&&&&&&& 一、变电站蓄电池组的现状
&&&&&&& 1.1 变电站蓄电池组作用介绍
&&&&&&& 随着科技的进步，工厂、设备、办公等对电力的需求日益增多，变电站中普遍采用蓄电池组，一般是阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）。VRLA作为变电站的重要供电单元，一旦交流电出现问题时候，蓄电池组则迅速接管提供电能的任务。蓄电池组在变电站具有主要的四个作用：开关分合闸控制、继电保护设备、自动化设备、事故照明。蓄电池组在变电站的直流系统中起着关键的作用，在出现事故时是变电站的最后一道防线，是衡量一个变电站是否可靠安全的最低指标。
&&&&&&& 1.2蓄电池组的维护与管理注意事项
&&&&&&& 1）VRLA是基于防酸隔爆铅酸蓄电池设计，较前者具有维护更加方便、自损耗小、占用空间小、污染性小、腐蚀性低等特点。VRLA的设计方法和制造工艺都是较为先进的，官方的使用寿命是10年到15年左右，而且一般都会带有&免维护&的属性。但是实际的使用过程中，VRLA一般在5年左右就会暴露出故障，这与其属性大相径庭，究其原因是使用者没有进行合理的维护和管理。VRLA所声称的&免维护&，其实是其维护的频率比传统的蓄电池组要低，但是电池组的常见问题，比如接线柱松动、电池腐蚀、受压变形、密封泄露等都会是VRLA电池组出现严重的故障，因此对蓄电池组的维护和管理具有十分必要和重要的作用。
&&&&&&& 2）VRLA蓄电池组在25&的环境下工作是最为合适的，由于温度过高会导致电池组的化学溶液反应剧烈，大部分都是放热反应，会是电池快速升温导致老化速度加快，进而出现穿孔、腐蚀现象，损坏板栅。为此需要保证蓄电池组的工作环境温度在25&左右，并且下限只允许10&的偏差，上限浮动一般不大于5&。
&&&&&&& 3）对蓄电池组的充电运行管理，最能保证其工作性能的充电方式是浮充方式。在该充电状态下，需要满足单个VRLA蓄电池的充电电压在2.23V到2.28V之间，电压的大范围波动最容易导致VRLA出现故障。如果VRLA的实际充电电压不在正常的限制域内，则会使单个电池出现极板受损，容量降低的问题。如果极板受损，VRLA内部出现压力异常而影响安全阀的正常开闭，则蓄电池内部的化学溶液会外泄，严重的情况就会导致蓄电池组整体异常，最终影响变电站的直流系统。
&&&&&&& 4）在日常的VRLA蓄电池组工作中，要严格控制充电和放电的频度，避免过冲或者过放的情况发生。过度的充电会增加溶液中的正离子，使pH值下降，腐蚀电池。过度放电会使电池的负极附着绝缘硫酸铅，致使VRLA内阻增大，缩短电池的使用时间。充电不彻底或者过流冲，会因为化学反应不全面和反应过程过快导致电池出现不可逆的形变，影响使用。
&&&&&&& 二、变电站蓄电池组维护与管理常见问题的分析
&&&&&&& 2.1 蓄电池组电池的外壳变形
&&&&&&& VRLA蓄电池组在运行和使用过程中，经常出现壳体的向外膨鼓，甚至扭曲畸变。一般导致这类现象的诱因是给电池充电的实际的电压值高于2.4V，充电过程产生的电流过大，电池组内部出现短路或者产生小范围的放电现象，电池内部温度过高导致压力增大，安全阀不能正常的运行等。这些诱因会致使电池内部产生过大的压力作用于外壳从而形成变形。
&&&&&&& 出现变形问题首先测试安全阀的工作是否正常，然后在以后的维护中控制电压和电流的区间。对于变形严重的蓄电池则采用报废更换的措施。
&&&&&&& 2.2蓄电池组电池失水漏液
&&&&&&& 蓄电池工作中由于电离，水会分解生成氢气和氧气，如果充电放电不彻底，生产的氢气和氧气无法重新合成水，就会导致电池失水。而蓄电池的漏液则是由于质量或者变形问题导致的在电池的接线柱、安全阀、封盖等处造成液体的外流。
&&&&&&& 出现失水和漏液问题首先要看电池是否可以通过补液和密封加固的方式进行改善，并严格按照正确地充放电，对于问题严重的则应该及时更换。
&&&&&&& 2.3 蓄电池组个别电池电压偏大
&&&&&&& 对VRLA蓄电池的浮充电压采取2.25V是最理想的，测量时如果大于2.28V，可以认为浮充电压超限。造成该问题原因和处理方法一般包括：
