叉车蓄电池的检测技术

叉车蓄电池

   目前叉车蓄电池组检测技术受诸多因素影响远远不能满足用户实际电能生产需求，其反馈信息单一，精度低；大量的人工测量费时费力，安全性差，周期长，无法及时发现落后、失效蓄电池；频繁的放电测试对蓄电池会造成无法恢复的伤害隐患。同时，蓄电池组在工作中，如电池本身的设计、生产厂工艺及使用维护等原因引发内部隐患，电池失效现象时有发生，严重影响了电能系统的正常运行。为保证系统的安全、正常运转，必须对叉车蓄电池的状况进行在线实时检测。从查阅大量资料和社会调研结果显示，重新考量电池组检测技术是业内十分关注的课题。为此，在构建蓄电池在线自动检测初始实验中，已充分考虑到对电池相关的底层信息的采集通道采取了必要的电气隔离措施，从而避免电池组串联高压影响。经理论推演如果增加电池节数，相应的硬件系统只需增加与之相应的采集通道即可，能够保证实验成果的可应用性。

　　构建叉车蓄电池在线管理系统，如设计其主要功能有能报告电池组中单个电池状态，以便及时消除个体隐患；能通过仪表对电池电量等多个参数实时显示，为同步操作提供精准信息；能对电能的稳定状态维持时间作出预告，为电池维护留出充足时间；能实现电池环境温度的自动调节，提高电能输出效率；能对出现的非正常工作环境发出警报，最大限度地延长蓄电池的使用寿命，节约运营成本，等等。设计蓄电池在线管理系统的这些重要的实用功能，为最终实现对蓄电池电能输出的稳定性控制，排除外界扰动引起的蓄电池输出电流或电压的波动，减轻操作人员工作强度提供了有力保障。

　　在线管理系统，主要包括数据采集的底层驱动程序设计，不平衡检测、容量预测、失效判定等管理功能的算法设计与程序设计，以及系统界面的程序设计等。数据采集，获取电池工作状态参数和相关环境参数，包括电池端电压、充放电电流、电池体温度、环境温湿度等底层信息采集。通过对采集的若干检测数据进行算法处理，实现电池管理系统相关实用功能。电池状态包括荷电状态（SOC）和健康状况（SOH）两大方面。荷电状态给出叉车电池剩余容量相关信息；健康状况给出与电池寿命相关的信息，可以近似表征电池的老化程度。能量管理，根据电池相关状态的信息控制电池充放电。安全管理，监视电池电压、电流和温度，防止电池的过充、过放电。温度管理，控制电池组的温度均衡，保证电池组在适宜温度环境下工作。人机界面，有电池状态的显示，按键控制接口，报警装置等，方便操控人员获知电池相关信息。

　　一般叉车电瓶的工作空间紧凑、数量众多，且不能大量使用传输线缆。工作人员对电池的工作状态逐一检测既耗时又费力，工作量繁重且精度较差。通常电池采用开口式结构，在工作过程中产生的即使些许酸雾和氢气都会对工作人员的身体和用电设备运行安全造成较大威胁。因此设计的蓄电池在线管理系统，其方案在生产运用中安全可靠、自动化程度高、容易操作和方便维修更换等方面的要求很高。叉车蓄电池在线监测管理系统，针对测量电池的运行条件和检测电池本身的状况而设计，不仅要求能够获取系统多方面的数据，而且要求能够在系统运作过程中获得若干精准的实时数据。
　　
    叉车蓄电池组由若干节电池组成，而单节电池内部又由多个单体电池组成。一般一个单体电池电压为2V，6个单体电池串联构成一组48V/80V/24V/72V电瓶。由于生产工艺和成产过程的不一致，导致电池内部单体电池彼此之间的容量有偏差，不可避免的在整组电池中发生部分电池过充、过放或亏充的现象，这将使得电池性能恶化，电池间不平衡程度进一步拉大，进入恶性循环。因此，能够及时发现电池组中落后电池是哪一节或哪几节落后，落后程度等信息，对维护电池性能具有非常重要的意义。判断工作电池之间的不平衡，对单体电池端电压进行跟踪检测与比较，其内部单体电池故障状况就可以实时反映出来。通常电池组故障处理的最小单位是单节电池，而更换电池组中落后的单体电池成本低，更便捷。叉车蓄电池在线管理系统构建对蓄电池运行参数实行全面监管，诸如单体电池电压、电池组电压、充放电电流、蓄电池的环境温度等参数，从而保证蓄电池在正常条件下稳定工作。

　　当叉车电池性能出现恶化或者工作环境出现异常时，系统利用蜂鸣器发出报警信号。根据蓄电池在线管理系统整体设计的标准要求，针对各种情况设定相关警报门限值。实验中将整组电池电压监测采用UPS设计在整流电源内。测量电池组的电压、电流和温度，进行充电和放电管理，尤其是根据环境温度变化调整电池的浮充电压，在电池放电时电池组电压低至某下限时报警。整组监测存在较大的不足是在蓄电池组放电时，放电的截止电压是N×1.8V/只（N为蓄电池数量），由于蓄电池组中蓄电池单体的一致性无法严格保证，因此在放电中当个别电池已经达到放电截止电压，但电池组并没有达到N×1.8V/只时，就会出现个别电池过放电。当单节电池放电至终止电压10.80V时，若还未停止放电，电池过放电需要发出警报。正常工作模式下，若放电电流超过10A则视为深放电，长时深放电时发出警报；当电池运行环境温度超过50℃时，发出温度异常警报。


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