一、概述

金澤電氣BMFM系列UPS蓄電池在線監(jiān)測管理系統(tǒng)（BMS）解決方案可提供準(zhǔn)確的電池運(yùn)行信息，包括SOC、SOH、提前預(yù)警、智能自學(xué)習(xí)等功能，可獨(dú)立運(yùn)行、接插件模塊化安裝。BMFM系列解決方案突破性的解決了電池在亞健康狀態(tài)下的早期發(fā)現(xiàn)與報(bào)警，及時發(fā)現(xiàn)電池組中狀態(tài)落后電池，提前進(jìn)行干預(yù)、維護(hù)或者更換，保障電池組備電時間并延長電池組使用壽命。本解決方案使用模塊化接插件式安裝方式，可提供單機(jī)、聯(lián)網(wǎng)、云平臺、接入綜合監(jiān)控平臺等監(jiān)測方案，通過軟件增強(qiáng)應(yīng)用功能，便于遠(yuǎn)程監(jiān)測與管理，降低運(yùn)維成本，保障供電可靠性。

BMFM系列解決方案可廣泛應(yīng)用于蓄電池備電提供可靠不間斷電源的場合。

二、電池監(jiān)測管理的意義

電池的運(yùn)行和健康狀態(tài)往往被忽略掉，在實(shí)際工作狀態(tài)下僅僅能夠測量電池電壓、電流、內(nèi)阻，這些數(shù)據(jù)僅僅是電池安全運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在實(shí)際情況中，性能劣化、容量已大幅下降的電池其浮充電壓往往變化不明顯，僅憑單一的在線運(yùn)行監(jiān)測無法辨別和處理，當(dāng)放電過程中發(fā)現(xiàn)某電池的放電電壓異常時才能發(fā)出警告，往往為時已晚。因此，在監(jiān)測蓄電池運(yùn)行狀態(tài)同時，監(jiān)測蓄電池的性能，分析其內(nèi)部電化學(xué)狀態(tài)的變化，提供管理及維護(hù)建議具有非常重要的意義。

要延長鉛酸電池的使用壽命，必須首先完善BMS系統(tǒng)的日常參數(shù)監(jiān)測功能，比如以前不重視的單體電池的溫度、電池放電過程的電極反應(yīng)過程參數(shù)，不能只是單純監(jiān)測一下電池的內(nèi)阻！必須提供電池組運(yùn)行過程中操作參數(shù)、環(huán)境等不合理因素的分析，特別是電池組或者單體電池出現(xiàn)故障的前兆分析，針對不同的引起電池早期失效的成因作出維護(hù)提示，這樣才能有的放矢地及時對電池組作必要的維護(hù)，切實(shí)把鉛酸電池的設(shè)計(jì)壽命用好用足。

另可進(jìn)行多批次、多品牌電池使用使用狀況進(jìn)行監(jiān)測與分析，為設(shè)備采購管理提供支撐。

三、 電池BMS的現(xiàn)狀

目前業(yè)界鉛酸電池BMS設(shè)備一般都具備單體電池故障監(jiān)測功能，有一些設(shè)備也部分具有延長電池使用壽命的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測、分析和維護(hù)（或者給出維護(hù)建議）的功能，但基本上都不具備電池組運(yùn)行時SOC（SOP）和SOH的計(jì)算功能，盡管這項(xiàng)功能是循環(huán)儲能和啟動功率型工作模式的首要功能。

四、 電池管理系統(tǒng)的功能要求

無論是哪種電池的BMS，其首要任務(wù)是提高電池組使用的可靠性（或者說是安全性），其次就是延長電池的使用壽命，再者就是向用戶提供精確的電池組使用指引（如后備電池工作模式下的剩余后備時間等）。