&&&&&&& 1）螺纹连接的连接条不牢导致阻值增大，需要旋紧螺纹，并注意测量电压时避开连接条，直接用电压计接触正负极柱。
&&&&&&& 2）VRLA内部出现超电势过大现象，该问题一般产生在某些电池的充电使用后期，可以使用圆钝物体进行外部的敲打或者采取措施（如减小充电电流）来保证电池组平稳的放电解决。
&&&&&&& 3）VRLA内部阻值超限，这会导致在相同的电流情况下内阻分压增大，这种情况一般只能更换新电池。
&&&&&&& 2.4蓄电池组电池内部开路和容量降低
&&&&&&& 而蓄电池外部的变形和极板的断裂会导致其内部开路。蓄电池以10hA率放电，电池容量小于8hA，电池的容量不符合国家标准，一般是由于高温和过流，导致电解液变质引起的。
&&&&&&& 内部开路的情况下只能更换新电池组，对于容量降低的补救措施一般是进行多次重复的充放电试验或是活化试验，如果经试验后仍然低于8hA，则需更换电池组。
&&&&&&& 三、对蓄电池组维护与管理中问题对策的研究
&&&&&&& 为了保证变电站的蓄电池组能够正常可靠的 运行和使用，在电池组安装的前期需要做好产品的安装和验收工作，后期运行时又要做好维护和监控，这样才能将事故的发生率降低到最小。
&&&&&&& 3.1 前期蓄电池组的安装
&&&&&&& 1）VRLA的安装需要考虑其工作的最适宜温度，为此需要将蓄电池组安装在专门的设备间，配备恒温装置，保证电池间的通风，采用分层分布式安装，蓄电池之间要留有合适的安装空间，一般在15mm以上，上下层要保证足够的空间，用于电池的更换和检测，一般两层之间距离在150mm以上。
&&&&&&& 2）蓄电池安装的平台应该是独立的，不同的组之间采用防火材料进行隔离，组之间安排整齐平稳。
&&&&&&& 3）安装的位置尽量选择背阴的地方，避免光照。固定蓄电池时要旋紧螺钉螺母，并检查蓄电池的正负极是否正确，确定之后按照颜色进行区分。
&&&&&&& 4）安装完毕电池组后进行绝缘检查，在断路的情况下使用兆欧表测量两极的对地电阻是否达标，一般不小于10M&O。
&&&&&&& 3.2蓄电池组的验收
&&&&&&& 1）蓄电池组验收的第一步是查看电池组的安装情况。包括电池间的通风是否良好、电池组的安放是否合理、电池组的绝缘条件和光照条件是否达标等。
&&&&&&& 2）蓄电池组需要进行全容量的充放电试验，放电时蓄电池电压下降到1.8V停止，等待2小时左右进行充电并回升到正常的电压阈值则代表正常，一般可以回到2.30V到2.35V之间。如果三次试验之后VRLA容量达不到额定的80%，则验收不通过。
&&&&&&& 3）对蓄电池进行电导测试，通过该方法可以预估电池组出现故障的几率，同一组VRLA的电导偏差应该在10%以内，否则就需要进行重点监测。
&&&&&&& 3.3 蓄电池组运行中的维护
&&&&&&& 1）VRLA的浮充电压值应控制在规定的范围，环境温度的保持通过温补来完成，根据温度的高低加上或者减去补偿量。做好定期的检查和记录工作，一般周期为一个月。监测过程中发现电压超差的蓄电池数量达到3%以上，以及监测过程发现充电机因为故障停止工作时，对蓄电池组采取均充。
&&&&&&& 2）统计监测记录的电池数据，研究电池组的内部变化趋势，对内阻变大的蓄电池进行放电试验，对新安装的蓄电池组根据最新规范要求在投入运行前4年每2年要进行一次全面的充放电核容试验，投入运行4年后的蓄电池组每1年要进行一次全面的充放电核容试验。每月定期进行单个电池和整体电池组的电压测试，并每6个月进行一次对比分析。
&&&&&&& 3）定期对单个蓄电池之间的互联情况进行测试，出现电池之间的互联不稳问题会导致内阻增大，充放电时会产生高热，引发电池爆炸事故。
&&&&&&& 3.4 对蓄电池组进行在线监控
&&&&&&& 目前变电站都会采用蓄电池组在线监测系统，采用监控网络对VRLA单独进行监测，可以对内阻值、电流、电压、环境温度等信息量进行在线实时的监控，并保存数据上传到控制室，出现故障可以自动报警，并能进行自动补偿，提高了处理效率、准确率和安全性。
&&&&&&& 四、结语
