一种蓄电池在线故障监测预警装置的制作方法

本发明涉及蓄电池，尤其是一种蓄电池在线故障监测预警装置。

背景技术：

1、蓄电池作为电力直流屏、储能电站、通信基站、工控机房等关键设备的后备供电核心，其运行状态直接决定整套电力系统的供电可靠性与安全稳定性。蓄电池长期处于浮充、循环充放电、温变交替工况，极易出现单体电压不均、内阻劣化、温升异常、充放电电流紊乱等隐性故障，若无法及时发现、预警，极易引发蓄电池鼓包、热失控、容量衰减、整组失效，进而造成直流断电、设备停机、供电瘫痪等重大安全事故与经济损失。

2、因此在蓄电池使用的过程中，需要通过在线故障检测及预警装置对蓄电池进行实时监测，而现有的在线故障检测及预警装置在使用时仍然存在以下技术问题：

3、现阶段的蓄电池监测装置仅可以监测简单的数据，无法同时对蓄电池的电池电压、内阻、温度和充放电电流等多范围进行，且监测的数据以及结果无法立即进行传输并预警，容易出现故障预警滞后的情况，且预警的数据无法直接传输至pc端或终端平台；

4、且现阶段故障检测及预警装置仅依靠单体电压、温度、内阻和充放电电流单一参数评估健康状态，电压正常不代表电池无内部劣化；大量电池内阻持续攀升，但端电压长期处于合格区间，系统无预警，等到放电失效才发现落后电池，错失更换窗口期。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述技术不足而提供一种蓄电池在线故障监测预警装置，实现多维度同步监测，提升准确性。

2、本发明公开了一种蓄电池在线故障监测预警装置，包括设备壳体，设备壳体内设置主控电路板，还包括电压采样电阻、ntc温度传感器、霍尔电流传感器、液晶显示屏、声光报警器以及供电电源电路；

3、所述电压采样电阻电性连接蓄电池单体两极与主控制电路板，实时采集蓄电池单体电压；

4、所述ntc温度传感器贴合安装在蓄电池外壁，ntc温度传感器信号线接入主控制电路板采样端口，实时采集蓄电池表面温度；

5、所述霍尔电流传感器串联安装在蓄电池组充放电主回路中，霍尔电流传感器输出端与主控制电路板电性连接，实时采集蓄电池充放电电流数据；

6、所述液晶显示屏嵌装在设备壳体正面，与主控制电路板连接，实时显示各项监测数据与故障信息；

7、所述声光报警器包括蜂鸣器与报警指示灯，安装于设备壳体表面并与主控制电路板连接，用于现场即时故障报警；

8、所述供电电源电路外接供电输入后，完成稳压、滤波、多路分压输出，为主控制电路板以及ntc温度传感器、霍尔电流传感器、液晶显示屏、声光报警器提供稳定匹配电压，保障整机持续稳定工作；

9、所述主控制电路板集成主控运算模块、电压采集处理模块、内阻检测驱动模块、温度信号调整模块、电流信号调整模块、数据存储模块、显示屏驱动模块、声光报警驱动模块和远程通信传输模块。

10、所述主控运算模块为主控制器，统筹整机所有采集、存储、驱动、通信逻辑，同步接收电压、内阻、温度、电流四路采集信号，调取数据存储模块内历史数据，执行多参数耦合健康研判算法；判定电池正常、隐性劣化和故障状态；同步下发显示、本地报警、远程数据上传指令。

11、所述电压采集处理模块与外置电压采样电阻配合，将蓄电池单体两端模拟电压信号滤波、放大、模数转换，输出标准数字电压值传输至主控运算模块，实时连续采集每一节蓄电池浮充、放电电压，识别过压、欠压、整组电压一致性偏差。

12、所述内阻检测驱动模块为高频内阻检测电路，由主控运算模块下发采集指令后，向外输出稳定高频微弱交流激励信号注入蓄电池；同步采集蓄电池反馈回波信号，完成信号解调、运算换算得到蓄电池实时内阻，持续捕捉内阻微小增量变化。

13、所述温度信号调整模块接收ntc温度传感器传回的模拟电阻信号，完成分压、滤波、温度换算，输出精确电池表面温度数值给主控运算模块，实时捕捉电池温升突变、多节电池温差过大异常工况。

14、所述电流信号调整模块接收霍尔电流传感器输出的微弱电流感应信号，进行放大、校准、模数转换，实时输出蓄电池组充电、放电回路电流数值，识别过充电流、放电电流骤降、回路接触不良的异常情况。

15、所述数据存储模块持续循环存储蓄电池长期时序数据，包含逐时刻电压、内阻、温度、充放电电流；自动生成完整参数变化趋势曲线，留存历史故障记录、告警日志。

16、所述显示屏驱动模块接收主控运算模块下发的实时监测数据、故障文字代码，转换为屏幕驱动信号，驱动液晶显示屏本地可视化展示电压、内阻、温度、电流实时数值与故障提示文字，方便现场人员直观查看。