鉛酸電池由于其設(shè)計(jì)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了過充電負(fù)反饋機(jī)制，使用時的安全性非常高，所以目前對鉛酸電池使用中的電池管理一般只實(shí)現(xiàn)了最基本的充、放電管理（這個功能由帶充電功能的電源來實(shí)現(xiàn)）。進(jìn)一步的要求是電池的故障監(jiān)測，用來提高電池組備電使用的可靠性；再進(jìn)一步，是在電池使用過程中對包括環(huán)境溫度、單體電池溫度、單體電池電壓等參數(shù)的監(jiān)測、分析，以及提供維護(hù)（或者維護(hù)建議），目的是要延長電池組的使用壽命；更進(jìn)一步，是向用戶提供電池組充、放電和壽命衰減的參數(shù)指引，比如電池組的充、放電比率，剩余后備時間（SOC），電池組的容量衰減比例（SOH）等，這樣，就構(gòu)成一個功能完整的鉛酸電池管理系統(tǒng)（BMS）。

五、蓄電池管理系統(tǒng)的預(yù)期用途

BMFM 系列產(chǎn)品是一種適用于電源系統(tǒng)電池或保護(hù)系統(tǒng)直流電源系統(tǒng)蓄電池的蓄電池在線監(jiān)測管理。電池在線監(jiān)測系統(tǒng)代替人工進(jìn)行巡檢，及時掌握該電源系統(tǒng)工作狀態(tài)；主要數(shù)據(jù)有電池總電壓、電池組電流、電池組容量、電池組衰減比例、維護(hù)信息、維護(hù)建議、故障信息等；代替人工進(jìn)行維護(hù)，定期或計(jì)劃性實(shí)現(xiàn)電源自動進(jìn)行維護(hù)性放電，電池電壓均衡自動維護(hù)、解決斷開外部電源進(jìn)維護(hù)而造成系統(tǒng)安全隱患。

大多電源系統(tǒng)的蓄電池自開通運(yùn)行后，或多或少會發(fā)生蓄電池故障，電池?zé)崾Э亍㈦姵毓陌?、漏液、容量衰減等、維護(hù)不到位等問題。蓄電池的選型、質(zhì)量難以控制，導(dǎo)致不斷有質(zhì)量低下的廠家產(chǎn)品進(jìn)入用戶電源系統(tǒng)中，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，部分設(shè)備投運(yùn) 1~2 年就出現(xiàn)因個別電池故障，造成整組蓄電池容量不足 80%的情況。長期服役的后備電源系統(tǒng)中的蓄電池，存在產(chǎn)品自然的衰減老化、偶發(fā)性故障，受各種環(huán)境變化因素影響，日常維護(hù)欠缺，造成電池組加速老化乃至提前失效。

電源蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為應(yīng)用監(jiān)控層、信息收集處理層、數(shù)據(jù)采集監(jiān)測層、自動維護(hù)執(zhí)行層四個部分組成。加裝蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)代替人工進(jìn)行巡檢，及時掌握該電源系統(tǒng)工作狀態(tài)；主要數(shù)據(jù)有電池總電壓、電池組電流、電池組容量、電池組衰減比例、維護(hù)信息、維護(hù)建議、故障信息等；代替人工進(jìn)行維護(hù)，定期或計(jì)劃性實(shí)現(xiàn)電源自動進(jìn)行維護(hù)性放電，電池電壓均衡自動維護(hù)、解決斷開外部電源進(jìn)維護(hù)而造成系統(tǒng)安全隱患，蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)有著重要意義。 BMFM 系列蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)專用于蓄電池在線監(jiān)測，在不同場合（UPS 或直流電源、通信電源、EPS 等系統(tǒng)）中提供監(jiān)測和管理環(huán)節(jié)。

六、蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)圖

1、蓄電池監(jiān)測主機(jī)

2、蓄電池監(jiān)測模塊

3、現(xiàn)場顯示單元

4、DATABUS 監(jiān)測模塊連接線

5、蓄電池監(jiān)測測量線（1＋）

6、蓄電池溫度測量傳感器（1）

7、蓄電池監(jiān)測測量線（4-）

8、蓄電池總回路

9、用戶計(jì)算機(jī)傳輸網(wǎng)絡(luò)