&&&&&&& 变电站的蓄电池组对整个电力系统的作用至关重要，针对蓄电池组进行维护与管理的研究，确保蓄电池组能够可靠的运行和工作，既是保证变电站正常和安全工作的前提，也是保障相关电力设备能够正常运行的基本要素。只有从蓄电池的整个生命周期进行考虑和规划，才能真正做到维护与管理的科学性和有效性，最终提高供电网的整体可靠性。从研究和分析中可以得出在线监测系统基本可以完成蓄电池组的全部维护和管理工作，因此在变电站中应重视在线监测技术的发展研究。
&&&&&&& 参考文献：
&&&&&&& [1]赖日晶.变电站蓄电池在线监测系统的应用与研究[D].华南理工大学，2015.
&&&&&&& [2]连心.变电站蓄电池组的运行管理和维护[J].科技创业家，2012，（17）：143.
&&&&&&& [3]朱志海.变电站蓄电池组维护与管理[J].电气制造，2010，（08）：62-63.&&&&&&& [4]于雷.试论通信基站蓄电池组的维护[J].电源世界，2006，（08）：17-20.
&&&&&&& [5]陈楚链.从阀控式密封蓄电池组原理谈如何做好蓄电池的维护工作[J].电信工程技术与标准化，2005，（05）：40-43.
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技术领域本实用新型涉及一种基于无线物联网技术，综合了蓄电池组全在线充放电、蓄电池组在线内阻测试、蓄电池组在线除硫养护技术，进一步实现蓄电池组的在线监测及维护系统。背景技术目前，蓄电池在电力系统的各级变电站中被广泛使用，合理地选择及使用蓄电池监测系统，对获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。在实践中发现浮充状态下的电池信息，不足以准确反应电池的劣化。为解决浮充状态下数据信息不足的问题，本设计采取了监测装置与维护、保养互动的设计方案，在互动过程中采集蓄电池各项参数，采用计算机进行数据处理的优势，建立预测模型对电池劣化指标和剩余容量进行在线动态计算评估。网络不仅改变了设备连接形式，而且可以通过设备信息的集中和融合提高了设备的智能化。在构造网络互连环境下，本方案进一步研究网络环境下蓄电池监控数据的加工处理，以实现蓄电池监测软计算模型的动态进化。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于3G网络智能蓄电池在线监测及维护系统，该系统综合物联网技术，集蓄电池组全在线充放电技术、蓄电池组在线内阻测试技术、蓄电池组在线除硫养护技术和无线远程监控、分析、诊断技术等多种技术于一体，将传统电池人工维护模式改变为智能化、数字化模式、网络化模式，彻底解决数量庞大的蓄电池组放电维护工作的动力保障难题。同时能对电池进行实时监控，一有告警信息及时传送，故障及时处理，避免动力事故的发生，提高网络质量。本实用新型通过多种手段实现了基于3G网络的智能型蓄电池在线监测及维护系统。本实用新型通过以下技术方案来实现：一种基于3G网络智能蓄电池在线监测及维护系统，包括与蓄电池组相连的前端数据采集传输设备，前端数据采集传输设备依顺序连接后台服务器及客户端。后台服务器接入互联网，与前端无线物联网数据采集传输设备进行数据通信，实时接收前端无线物联网数据采集传输设备发送的蓄电池各项参数：浮充电压、充电电流、放电电流、环境温度、内阻，并将接收到的信息进行处理、存储；同时后台处理器效应客户端的请求，将蓄电池参数、数据分析结果、告警提示上传到各个客户端；同时后台服务器还会指导固定在电池组上的各功能模块进行充电、放电动作（包括完全放电、中度放电，周期性短时放电）、电池保养维护动作等。进一步的，所述前端数据采集传输设备包括无线传感器接入终端和设备信号采集终端，无线传感器接入终端和设备信号采集终端分别连接数据采集和监测控制终端，数据采集和监测控制终端连接3G无线数据传输终端。所述后台服务器接入互联网，与前端数据采集传输设备相连。所述前端数据采集传输设备实现蓄电池运行参数信号采集；并且前端无线数据采集传输设备实现3G无线网络通信控制以及物联网数据对接传感器的接入，将采集到的蓄电池各项参数进行数字化，并通过无线网络传至服务器。