5   IBMS智能电池管理系统的功能

IBMS智能电池管理系统,是专门针对磷酸铁锂电池系统优化而设计的,每套由一台IBMS-2000C(7寸触摸屏)监控主机模块、若干个检测及主动均衡模块(每个均衡模块管理12只电池,根据电池个数配置)、一台电池组管理系统由参数检测模块等组成(见图4)。

图4  UPS电池组管理系统示意图

(1)每个电压检测及均衡模块负责检测、均衡12个相邻的串联电池。监控主机模块通过通信总线和检测及主动均衡模块与电池组参数检测模块相连;

(2)电池组参数检测模块负责检测整组电池的电压、充放电电流、环境温度;

(3)检测及主动均衡模块负责各个单只电池的电压检测及均衡;

(4)根据电池组中电池个数可以配置电压检测及均衡单元的数量,最多每组电池中可检测250只电池;

(5)监控主机模块负责与检测及主动均衡模块和电池组参数检测模块通信,管理这些模块;还配有开关量输出节点可通过控制单元控制外部开关,外部开关可以是空气开关或接触器;

(6)由于各电压检测及均衡单元检测是串联电池组中不同的电池,它们之间有一定的电压差,故通信线需要通过光耦实现隔离;

(7)电池性能监测,在线自动监测电池组及单体电池电压、总电压、充放电电流、环境温度。自动监测周期为10s,并通过液晶显示屏显示单只电池电压、均衡度,通过按键可前后翻页显示。当电池电压高于过压值或小于欠压值时,系统发出报警;报警阈值可根据单体电池参数设定;

(8)蓄电池组动态维护,采用主动均衡技术实现蓄电池组的动态维护,系统根据精确的电池组及单体电池电压数据,采用核心算法和独特技术对电压差异进行主动均衡,确保蓄电池组内单体电池间电压差小于25mV(见图5、图6);

图5  主动均衡前的蓄电池电压参数

图6  经过主动均衡后的蓄电池组单体电池一致性很好

(9)通过串口可上传单体电池电压到上位监控计算机,系统设置有RS-422、485串口、RJ45端口(TCP/IP协议),上位监控计算机需要单体电池数据时可通过该串口上传。上传通信协议符合MODBUS协议,也可根据用户需要订制通信协议;

(10)外部开关量控制,输出的开关量可控制外部开关,外部开关可以是继电器,也可以是空气开关配操作机构,控制策略可以定制;

(11)对损坏单体电池的更换,电压主动均衡避免了新旧电池混用电压差异过大造成的加速损坏,电池组内个别损坏的电池可以进行单独更换。

6   IBMS设备运行参数

(1) 主机规格参数(见表1)。

(2)均衡模块规格参数(见表2)。

作者简介：

武亚波，男，中国联通廊坊分公司高级工程师。

（御风）