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蓄電池在線監測系統


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產品詳情

Synchro UBMS

蓄電池在線監測系統

1 項目背景

1.1適用范圍

應急備用電源：不允許停電的“關鍵設備”，廣泛應用于通信、電力、鐵路軌交、數據中心、銀行證券、石油石化、學校醫院、廠礦企業等場景

48V通信電源
UPS電源
EPS電源
電力直流操作電源
高壓直流電源

1.2 后備電源介紹

鉛酸蓄電池常見類型：常見電池類型分為2V型、12V型電池兩種；閥控式密封鉛酸蓄電池具有安全風險高、維護難度大、使用壽命短特點！

1.3 認識鉛酸蓄電池

屬于危險化學品，易發生故障

包括：硫化、干涸、爬酸、漏液、鼓脹變形、內部短路、開路、連接松動、熱失控等。最終導致電池容量下降，壽命縮短。嚴重時還可能引起火災和爆炸。

電池組為非智能啞設備

閥控式密封鉛酸蓄電池一般都是成組使用，并采用長期在線浮充方式運行，電池組本身為非智能啞設備幾乎沒有任何故障預警、告警和自我保護功能。

一節電池發生故障會拖垮整組電池

電池組是串聯結構，其中任何一節電池發生故障輕則會逐步拖垮整組電池，嚴重時會使電池組提前退出運行而導致失電事故，甚至還可能導致火災和爆炸事故。

缺乏智能檢測和維護手段

目前為止還有大量的蓄電池缺乏智能檢測和維護手段，需要大量的人工巡檢和維護，由于人工巡檢的及時性和準確性無法保證，還有很多電池組雖然安裝了電池監測系統但監測的指標不全面，檢測精度不符合要求無法及時準確發現故障電池，存在安全隱患，每年都有很多由于電池故障而引發的供電安全事故。

1.4 蓄電池維護手段

目前，閥控式鉛酸蓄電池組的維護由于人員、技術及運維成本的限制，不能及時有效地預測和發現失效電池，影響電源系統的安全性和蓄電池組的壽命。

當前檢測蓄電池組的狀態，只能通過整組手工測量、電壓巡檢、內阻表計測量巡檢。檢測蓄電池的容量只能通過人工進行核對性全容量放電這一手段來評測電池組的性能。維護起來費時費力，失效單體電池不能在第一時間發現，不僅危害后備電源系統安全，最后也會造成整組電池使用壽命下降。

鉛酸蓄電池屬于危險電化學品，在使用過程中容易發生安全事故。發生安全事故主要是蓄電池的外部短路或內部短路而引起熱失控，其次是連接條松動導致接觸電阻增大，在大電流充放電時也容易引起蓄電池的起火。雖然蓄電池爆炸屬于低概率事件，但是危害非常大。鉛酸蓄電池采用密封結構，在大電流充放過程中電解水反應過激，容易造成電池鼓包，若排氣閥故障就會發生爆炸事故。

爬堿漏液電池鼓包熱失控

1.5 電池熱失控危害

電池熱失控是指蓄電池在恒壓充電時的電流和電池溫度發生一種積累性的增強作用并逐步損壞；電池在恒壓充電時，由于某種原因（電池硫化、比重變化、溫度變化、充電電壓變化、電池老化）導致充電電流變大，進而導致電池過熱、電解液損失加劇，內阻變化，電池則更加發熱，形成惡性循環，最終發展為熱失控。簡單來說，電池在充電時產生的內部熱量如果無法通過電池外殼及時散發到環境中，最終都會導致電池熱失控的發生。

電池熱失控是一種極具破壞性的電池失控現象，會嚴重損壞電池以及周圍的設備，導致昂貴的維修，甚至導致火災造成難以估量的災難性后果。而有效防止熱失控的唯一方法就是采用蓄電池熱失控監控系統，如果沒有有效的監控，就需要仔細檢查并追蹤分析所有可能產生熱失控的因素，這對常規維護來說顯然是無法實現的，所以主動采用有效的方法和裝置進行電池熱失控監測非常有必要。因此，美國消防委員會從2012年開始已經要求所有機房用蓄電池必須安裝帶熱失控監測功能的BMS，并將此要求寫入到2012 ICC International FireCode(IFC) 消防指令中。

電池熱失控具有非常大的破壞性，但熱失控的形成是個過程，只要采取有效的熱失控監測手段以及正確的處理措施，足以把熱失控消滅在萌芽狀態。目前主要通過監測蓄電池負極柱的溫度來實現蓄電池熱失控的監測，通過追蹤熱失控關鍵指標，捕獲異常趨勢時，啟動熱失控分析模型，持續分析熱失控的各項關鍵指標并及時預警熱失控。

2 解決方案及優勢

2.1典型監測方案

Synchro-UBMS蓄電池在線監測系統系統具備技術先進、功能完善、配置齊全、穩定可靠、抗干擾性強等特點。主要功能為電池參數實時在線監測和電池安全關鍵指標追蹤分析，對電池故障和運行風險及時發出預警，確保電池安全運行。

主要功能包括：監測單體電池電壓、單體電池內阻、單體電池溫度、電池組總電壓、充放電電流、環境溫度、電池熱失控、開路、浮充電壓、浮充電流、SOC、SOH以及智能均衡等，任何參數超出閥值后自動告警。

系統采用分布式單模塊架構，每節電池配置一個監測模塊，符合機房ANSI/TIA-942標準要求。安裝、維護與接入方便。系統主要由SCB-M11蓄電池在線監測裝置、SCB-S系列蓄電池智能參數傳感器、電流測量單元、組電壓測量單元組成；可通過蓄電池在線監測裝置實時查詢實時數據、告警數據以及參數配置等。監測數據和分析結果可通過串口/網口上傳至電池管理平臺或第三方監控平臺，實現網絡化遠程集中管理。

2.2 系統功能