本实用新型综合物联网技术，蓄电池组全在线充放电技术、蓄电池组在线内阻测试技术、蓄电池组在线除硫养护技术和无线远程监控、分析、诊断技术等多种技术于一体，采用将传统电池人工维护模式改变为智能化、数字化模式、网络化模式，将CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA三种通信链路捆绑的方式进行数据传输。并对蓄电池寿命进行评估，对蓄电池进行在线维护，为蓄电池进行状态检修提供科学依据。其优点在于：第一，综合实现数字化、图形化监控与管理，可以清晰的显示当前电池组各单元的运行状态。第二，不受地域、时间限制，可以充分利用中国电信、中国移动、中国联通3G网络，实现远程无线监测、控制。第三，数据传输稳定、及时，实现了实时在线对蓄电池组的监测监控、维护保养。第四，基于网络技术、物联网对接技术的蓄电池在线监测及维护系统可以处理多个前端信息采集传输设备及客户端的介入，具有良好的可扩展性。第五，基于无线网络技术的蓄电池在线监测及维护系统实现了无人值守变电站的蓄电池组的监测监控、维护保养。可以大大提高直流系统的可靠性，避免蓄电池的烧坏和爆炸的风险，保证直流系统所需要的电能，可大大节约人工维护成本，提高劳动效率，同时对蓄电池及时到位的维护，延长蓄电池使用寿命，降低电池使用总量，也减少了报废电池对环境的破坏，带来巨大的带来节能环保效益、安全效益和经济效益。附图说明图1为本实用新型的系统结构框图；图2是本实用新型蓄电池在线监测系统的前端数据采集和控制设备结构框图。其中：11-客户端；12-后台服务器；13-前端数据采集传输设备；14-蓄电池组；21-3G无线数据传输终端；22-数据采集和监测控制终端；23-无线传感器接入终端；24-设备信号采集终端。具体实施方式以下结合具体实施案例对本方案进一步描述：如图1所示，本基于3G网络蓄电池在线监测系统，包括与蓄电池组14相连的前端数据采集传输设备13，前端数据采集传输设备13依顺序连接后台服务器12及客户端11；所述后台服务器12接入互联网，与前端数据采集传输设备13进行数据通信，实时接收前端数据采集传输设备13发送的蓄电池各项参数：包括浮充电压、充电电流、放电电流、环境温度、内阻，并将接收到的信息进行处理、存储；同时后台处理器12效应客户端的请求，将蓄电池参数、数据分析结果、告警提示上传到各个客户端11；同时后台服务器12还会指导固定在电池组14上的各功能模块进行充电、放电动作（包括完全放电、中度放电，周期性短时放电）、电池保养维护动作等。后台服务器12和局域网组成的网络远程管理系统采用机柜式或工控机，前端数据采集和控制设备13可以监控变电站内蓄电池14的运行状态，后台服务器12可以借助分析软件和专家系统，进一步实现蓄电池运行状态诊断，对蓄电池寿命进行评估，对蓄电池进行在线维护，为蓄电池进行状态检修提供科学依据。如图2所示，前端数据采集传输设备13包括无线传感器接入终端23和设备信号采集终端24，无线传感器接入终端23和设备信号采集终端24分别连接数据采集和监测控制终端22，数据采集和监测控制终端22连接3G无线数据传输终端21。所述数据采集和监测控制终端22用于采集蓄电池运行的各项参数：浮充电压、充电电流、放电电流、环境温度、内阻信号，实现多种传感器的接入。所述无线物联网数据对接无线传感器接入终端23，用于执行监控网络中蓄电池的编组、定位和数据传输，实时获取蓄电池各项参数数据。所述3G无线传输终端21通过CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA等三种3G网络为整个系统提供网络传输通道。所述3G无线数据传输设备21通过软件自动切换网络中信号较好的一个网络以及根据多链路的带宽，自动分配设备运行状态数据带宽。在正常浮充状态下，前端数据采集传输设备22通过设备信号采集终端24连续检测电池组的电压和内阻，若发现电压或内阻异常，则启动部分放电测试过程，进行更深一层次的测试。该测试过程也被设置为按一定周期启动，如一个月。在放电测试期间，将劣化程度预测模型所需的放电数据，采集包括浮充电压、初始跌落、正常放电电压等数据，通过后台服务器12预测模型运算，在内阻监测的基础上，监测系统通过采用三类不同深度的放电测试达到长期连续准确检测蓄电池的目的。