10、監(jiān)控服務(wù)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

11、監(jiān)控中心顯示單元/客戶端軟件系統(tǒng)

七、蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)延申應(yīng)用

在線監(jiān)測完成監(jiān)測與預(yù)警后，需要進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)性問題解決，在監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)下進(jìn)行蓄電池組自動化運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)蓄電池組自動充放電維護(hù)、自動在線遠(yuǎn)程核容等功能。

內(nèi)阻監(jiān)測精度：±3%

監(jiān)測電池組工作電壓： 0—600V

電壓監(jiān)測精度：±0.1%

電流傳感器供電： +15V 0.3A

電流監(jiān)測精度：±0.5%

最大可帶模塊：255塊

溫度監(jiān)測精度：±0.5℃

測量范圍：0～16V

工作電壓：220V、DC 48V、DC110V 35W（MAX）

通信協(xié)議接口:TCP-IP、RS485、RS232、MODBUS

功能應(yīng)用：蓄電池組的實(shí)時在線監(jiān)測，保障蓄電池系統(tǒng)可用性；準(zhǔn)確預(yù)報(bào)蓄電池當(dāng)前后備時間、容量衰減等；自動計(jì)算并調(diào)整顯示放電時間；監(jiān)測單體電池內(nèi)阻偏差和判斷故障電池；

支持第三方接入平臺，支持MODBUS、LAN、RS485、WAN遠(yuǎn)程集中管理；接入自由管理平臺，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集中化管理；

產(chǎn)品特點(diǎn)：提供準(zhǔn)確的電池運(yùn)行信息、SOC、SOH、提前預(yù)警、智能自學(xué)習(xí)功能、可獨(dú)立運(yùn)行、接插式模塊化安裝。

?  獨(dú)創(chuàng)的數(shù)理算法提供準(zhǔn)確的電池運(yùn)行信息：主機(jī)實(shí)時采集電池組的總電壓、電流、溫度等參數(shù)，采用領(lǐng)先業(yè)內(nèi)的獨(dú)創(chuàng)算法處理，可準(zhǔn)確預(yù)報(bào)電池當(dāng)前后備時間、容量SOC、壽SOH、超限報(bào)警等；當(dāng)負(fù)載變化時，自動計(jì)算并調(diào)整顯示放電時間；配備單體電池監(jiān)測小模塊后，可監(jiān)測單體電池內(nèi)阻偏差和判斷故障電池。

?  智能自學(xué)習(xí)功能：BMFM管理監(jiān)測儀擁有智能自學(xué)習(xí)功能，它能夠?qū)W習(xí)并記錄電池的每一次放電狀況，為下一次放電提供更準(zhǔn)確的參數(shù)預(yù)報(bào)；適用于各種品牌、不同老化程度的鉛酸電池、不同電氣參數(shù)的UPS、通信電源、直流操作電源。

?  獨(dú)創(chuàng)的數(shù)理算法提供準(zhǔn)確的電池運(yùn)行信息:電池組老化估算、故障檢測方法和電池組管理檢測裝置專利號200510072519.1；單體動力電池精確管理實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)及智能電池模塊專利號201110141322.4；獨(dú)立BMS功能的分段主動均衡，專利號201610796251.1，智能分析電池狀況并提供準(zhǔn)確報(bào)告。

?  采用單總線方式，降低施工難度，降低故障率：模塊間通訊采用級聯(lián)方式，由于使用線材少，出現(xiàn)故障的幾率低，而且出現(xiàn)故障后易定位、易檢修。

?  兼容2V、12V單體電池：模塊體積小、低功率、防火阻燃材質(zhì)、帶液晶顯示單體電池電壓、電池編號、單體電池溫度、單體電池動態(tài)內(nèi)阻、單體電池工作狀態(tài)。