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1、 电气信息工程学院 毕业设计（论文）开题报告课题名称： 蓄电池智能监控系统的设计二九年三月二十三日 一、选题的意义及国内(外)的研究概况1、选题的意义直流系统是发电厂、变电站中十分重要的配套系统,而作为后备电源的蓄电池在直流屏中起着极其重要的作用。而管理和维护,保证电池有较长的使用寿命,从而达到保证设备拥有不间断电源是发电厂、变电站的正常运行的保证。在电源系统的维护中, 蓄电池的维护管理占据非常重要的地位。怎样才能延长蓄电池的使用寿命, 保证蓄电池有足够的容量, 充分发挥蓄电池作为后备电源的作用, 确保通信、电力、应急等系统的正常运行。这对各个行业电源及后备电源维护有着非常重要的意义。在线平衡
2、蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源,历史悠久,使用广泛,与我们的社会生活息息相关。作为后备电源, 蓄电池是确保设备正常运行的最后一道生命线, 如果听任其长期处于状态不明的情况下运行, 那么将存在严重隐患。蓄电池组发生故障后, 如果人工维护,由于蓄电池数量多, 情况各异, 许多因素无法判断, 维护工作量大, 将直接影响故障处理的准确和及时。随着时间的推移, 电池使用年限的增加, 由电池引起的中断事故将防不胜防。因此, 平时对蓄电池组运行的自动监测、故障诊断及其早期发现就显得十分必要, 如能实时地提供蓄电池组的各种数据, 当发生故障时便能及时报警。2、国内(外)的研究概况一般电源设备只能对电池组的
3、整体输出电压和电流进行测量，对于单块电池不能进行在线测量。而电池组的失效又往往是从单块电池失效开始的一种恶性循环，尤其对于使用时间较长但又不超过使用期限的电池组，单纯依靠维护人员的日常维护很难发现问题。因此，对于单块电池的运行参数进行在线监控，及时发现问题就变得极为重要。 单块电池的损坏首先表现在端电压在充电时过高而在放电时又迅速下降，电池体温升高，负载能力下降等异常现象。可以通过对电池的端电压、体温等参数的在线测量及时发现故障电池。二、本课题研究的关键问题及解决的思路1、本课题研究内容及关键问题1) 本课题研究内容(1) 确定蓄电池智能监控系统的总体设计方案(2) 硬件电路的设计系统的硬件部
4、分主要分为两个部分：平衡板部分和主控板部分平衡板部分：电压均衡电路、电压测量电路、电流测量电路、温度测量电路、蓄电池连接切换电路、平衡板与主控板通信电路。 平衡板结构如图1：主控板部分：与主控板通信电路、显示、按键和报警电路。主控板结构如图2：(3) 系统结构如图3：2) 本课题研究的关键问题由于个体蓄电池本身之间的离散性决定了蓄电池组在使用后其电压的一致性越来越差,使得电池在整体充电时产生的电池之间电压相差越来越大,以致于有的单体电池过充,有的却欠充,而导致蓄电池组寿命严重下降。2、解决关键问题的思路本系统的特色是实现在线电压均衡功能,即对蓄电池增加了控制功能,本系统通过对每个单体电池的电压
5、的监测,在检测到某一个电池的电压太高或太低时,就在线有针对性的对其进行单体放电或充电,这样就减少了蓄电池组单体电池的离散性,从而起到了大大增加了蓄电池组的使用寿命和使用容量的作用。蓄电池智能化管理系统是一种无人值守的智能化设备,随时测量及记录蓄电池的温度、总电压、总电流、各单体电池电压等状况;根据具体的环境设置监测蓄电池的个数、蓄电池的总体和单体电压的上限和下限值;当蓄电池组电压及温度异常时,将发出告警;通过对单体电池在线进行充放电,平衡蓄电池组中个体蓄电池的电压。平衡蓄电池组中个体蓄电池的电压主要利用平衡板,采样蓄电池的各种参数如:蓄电池的每个单体电池的电压和平衡电压时的电流值,利用10 位
6、AD 模块, 实现电压、电流的精确测量。再将采集到的电压电流数据上传到主板。主控板是整个系统的统一管理中枢,它管理系统的显示、报警、设置系统各种参数。平衡板由温度测量模块、电压电流测量模块、单体蓄电池均衡充放电模块和与主板通信模块组成。(1) 平衡板通信模块配合平衡板与主板的通信模块完成通信,将各个平衡板的数据都采集上来,进行处理。(2) 报警模块检测平衡板所采集上传的电压数据和环境温度数据是否超出正常的范围,如果超出就报警提示用户,并将报警原因信息保存并显示出来。(3) 按键显示模块将所有平衡板上传的单体蓄电池的电压值和环境温度实时显示出来,并将每个平衡板上正在平衡的蓄电池的号码标志出来。如
7、果有报警信息则屏幕上有报警提示,并可以通过按键查看报警的原因。三、完成本课题的工作进度计划第 1- 3 周 查阅相关资料 第 4 周 确定设计方案第 5 周 撰写开题报告（不少于2000字）第 6 周 英文资料翻译3000字第 7 周 蓄电池智能监控系统的设计的总体设计方案第 8 周 对系统的设计方法进行可行性分析第 8 周 设计各个模块硬件电路第 9 - 11周 运行并调试程序，完成整个系统的软件仿真与硬件实验验证。第12 - 15周 撰写毕业论文第16 - 17周 整理论文,准备答辩 待添加的隐藏文字内容2四、参考文献1 何立民.单片机应用系统设计M.北京航空航天大学出版社.19952 陈
8、义明.王勇.动力设备及环境集中监控系统M.信息技术与信息化.20043 李斌等.大容量电池直流电源柜微机自控系统M.电器自动化.19984 刘明理.阀控铅酸蓄电池的自带检测J.通信电源技术.19985 求是科技.单片机典型模块设计实例导航J.人民邮电出版社.20046 徐曼珍.新型蓄电池原理与应用M.人民邮电出版社.20057 Electric Power Programming and Design A cademy of the State Power. The Info rmation Compilation of the VRLA Battery. Beijing: China Ele
9、ctric Power Press .20018 高悦敏.阀控式铅酸蓄电池的优点和缺点J.蓄电池.19959 Gui Changqing, Liu Ruihua. The Relationship Between Conductance andCapacity of VRLA Battery. The World of Power Supply.200110 秦曾煌.电工学M.北京高等教育出版社.199911 朱松然.铅蓄电池实用手册Z.北京机械工业出版社.199212 诸静.模糊控制原理与应用M.机械工业出版社.2001五、毕业设计起止日期自 2009年 3 月 17 日起，至 2009 年 6 月20 日止。六、指导教师审阅意见指导教师(签字)： 年 月 日七、指导小组意见 指导小组组长(签字)： 系(签章) 年 月 日说明：1. 本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”、正式开始做毕业论文(设计)的第2周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。2. 每个毕业论文(设计)课题撰写本报告一份，作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并存档。