所述设备信号采集终端24可以根据现场需要选择不同的功能，兼容2V/6V/12V单体电压监测，可同时监测4个蓄电池单体，无线模块接线操作更加简便。上述无线智能蓄电池在线监测及维护系统，其中后台服务器12中驻留的远程监控、分析系统服务软件。上述无线智能蓄电池在线监测及维护系统，其中前端数据采集和控制设备13中驻留的监控软件。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施案例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施案例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许更改或修饰为等同变化的等效实施案例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据办实用新型的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于办实用新型技术方案的范围内。
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ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ电池是电动汽车的主要动力源，在电动汽车中占有重要的地位。如何有效管理和实时监控电池是电动汽车的关键技术之一，作为电池保护和管理核心部件的电池管理系统不仅要保证电池安全、可靠地使用，而且要充分发挥电池的能力和延长其使用寿命，并作为电池、车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁。而且因不同汽车采用的电池数量的不同，需要采集的电压温度节点的数据量相差很大等，电池管理系统应具有高的可靠性和扩展性。由于电池管理系统的众多节点之间需要进行大量的实时数据交换，若整个汽车的所有节点都挂在一个ＣＡＮ网络上进行通信，很容易出现总线负荷过大，导致系统实时响应速度下降的情况，这在实时系统中是不允许的。相对于目前常见的集中式电压采集模式，ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｔｉｍｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｍｕｌｔｉｔａｓｋｉｎｇｗｅｒｅｍｅｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｗａｓ１硬件系统设计１．１分布式电池管理系统结构电动汽车电池管理系统不仅应具有高的实时响应性能，收稿日期：２０１２－０４－１６作者简介：曹铭（１９８６―），男，山西省人，硕士，助教，主要研究方向为电池管理系统和汽车电子。１６５９２０１２．１１Ｖｏｌ．３６
Ｎｏ．１１
研究与设计而主控模块主要完成电池信息的收集处理、ＳＯＣ的估算、电池故故障诊断和电池健康状况ＳＯＨ的估算、电池组的热管理、障诊断、与整车控制系统和充电机的通讯等功能。电源通断，保证采集模块在系统出现问题时能及时使硬件上电复位恢复正常工作等，图４为保护执行开关电路。１．２硬件模块设计（１）主控模块主控模块的ＣＡＮ通讯的稳定性对于整个分布式的电池管理系统而言至关重要。作者采用飞思卡尔的１６位单片机ＭＣ９Ｓ１２ＤＧ１２８，该芯片具有较强的数据处理能力和控制功能。它内部集成了２路ＣＡＮ控制器，具有编程方便、使用灵活、功低噪声等优点。双ＣＡＮ通道实现电池管系统的主控模耗低、块和采集模块内部ＣＡＮ总线通讯，可优化电池管理系统结构。由于在同样的速度下所用的时钟频率较５１系列微控制器低很多，因而使得高频噪声低，抗干扰能力强，更适合于工控领域及恶劣的汽车环境。Ｓ１２ＭＣＵ总线频率为２５ＭＨｚ，方便实现复杂的均衡控制算法、ＳＯＣ算法和多总线通讯控制等。２路ＣＡＮ的ＲＸ和ＴＸ脚分别经过光耦隔离接不同收发器并构成内部和外部双ＣＡＮ通讯网络。光耦的电源与系统电（通讯隔离电路如图２所源通过２路ＤＣ／ＤＣ实现完全隔离［２］示），保证了通讯电路的稳定和可靠。