电池管控论文：电源蓄电池管控系统综述

作者：田维明 单位：中煤科工集团重庆研究院

充电控制板和放电检测板单片机实现的功能简单，程序量也很少，不再详述。下面重点介绍主控板的监控程序设计。　控制思想和策略工程现场使用的直流电源基本上都由交流电源转换而来，而交流电源可能出现断电的情况。为保证交流电源断电后监控系统仍然能持续工作，增加了后备电源，其主要载体就是蓄电池。蓄电池的剩余电量直接关系到整个监控系统的持续工作能力。充电和剩余电量评估现场的交流电源发生断电的情况是不可预测的。

为保证有足够的剩余电量供下一次断电后使用，要求放电后的蓄电池在交流电恢复后尽快完成充电，因此需要适当提高充电电压以实现快充；但充电电压过高会对蓄电池的寿命造成损害，因此在剩余电量较高时应采取较低电压进行浮充。在整个充电过程中，充电电压应该是不断变化的。主控板单片机综合蓄电池剩余电量信息、蓄电池温度信息改变充电电路的目标电压，并将其下发给充电控制板；充电控制板以PWM方式改变充电电压，检测实际电压并上报主控板。在充电过程中，主控板实时检测充电电流，采用积分的方法统计充电量；在放电过程中，实时检测放电电流，采用积分的方法统计放电量；结合充电量和放电量以及蓄电池的总电量，可以评估蓄电池的剩余电量。温度检测和告警温度是蓄电池的一个重要参数，它可以间接反映电池的性能状况。根据检测的温度参数可以对电池进行智能化管理，以延长电池的寿命。

需要实时检测蓄电池温度，为充电控制提供参考；在温度过高或持续处于高温的情况下，发出相应告警。总电量的重新评估蓄电池在使用过程中，其总电量不断下降，下降到一定程度后，蓄电池应该及时报废。所以，需要定期重新评估蓄电池总电量。蓄电池总电量的评估过程：使蓄电池充分充电后开始放电，并按积分法计算总放电量，即新的蓄电池总电量。在蓄电池总电量评估过程中，也可能发生交流电源断电的情况。为保证系统的持续供电，应对蓄电池组进行备份，所以蓄电池管理系统包含2组独立的蓄电池，且每组蓄电池都能保证提供电量的持续供应。对一组蓄电池进行总电量评估前，应该保证另外一组蓄电池处于饱和状态。遥控输入和数据保存通过现场遥控输入的方式可修改部分控制参数以及告警门限，并保存在FALSH中，实现断电保存。

语言有一系列库函数，开发过程中基本不涉及最底层的驱动编写，适合于需要快速开发、尽快抢占市场的情况。主控板监控程序主要实现通信、充电状态转换控制、蓄电池剩余电量和总电量计算、显示与告警等功能。程序采用前后台方式，顺序轮询执行。下面重点介绍通信、充电状态转换控制。

（1）通信系统通信包括串口通信和TCP／IP通信。其中TCP／IP通信采用标准协议；串口通信参考YDT1104协议，有特殊的帧定位符、校验等信息，传输信息采用ASCII码。（2）充电状态转换控制根据蓄电池工作特性以及实际使用情况，采用状态机实现充电状态转换控制。矿用直流电源蓄电池管理系统能保证蓄电池以合理的方式充电，保证其持续供电能力，延长蓄电池的使用寿命，并可主动提醒用户报废或更换失效的蓄电池，增加了电源的可靠性。