蓄电池内阻检测系统
1.1 概述
由于浮充状态下的蓄电池电压不能真正反映蓄电池内在健康状况，因此电池内阻检测方法成为蓄电池维护中被国际标准组织（IEEE 1188 国际标准）推荐采用的最重要应用手段之一，也是最快捷最有效的维护方法。
PRT 电池专家维护系统就是专门针对UPS 电池组、通信电池组实现在线管理的专家维护系统。本系统采用国内外最先进的电池分析技术，并结合本公司丰富的应用经验，对电池内阻检测、后备时间预测、失效电池检测等功能的实现方案采用了本公司独有的创新技术，在国内同行业属独创。产品具有测试精度高、实用性好、抗干扰性强等特点，解决了电池维护中失效电池检测、后备容量预测等在线维护难题，具有很高的应用价值，是目前国内外最为成熟的蓄电池在线维护产品之一。
PRT 电池专家维护系统已经在金融、证券、电力、海关、航空、通信等行业得到了广泛的应用。同时已经与多家国际大公司合作，采用OEM 方式远销国际市场。
1.2 实现原理
PRT 电池专家维护系统参照IEEE 1188 国际标准，采用人工智能、数据挖掘和嵌入式技术相结合，实时对蓄电池内阻参数、运行参数和外部环境参数进行分析，以实现实时监测蓄电池组的工作状态，保证了电源系统的运行安全。
PRT 电池专家维护系统采用模块化设计，主要由电池内阻采集及管理单元（PRT2000）、电池采集单元（PRT1000）、上层管理软件等几部分组成。一个内阻控制单元可接入多个电池采集元，完成对不同数量和不同电压规格的蓄电池组的监测管理。
PRT 电池专家维护系统的基本实现方案如下：
基本工作原理：
(1) PRT1000 采集单元可实时采集电池组的单体电压、电流、温度、总电压等参数，通过RS485 接口同PRT2000 进行通信实现电池基本参数采集功能。
(2) PRT2000 下发内阻测试命令到电池采集单元PRT1000，并获取PRT1000 采集的实时数据进行分析处理，实现电池组内阻测量、预测电池组后备时间、预测电池组中的落后电池等功能，通过RS485 上报到远程监控管理中心，实现电池状态和电池寿命实时在线管理。
1.3 主要功能
(1) 高安全性和高容错能力。系统设计方案采用多种安全措施，不改变原有系统的隔离度和接地系统，具有较好的容差和容错能力，不影响原有UPS电源系统的运行安全。
(2) 采用本公司专有的内阻测试技术和分析方法，具有采集精度高、抗干扰能力强等特点。
(3) 实时在线监测电池组的单体电压、电池内阻、电池温度、充放电电流、电池组总电压。
(4) 具有综合分析能力。以电池运行数据为依据，对电池的电压、内阻、电流和温度数据及其变化趋势进行综合分析，实时报告电池的运行状态。
(5) 实时在线管理。采用在线分析方法，无需断开工作回路，实现了真正意义上的电池组在线管理。
(6) 预测蓄电池组中的落后蓄电池。分析蓄电池参数的变化过程，自动判断蓄电池组的运行状态，对蓄电池组中发生电压异常和内阻异常的蓄电池早期预报，提醒用户进行早期维护，把电池故障排除在萌芽状态。。
(7) 预测蓄电池后备时间。采用人工智能和和专家系统技术，实时分析蓄电池的老化情况，对蓄电池组的容量进行实时修正，实现了当前负载下电池组后备时间预测功能。
(8) 电路方案和软件处理采用本公司专有的EMC设计技术，具有超强的抗电磁干扰能力，对强电磁干扰的UPS组均能够达到很高的测量精度。
(9) 实时掌握蓄电池的当前状况，尤其是蓄电池的容量衰减趋势，避免盲目更换蓄电池，减少蓄电池更换费用。
(10)通过远程实时在线的网络化管理，降低蓄电池现场维护费用，解决了蓄电池组空间小难进行人工维护。
(11)历史数据存储，具有大容量FLASH存储器用于存储电池组的充放电曲线、蓄电池各种参数。
(12)具有电压超限、内阻异常、设备故障报警并进行历史告警存储。
(13)具备RS485 通信接口，实现远程监控管理功能。
(14) 采用 19 英寸标准机箱结构，既能安装到19 英寸标准机架上，又能安装到墙面上，安装方便、外形美观。
(15) 强大的后台分析软件能力。完善的专业组态管理软件系统，具有实时数据显示、告警管理、报表管理等强大的数据管理功能，报表功能可显示每节电池当前的运行工作状态、内阻变化情况和报警记录。
1.4 技术参数及指标
1.4.1 主要检测参数
² 实时在线监测电池单体电压
² 实时在线监测电池总电压
² 实时在线测量单体内阻
² 实时在线监测电池组充放电电流
² 实时在线监测电池温度
² 落后电池在线预测
² 电池后备时间在线预测
² 实时时钟记录各类告警事件
1.4.2 主要技术指标
PRT1000 电池采集模块术参数
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名 称
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参 数
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备注
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工作环境条件
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电源输入
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220VAC±15%
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工作电流
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＜0.5A
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环境温度
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-10℃～40℃
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环境湿度
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10%～90%RH
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单体电压
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采集通道数
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49
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输入范围：0-12V
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采集精度
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误差<0.2% FS
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总电压通道
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通道数
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2
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只用于测试48V通信电池组电压。
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采集精度
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误差<0.2%
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温度通道
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通道数
|
2
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4-20mA或±5V
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|
采集精度
|
误差<1℃
|
与传感器精度有关
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电流传感器
|
通道数
|
2
|
4-20mA或±5V
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|
采集精度
|
误差<1%
|
与传感器精度有关
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通信接口
|
接口方式
|
RS485
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通信参数
|
9600、N、8、1
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EMC指标
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ESD防护
|
接触放电:±6KV 空气放电:±8KV
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EFT防护
|
±2KV
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浪涌防护
|
±2KV
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PRT2000电池管理模块技术参数
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工作环境
条件
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电源输入
|
220VAC±15%
|
||
|
工作电流
|
＜0.5A
|
|||
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环境温度
|
-10℃～40℃
|
|||
|
环境湿度
|
10%～90%RH
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大气压
|
70～106kpa
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内阻测量
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电池类型
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2V系列
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6V系列
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12V系列
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采集通道数
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96节
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88节
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44节
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测量范围
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<1000AH
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|
测量精度
|
误差<5%
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电池管理
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落后电池预测准确度
|
99.9%
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后备时间预测精度
|
误差<10%
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通信接口
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接口方式
|
RS485
|
||
|
通信参数
|
9600、N、8、1
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|||
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通信协议
|
YDN-23电总协议
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EMC指标
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ESD防护
|
接触放电:±6KV
空气放电:±8KV
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EFT防护
|
±2KV
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浪涌防护
|
±2KV
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1.5 组网结构
本产品提供免费SDK开发包，可作为智能设备方便接入各厂家动环监控系统！