（２）电压、温度采集模块电压、温度采集模块ＥＣＵ所采用的嵌入式微控制器为ＳＳＴ８９Ｅ５１６ＲＤ２单片机，它内置６４ＫＢ的程序存储器和２５６Ｂ的数据ＲＡＭ，带内部可编程的看门狗（ＷＤＴ），并且支持掉电模式和外部中断唤醒；每个电压温度采集模块ＥＣＵ管理１０个单体电池，其功能为检测１０个单体电池的电压和温度信息，并将该信息通过管理系统的双绞线ＣＡＮ总线发送给上层主控模块ＥＣＵ，图５为１０路信号选通电路。１０路电池组的电压分别经过光耦隔离和电压调理电路后为了更好地管理和分析行车过程中单体电池的数据，常常需要把采集到的数据上传到计算机，传统的方式是基于ＲＳ２３２接口的串行通信，这种方式依赖于计算机环境，给数据的存储和传输带来很大的不便。作者采用Ｕ盘作为中间数据的传输介质，克服了对计算它不仅具有良好的通用机的依赖，可以把数据存储在Ｕ盘中，方便、廉价，而且其抗震性和稳定性也使得其在特殊环境性、中的数据存储更加可靠。图３为数据存储模块。接入高精度Ａ／Ｄ转换模块ＩＣＬ７１３５的Ａ／Ｄ输入端；通过ＡＱＷ２１４ＥＨ光耦合继电器（具有双路选通功能）和１３８片选的组合使用，安全可靠地将电池组各端点电压依采样周期依次引入ＡＤ。选通时间短（μｓ级），从而保证了同一时刻只可能连入一组电压，不会由于程序错误使电池短路［４］。采集模块采集单体电池电压，随着电池的充放电以及寿命的变化，电池出现异常，电压参数也会出现异常。Ａ／Ｄ采用电压转换精度为０．１ｍＶ，高精度４位半双积分芯片ＴＣＬ７１３５。量程０～５Ｖ，转换速度为４０ｍｓ。为了保护ＡＤ采集电路和整个采集模块不受损坏，在电池电压输入端和电压跟随器输出端接Ａ／Ｄ保护电路，若二极管的导通压降为０．３Ｖ，则输入电压被限制在－０．３～５．３Ｖ。精密可调电位器Ｒ１可以外部修正测量电压。Ｒ２与Ｃ１用于过滤除干扰信号，可对尖峰噪声进行有效的抑制。图６为电压调理电路和ＡＤ采集电路。（３）均衡模块我们采用一种基于总线的均衡方式把电池组总电压通过主控模块输出６路用于控制其他执行器件的控制信号［３］，其中第一路和第二路用于控制蓄电池的降温系统和加热系统，保证电池组工作在正常温度范围；第三路信号用来控制高压通断开关，用于在绝缘检测故障时进行保护和在过充或过放中切断主电路以保护电池；第四路信号用于控制下层模块ＤＣ／ＡＣ变换，利用高频变压器的匝比调节和占空比调节并控制充电电压的高低，调节均衡强度，再通过ＡＣ／ＤＣ模块转为充
电电压传递到均衡总线上，根据电管理系统提供的数据实时
地计算电池的不均衡度
获得电池组不一致状态变化的趋势，从而及时确定合理的接受均衡的电池的数目和均衡充放电力２０１２．１１Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１１１６６０研究与设计度．然后通过选通电路选中其中电压最低的单节或多节电池进行充电，这种方式传递效率较高，易于模块化，适合串联数量比较大的电池组。电量。３实验结果基于Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ单片机的分布式电池管理系统，用集成Ａ／Ｄ转换模块实现了实时数据采集，、均衡控制功能，并解决了电池单体电压不均衡造成的过充问题。Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ９Ｓ１２系列单片机强大的数据处理功能，丰富的外围接口和良好的电磁兼容性可满足纯电动汽车动力电池管理的所有要求，管理系统中高压与低压分离，采用双ＣＡＮ总线的分布式结构，减少了系统的连线，便于安装调试，提高了系统的稳定性和可靠性。该电池管理系统已在南昌大学研制的纯电动汽车上成功应用，效果良好。２基于μＣＯＳ－ＩＩ的软件设计电池管理系统的主控模块任务可以划分为：（１）与采集模块通讯；（２）与高压控制柜通讯（包括高压保护、绝缘检测）；（３）实现电池均衡及热管理控制；（４）对电池充电机控制；（５）进行ＳＯＣ估算；（６）数据处理及存储；（７）报警等。由于电池管理系统任务多，作者采用现成的嵌入式实时多任务操作系统来管理时，程序设计只需设计各任务的功能，而不必关心程序运行的细节，可降低开发难度，缩短开发时间。