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蓄电池监测装置的研究
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摘要:阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源领域广泛使用,了解蓄电池的失效模式和使用过程中的性能状况对于安全生产有很重要的意义。合理地选择及使用目前直流电源系统中的蓄电池和电池监测装置,对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用,为获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。目前,在很多场合使用的电池监测装置只是对浮充电压数据进行检测,在本研究过程的实际测试中,其结论是内阻变化是电池性能变坏的重要信息。本文针对固定后备使用的阀控铅酸蓄电池设计了一套电池监测装置,可以更好的延长蓄电池的使用寿命。叙词:蓄电池 监测装置

一、基于数字滤波器的内阻测量技术

  在线测量每个单电池的内阻是检测装置的难题之一,测量准确度直接关系到分析的准确度。在线测量需要解决充电机和用电负载干扰的问题。对于大容量电池,电池内阻是微欧级小信号,本文中采用了数字滤波技术提高测量准确度。

  在线测量主要存在以下因素影响测量:

  1)测量线耦合的高频干扰信号;
  2)50Hz工频干扰;
  3)充电机低频纹波;
  4)充电或放电的电压缓变;
  5)负载的不规则变动。

  对于高频干扰,一方面通过硬件低通滤波削减,另一方面,在有效的A/D采样频率下进行平滑滤波处理。有效信号组成如图1-1所示。 来源:www.tede.cn

  本文的研究中设计了专用的激励装置,向电池组馈入受控交流信号,测量电路采集被测电池的交流电压信号。为消除上述影响因素,采用了IIR数字滤波技术。 来源:输配电设备网


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  采用直接方式即可实现差分方程运算。图1-2是采用椭圆滤波器设计的带通滤波器,M=N=11,具有良好的下降斜率,在通带和阻带内均为等纹波。
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图1-1

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表1是量程为50mΩ的实测数据,表明该方法具有良好的线性和重复性。

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