17、所述声光报警驱动模块接收主控故障判定指令，输出驱动电平分别控制蜂鸣器发声、报警指示灯常亮或闪烁，故障识别瞬间同步触发现场声光报警，实现无延迟本地预警。

18、所述远程通信传输模块与主控运算模块双向通信，实时打包整机监测数据、参数趋势、故障预警报文；通过无线4g/wifi或有线rs485双通道同步上传至pc端监控平台、移动终端设备；同时接收平台下发的远程查询指令，实现双向远程交互。

19、本发明所得到的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其主控制电路板集成电压采集处理模块、内阻检测驱动模块、温度信号调整模块、电流信号调理模块四路独立并行采集单元，分别搭配电压采样电阻、ntc温度传感器、霍尔电流传感器同步采集核心参数，同步获取蓄电池电压、内阻、表面温度、充放电回路电流，实现全维度同步监测，解决传统设备监测参数单一、状态评估片面的问题；同时通过远程通信传输模块配合主控运算模块，数据、故障判定完成后即刻打包上传，双通道并行传输无延迟，实时推送至pc监控平台与移动终端，实现远程实时查看；声光报警驱动模块联动设备壳体表面声光报警器，故障判定瞬间同步触发现场灯光、蜂鸣报警，形成本地现场预警和远程平台弹窗预警双重即时告警，彻底消除故障预警滞后问题；另外，数据存储模块长期完整留存电压、内阻、温度、电流时序数据，生成连续变化趋势曲线；主控运算模块采用多参数耦合研判逻辑，不单独依靠瞬时电压合格判定电池健康，综合内阻长期增长幅度、多参数协同变化趋势综合评估；即便蓄电池单体电压长期处于标准合格区间，只要存储数据显示内阻持续攀升，主控运算模块即可判定蓄电池内部硫化、活性物质脱落、内部微短路等隐性劣化故障，提前输出本地和远程双重预警，运维人员可提前更换落后电池，避免蓄电池放电失效突发停机故障，不会错过最佳更换窗口期。

1.一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：包括设备壳体，设备壳体内设置主控电路板，还包括电压采样电阻、ntc温度传感器、霍尔电流传感器、液晶显示屏、声光报警器以及供电电源电路；

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述主控运算模块为主控制器，统筹整机所有采集、存储、驱动、通信逻辑，同步接收电压、内阻、温度、电流四路采集信号，调取数据存储模块内历史数据，执行多参数耦合健康研判算法；判定电池正常、隐性劣化和故障状态；同步下发显示、本地报警、远程数据上传指令。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述电压采集处理模块与外置电压采样电阻配合，将蓄电池单体两端模拟电压信号滤波、放大、模数转换，输出标准数字电压值传输至主控运算模块，实时连续采集每一节蓄电池浮充、放电电压，识别过压、欠压、整组电压一致性偏差。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述内阻检测驱动模块为高频内阻检测电路，由主控运算模块下发采集指令后，向外输出稳定高频微弱交流激励信号注入蓄电池；同步采集蓄电池反馈回波信号，完成信号解调、运算换算得到蓄电池实时内阻，持续捕捉内阻微小增量变化。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述温度信号调整模块接收ntc温度传感器传回的模拟电阻信号，完成分压、滤波、温度换算，输出精确电池表面温度数值给主控运算模块，实时捕捉电池温升突变、多节电池温差过大异常工况。

6.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述电流信号调整模块接收霍尔电流传感器输出的微弱电流感应信号，进行放大、校准、模数转换，实时输出蓄电池组充电、放电回路电流数值，识别过充电流、放电电流骤降、回路接触不良的异常情况。

7.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述数据存储模块持续循环存储蓄电池长期时序数据，包含逐时刻电压、内阻、温度、充放电电流；自动生成完整参数变化趋势曲线，留存历史故障记录、告警日志。

8.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述显示屏驱动模块接收主控运算模块下发的实时监测数据、故障文字代码，转换为屏幕驱动信号，驱动液晶显示屏本地可视化展示电压、内阻、温度、电流实时数值与故障提示文字，方便现场人员直观查看。

9.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述声光报警驱动模块接收主控故障判定指令，输出驱动电平分别控制蜂鸣器发声、报警指示灯常亮或闪烁，故障识别瞬间同步触发现场声光报警，实现无延迟本地预警。

10.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线故障监测预警装置，其特征是：所述远程通信传输模块与主控运算模块双向通信，实时打包整机监测数据、参数趋势、故障预警报文；通过无线4g/wifi或有线rs485双通道同步上传至pc端监控平台、移动终端设备；同时接收平台下发的远程查询指令，实现双向远程交互。