叉車蓄電池

   目前叉車蓄電池組檢測(cè)技術(shù)受諸多因素影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶實(shí)際電能生產(chǎn)需求，其反饋信息單一，精度低；大量的人工測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安全性差，周期長(zhǎng)，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)落后、失效蓄電池；頻繁的放電測(cè)試對(duì)蓄電池會(huì)造成無法恢復(fù)的傷害隱患。同時(shí)，蓄電池組在工作中，如電池本身的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)廠工藝及使用維護(hù)等原因引發(fā)內(nèi)部隱患，電池失效現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電能系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為保證系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須對(duì)叉車蓄電池的狀況進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。從查閱大量資料和社會(huì)調(diào)研結(jié)果顯示，重新考量電池組檢測(cè)技術(shù)是業(yè)內(nèi)十分關(guān)注的課題。為此，在構(gòu)建蓄電池在線自動(dòng)檢測(cè)初始實(shí)驗(yàn)中，已充分考慮到對(duì)電池相關(guān)的底層信息的采集通道采取了必要的電氣隔離措施，從而避免電池組串聯(lián)高壓影響。經(jīng)理論推演如果增加電池節(jié)數(shù)，相應(yīng)的硬件系統(tǒng)只需增加與之相應(yīng)的采集通道即可，能夠保證實(shí)驗(yàn)成果的可應(yīng)用性。

　　構(gòu)建叉車蓄電池在線管理系統(tǒng)，如設(shè)計(jì)其主要功能有能報(bào)告電池組中單個(gè)電池狀態(tài)，以便及時(shí)消除個(gè)體隱患；能通過儀表對(duì)電池電量等多個(gè)參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，為同步操作提供精準(zhǔn)信息；能對(duì)電能的穩(wěn)定狀態(tài)維持時(shí)間作出預(yù)告，為電池維護(hù)留出充足時(shí)間；能實(shí)現(xiàn)電池環(huán)境溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高電能輸出效率；能對(duì)出現(xiàn)的非正常工作環(huán)境發(fā)出警報(bào)，最大限度地延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，等等。設(shè)計(jì)蓄電池在線管理系統(tǒng)的這些重要的實(shí)用功能，為最終實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池電能輸出的穩(wěn)定性控制，排除外界擾動(dòng)引起的蓄電池輸出電流或電壓的波動(dòng)，減輕操作人員工作強(qiáng)度提供了有力保障。

　　在線管理系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集的底層驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，不平衡檢測(cè)、容量預(yù)測(cè)、失效判定等管理功能的算法設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)界面的程序設(shè)計(jì)等。數(shù)據(jù)采集，獲取電池工作狀態(tài)參數(shù)和相關(guān)環(huán)境參數(shù)，包括電池端電壓、充放電電流、電池體溫度、環(huán)境溫濕度等底層信息采集。通過對(duì)采集的若干檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)相關(guān)實(shí)用功能。電池狀態(tài)包括荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀況（SOH）兩大方面。荷電狀態(tài)給出叉車電池剩余容量相關(guān)信息；健康狀況給出與電池壽命相關(guān)的信息，可以近似表征電池的老化程度。能量管理，根據(jù)電池相關(guān)狀態(tài)的信息控制電池充放電。安全管理，監(jiān)視電池電壓、電流和溫度，防止電池的過充、過放電。溫度管理，控制電池組的溫度均衡，保證電池組在適宜溫度環(huán)境下工作。人機(jī)界面，有電池狀態(tài)的顯示，按鍵控制接口，報(bào)警裝置等，方便操控人員獲知電池相關(guān)信息。

　　一般叉車電瓶的工作空間緊湊、數(shù)量眾多，且不能大量使用傳輸線纜。工作人員對(duì)電池的工作狀態(tài)逐一檢測(cè)既耗時(shí)又費(fèi)力，工作量繁重且精度較差。通常電池采用開口式結(jié)構(gòu)，在工作過程中產(chǎn)生的即使些許酸霧和氫氣都會(huì)對(duì)工作人員的身體和用電設(shè)備運(yùn)行安全造成較大威脅。因此設(shè)計(jì)的蓄電池在線管理系統(tǒng)，其方案在生產(chǎn)運(yùn)用中安全可靠、自動(dòng)化程度高、容易操作和方便維修更換等方面的要求很高。叉車蓄電池在線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，針對(duì)測(cè)量電池的運(yùn)行條件和檢測(cè)電池本身的狀況而設(shè)計(jì)，不僅要求能夠獲取系統(tǒng)多方面的數(shù)據(jù)，而且要求能夠在系統(tǒng)運(yùn)作過程中獲得若干精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
　　
    叉車蓄電池組由若干節(jié)電池組成，而單節(jié)電池內(nèi)部又由多個(gè)單體電池組成。一般一個(gè)單體電池電壓為2V，6個(gè)單體電池串聯(lián)構(gòu)成一組48V/80V/24V/72V電瓶。由于生產(chǎn)工藝和成產(chǎn)過程的不一致，導(dǎo)致電池內(nèi)部單體電池彼此之間的容量有偏差，不可避免的在整組電池中發(fā)生部分電池過充、過放或虧充的現(xiàn)象，這將使得電池性能惡化，電池間不平衡程度進(jìn)一步拉大，進(jìn)入惡性循環(huán)。因此，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組中落后電池是哪一節(jié)或哪幾節(jié)落后，落后程度等信息，對(duì)維護(hù)電池性能具有非常重要的意義。判斷工作電池之間的不平衡，對(duì)單體電池端電壓進(jìn)行跟蹤檢測(cè)與比較，其內(nèi)部單體電池故障狀況就可以實(shí)時(shí)反映出來。通常電池組故障處理的最小單位是單節(jié)電池，而更換電池組中落后的單體電池成本低，更便捷。叉車蓄電池在線管理系統(tǒng)構(gòu)建對(duì)蓄電池運(yùn)行參數(shù)實(shí)行全面監(jiān)管，諸如單體電池電壓、電池組電壓、充放電電流、蓄電池的環(huán)境溫度等參數(shù)，從而保證蓄電池在正常條件下穩(wěn)定工作。

　　當(dāng)叉車電池性能出現(xiàn)惡化或者工作環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)利用蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)蓄電池在線管理系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求，針對(duì)各種情況設(shè)定相關(guān)警報(bào)門限值。實(shí)驗(yàn)中將整組電池電壓監(jiān)測(cè)采用UPS設(shè)計(jì)在整流電源內(nèi)。測(cè)量電池組的電壓、電流和溫度，進(jìn)行充電和放電管理，尤其是根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)整電池的浮充電壓，在電池放電時(shí)電池組電壓低至某下限時(shí)報(bào)警。整組監(jiān)測(cè)存在較大的不足是在蓄電池組放電時(shí)，放電的截止電壓是N×1.8V/只（N為蓄電池?cái)?shù)量），由于蓄電池組中蓄電池單體的一致性無法嚴(yán)格保證，因此在放電中當(dāng)個(gè)別電池已經(jīng)達(dá)到放電截止電壓，但電池組并沒有達(dá)到N×1.8V/只時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)個(gè)別電池過放電。當(dāng)單節(jié)電池放電至終止電壓10.80V時(shí)，若還未停止放電，電池過放電需要發(fā)出警報(bào)。正常工作模式下，若放電電流超過10A則視為深放電，長(zhǎng)時(shí)深放電時(shí)發(fā)出警報(bào)；當(dāng)電池運(yùn)行環(huán)境溫度超過50℃時(shí)，發(fā)出溫度異常警報(bào)。


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