μＣＯＳ－ＩＩ是针对嵌入式应用而设计的可移植性强的实时多任务操作系统，是一种开源的实时多任务操作系统，能运行在大部分的８位、１６位、３２位乃至６４位的处理器上，移植和配置过程难度较低。通过分析上述各任务可知：任务（１）、（２）、（３）、（７）对响应（４）、（５）、（６）对响应时间时间要求比较严格，属实时任务；任务无特殊要求，属常规任务可以把系统设计成一个多链多任务系统。图７为软件系统的设计。参考文献：［１］陈清泉，孙逢春，祝嘉光，等．现代电动汽车技术［Ｍ］．北京：北京理２００２．工大学出版社，［２］王云午，魏宗寿．基于ＣＡＮ总线的通信节点设计［Ｊ］．现代电子技术，２００８，３１（３）：１７２－１７４．［３］吴志红，吴庚泽，朱元，等．基于ＸＣ１６４ＣＳ单片机的混合动力汽车电池管理系统硬件设计［Ｊ］．汽车技术，２００９（４）：１５－１８．［４］孙同景．Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ９Ｓ１２十六位单片机原理及嵌入式开发技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００８．［５］宫学庚，梁枫，马宇坤，等．基于ＣＡＮ总线的电动客车用分布式电池管理模块［Ｊ］．电源技术，２００９（１０）：８９９－９０２．μμμμμμμμ（上接第1636页）
７９－８９．［４］ＬＩＨ，ＧＵＯＷＸ，ＣＨＥＮＨＹ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｅａｄ－ｃａｌｃｉｕｍ－ｔｉｎ－ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｍａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００９，１９１：１１１－１１８．［５］窦传龙，李瑞珍，陈红雨．铅酸蓄电池正极板栅用铅基稀土合金２０１０，３（３４）：２７６－２７８．的研究［Ｊ］．电源技术，［６］ＬＩＵＨＴ，ＺＨＡＮＧＸＨ，ＺＨＯＵＹＢ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅａｎｏｄｉｃｆｉｌｍｓｏｎｌｅａｄａｌｌｏｙｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｒａｒｅ－ｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｇｒｉｄｓｉｎｌｅａｄａｃｉｄｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．ＪＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２００３，５７：４５９７－４６００．［７］ＴＡＧＵＣＨＩＭ，ＳＵＧＩＴＡＨ．ＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＰｂＳＯ４／ＰｂｅｌｅｃｔｒｏｄｅｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＱＣＭｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．ＪＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００２，１０９（２）：２９４－３００．［８］ＷＥＩＧＬ，ＷＡＮＧＪＲ．ＫｉｎｅｔｉｃｓｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＰｂＯ２ｏｎｌｅａｄ－ａｎｔｉｍｏｎｙｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．ＪＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，１９９４，５２（２）：１９３－１９６．１６６１２０１２．１１Ｖｏｌ．３６
Ｎｏ．１１
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