；阀控式密封铅酸蓄电池具有安全风险高、维护难度大、使用寿命短特点！

1.3 认识铅酸蓄电池

• 属于危险化学品，易发生故障

包括：硫化、干涸、爬酸、漏液、太阳成集团tyc234cc鼓胀变形、内部短路、开路、连接松动、热失控等。最终导致电池容量下降，寿命缩短。严重时还可能引起火灾和爆炸。

• 电池组为非智能哑设备

阀控式密封铅酸蓄电池一般都是成组使用，并采用长期在线浮充方式运行，电池组本身为非智能哑设备几乎没有任何故障预警、告警和自我保护功能。

• 一节电池发生故障会拖垮整组电池

电池组是串联结构，其中任何一节电池发生故障轻则会逐步拖垮整组电池，严重时会使电池组提前退出运行而导致失电事故，甚至还可能导致火灾和爆炸事故。

• 缺乏智能检测和维护手段

目前为止还有大量的蓄电池缺乏智能检测和维护手段，需要大量的人工巡检和维护，由于人工巡检的及时性和准确性无法保证，还有很多电池组虽然安装了电池监测系统但监测的指标不全面，检测精度不符合要求无法及时准确发现故障电池，存在安全隐患，每年都有很多由于电池故障而引发的供电安全事故。

1.4 蓄电池维护手段

       目前，阀控式铅酸蓄电池组的维护由于人员、技术及运维成本的限制，不能及时有效地预测和发现失效电池，影响电源系统的安全性和蓄电池组的寿命。

当前检测蓄电池组的状态，只能通过整组手工测量、电压巡检、内阻表计测量巡检。检测蓄电池的容量只能通过人工进行核对性全容量放电这一手段来评测电池组的性能。维护起来费时费力，失效单体电池不能在第一时间发现，不仅危害后备电源系统安全，最后也会造成整组电池使用寿命下降。

      铅酸蓄电池属于危险电化学品，在使用过程中容易发生安全事故。发生安全事故主要是蓄电池的外部短路或内部短路而引起热失控，其次是连接条松动导致接触电阻增大，在大电流充放电时也容易引起蓄电池的起火。虽然蓄电池爆炸属于低概率事件，但是危害非常大。铅酸蓄电池采用密封结构，在大电流充放过程中电解水反应过激，容易造成电池鼓包，若排气阀故障就会发生爆炸事故。

爬碱漏液                                                                 电池鼓包                                                                            热失控

1.5 电池热失控危害

电池热失控是指蓄电池在恒压充电时的电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏；电池在恒压充电时，由于某种原因（电池硫化、比重变化、温度变化、充电电压变化、电池老化）导致充电电流变大，进而导致电池过热、电解液损失加剧，内阻变化，电池则更加发热，形成恶性循环，最终发展为热失控。简单来说，电池在充电时产生的内部热量如果无法通过电池外壳及时散发到环境中，最终都会导致电池热失控的发生。

电池热失控是一种极具破坏性的电池失控现象，会严重损坏电池以及周围的设备，导致昂贵的维修，甚至导致火灾造成难以估量的灾难性后果。而有效防止热失控的唯一方法就是采用蓄电池热失控监控系统，如果没有有效的监控，就需要仔细检查并追踪分析所有可能产生热失控的因素，这对常规维护来说显然是无法实现的，所以主动采用有效的方法和装置进行电池热失控监测非常有必要。因此，美国消防委员会从2012年开始已经要求所有机房用蓄电池必须安装带热失控监测功能的BMS，并将此要求写入到2012 ICC International FireCode(IFC) 消防指令中。

电池热失控具有非常大的破坏性，但热失控的形成是个过程，只要采取有效的热失控监测手段以及正确的处理措施，足以把热失控消灭在萌芽状态。目前主要通过监测蓄电池负极柱的温度来实现蓄电池热失控的监测，通过追踪热失控关键指标，捕获异常趋势时，启动热失控分析模型，持续分析热失控的各项关键指标并及时预警热失控。

2 解决方案及优势

2.1典型监测方案

      Synchro-UBMS蓄电池在线监测系统系统具备技术先进、功能完善、配置齐全、稳定可靠、抗干扰性强等特点。主要功能为电池参数实时在线监测和电池安全关键指标追踪分析，对电池故障和运行风险及时发出预警，确保电池安全运行。

     主要功能包括：监测单体电池电压、单体电池内阻、单体电池温度、电池组总电压、充放电电流、环境温度、电池热失控、开路、浮充电压、浮充电流、SOC、SOH以及智能均衡等，任何参数超出阀值后自动告警。

      系统采用分布式单模块架构，每节电池配置一个监测模块，符合机房ANSI/TIA-942标准要求。安装、维护与接入方便。系统主要由SCB-M11蓄电池在线监测装置、SCB-S系列蓄电池智能参数传感器、电流测量单元、组电压测量单元组成；可通过蓄电池在线监测装置实时查询实时数据、告警数据以及参数配置等。监测数据和分析结果可通过串口/网口上传至电池管理平台或第三方监控平台，实现网络化远程集中管理。

2.2 系统功能

2.2 方案优势

• 蓄电池智能参数传感器系列产品，每只传感器监测一个电池，快速定位故障电池,安装简单，无需专门培训就能安装

• 分布式架构，每个现场监控主机可同时监控1~6组电池，最大支持1000节；传感器之间采用手拉手环形通信方式，不轻易掉线设计

• 高抗干扰设计，多现场验证，能阻挡大功率高频UPS的纹波干扰

• 2A小电流放电测试微小内阻技术，实现精准内阻测量，测量精度达百万分之一欧姆

• 低功耗设计，工作电流低至2mA，不影响被监测电池

• 宽范围电池温度监测，-25℃~+100℃，多环境验证，及时发现热失控电池

• 参数传感器自带防反接保护，接错也不会损坏模块

• 监测电压、内阻与电池内部温度，符合机房标准ANSI/TIA-942及GB50174-2008要求

• 可灵活配置，太阳成集团tyc234cc支持MODBUS协议或者开放传感器规约，易接入第三方监测系统，低成本实现解决方案

3 项目产品选型

3.1 采集层组成

3.2 主要附件

3.3 主机选型

3.4 主机功能

3.5 推荐主机介绍

3.6 传感器接口

3.7 电流单元接口

3.8 收敛模块接口

3.9 通信单元接口

3.10 在线监测平台

u云平台网络版软件u支持WEB浏览u采用MySQL数据库u多线程并发数据处理技术u波动过滤技术可视化界面设计