蓄电池组在线均衡系统
蓄电池在线管理系统在轨道交通信号系统中的应用
- 27 -高 新 技 术０ 引言随着经济的快速发展，轨道交通作为一种安全、高效、环保、舒适的城市交通运输方式，引起了越来越多城市的重视。
信号系统作为保证行车安全、提高行车效率的系统设备，需要可靠性、可维护性很高的电源，以此来保证供电质量和供电连续性。
信号系统蓄电池作为信号备用电源UPS 的供电电源，对保障系统的安全、稳定有重要作用。
但近年来因轨道交通信号系统电源维护不到位，导致国内外的城市地铁先后发生一些不同程度的事故。
为避免由于信号电源维护不到位，造成蓄电池容量不足或蓄电池损坏而发生事故，急需一套安全、经济的信号电源维护管理方案，以此来保证电源设备的长效运行[1]。
１ 系统简介城市轨道交通信号系统蓄电池采用阀控式密封胶体铅酸电池作为信号系统的后备电源供电，正常状态下处于备用状态，当系统正常电源故障时，通过UPS 给系统供电。
蓄电池结构是个全密封的相对“黑箱”，外界不能直观判断其内部变化情况，且内部反应遵从复杂的电化学规律，而不完全是电路原理。
传统的蓄电池组充电曲线是定期的强充电，即用充电机对一组串联的蓄电池组进行在线充电，目的是对蓄电池组中性能落后的蓄电池进行补偿性充电，恢复它的容量，但这种充电方式无法保证蓄电池组中每节蓄电池均衡充电，往往由于蓄电池组中某节蓄电池的端电压变化（变高或变低），而导致其他蓄电池处于过充电或欠充电状态，长时间处于这种状态势必会大大降低蓄电池组的使用寿命，增加系统的安全隐患[2]。
现在市场上出现了很多蓄电池的维护设备，它们只能在线检测单体电池的端电压，无法对单体电池的容量及内阻进行在线监测，也无法对蓄电池组进行在线调整、在线激活[3-4]。
蓄电池维护工作量巨大，需要实时、准确地监控单体蓄电池电压、电池组电流和温度，且需要定期测试及跟踪蓄电池内阻变化趋势及周期性充放电等情况。
为了减少蓄电池维护工作量，降低维护过程中存在的风险，避免维护间隔出现问题，城市轨道交通信号系统引入了蓄电池在线管理系统。
bms均衡电路
bms均衡电路BMS均衡电路BMS（Battery Management System）均衡电路是电动汽车和储能系统中非常重要的组成部分。
它的主要功能是对电池组中每个单体电池进行均衡充放电，以提高电池的使用寿命和安全性能。
本文将介绍BMS均衡电路的原理和作用。
BMS均衡电路的原理是通过控制电池单体之间的充放电过程，使得每个单体电池的电荷状态保持一致。
在充电过程中，电池单体之间会因为内部电阻、容量差异等因素导致电荷不均匀，而这种不均匀会加速电池的老化，降低电池组的整体性能。
因此，BMS均衡电路通过监测每个单体电池的电压和温度，计算出电池组中的最高和最低电压，然后通过控制均衡电路，将电荷从高电压的单体电池转移到低电压的单体电池，以达到均衡充电的目的。
BMS均衡电路的作用非常重要。
首先，通过均衡充放电，可以延长电池的使用寿命。
因为电池组中的每个单体电池都能够保持相对一致的电荷状态，避免了电池单体的过充或过放，减少了电池的寿命损耗。
其次，BMS均衡电路还能够提高电池组的安全性能。
当电池单体之间电荷不均匀时，容易导致电池组出现过充或过放的情况，进而引发过充或过放的安全隐患。
而通过均衡电路的控制，可以及时调整电池单体的电荷状态，确保电池组运行在安全范围内。
此外，BMS均衡电路还能够提高电池组的能量利用率，保持电池组的性能稳定，提高电池组的工作效率。
BMS均衡电路一般由均衡电路模块、控制单元和监测单元组成。
均衡电路模块是实现电池均衡充放电的关键部分，它由多个均衡电路单元组成。
每个均衡电路单元包括一个电阻和一个开关，通过控制开关的通断，将电荷从高电压的单体电池转移到低电压的单体电池。
控制单元是均衡电路的中枢，它通过监测单元采集到的电压和温度信息，计算出电池组的最高和最低电压，并根据均衡策略控制均衡电路模块的工作。
监测单元负责监测每个单体电池的电压和温度，将采集到的信息传输给控制单元。
在实际应用中，BMS均衡电路还需要考虑一些其他因素。
电池管理系统均衡管理方法
电池管理系统中的均衡管理方法是为了确保电池组内每个单体电池的电压、温度等参数保持在合适的范围内，从而延长电池组的寿命并提高系统性能。
以下是一些常见的电池均衡管理方法：
1. 被动均衡：
-电阻均衡器：通过连接电阻并在电池单体间产生电流差异，使电池之间的电荷量趋于平衡。
-继电器均衡器：利用继电器控制电路，将电池之间的电压进行短路放电，达到均衡的目的。
2. 主动均衡：
-电容均衡器：利用电容器储存和释放能量，调节电池之间的电压差，实现均衡。
-开关调节器：通过开启或关闭开关管，控制电池单体之间的电流流向，使电池达到均衡状态。
3. 智能均衡：
-基于算法的均衡管理：通过智能电池管理系统，根据电池单体的实时状态进行动态调节和管理，实现精准均衡控制。
-通信协议均衡管理：采用通信协议实现电池组内部各个单体之间的信息交换和协同工作，提高均衡效率和精度。
4. 温度控制：
-保持电池单体的温度在适宜范围内，可以提高电池的性能和寿命，同时有助于均衡管理的稳定实现。
以上是一些常见的电池管理系统均衡管理方法，根据实际情况和需求可以选择合适的方法或结合多种方法进行综合应用，以确保电池组的安全性、稳定性和性能表现。
在实际应用中，还需要结合电池类型、系统设计和环境条件等因素进行综合考虑和优化，以实现最佳的电池均衡管理效果。
电池均衡系统介绍_BMS介绍
能量和比能量：电池在一定条件下对外作功所能输出的电能叫做电池的能量，单位一 般用wh表示。
a.理论能量电池的放电过程处于平衡状态，放电电压保持电动势(E)数值，且活性物质 利用率为100％，在此条件下电池的输出能量为理论能量(W0)，即可逆电池在恒温恒压下 所做的最大非膨胀功(W0=C0E)。
b.实际能量电池放电时实际输出的能量称为实际能量。电池放电时实际输出的能量称 为实际能量。
• 3） 均衡电路模块：主要用于对电池组单体电压的采集，并进行单体间 的均衡充电使组中各电池达到均衡一致的状态。目前主要有主动均衡和 被动均衡两种均衡方式。（实在想不出来还会有第三种么？）也可称之 为无损均衡和有损均衡。
• 4） 下位机模块：信号处理，控制。 通讯。
充电特性
系统框图
能量流向图
• SOC和DOD：SOC（State of Charge）－为荷电状态，表示电池剩余容量与总容量的百 分比。DOD（Depth of Discharge ）－为放电深度，表示放电程度的一种量度，为放电 容量与总放电容量的百分比。放电深度的高低和二次电池的寿命有很大的关系：放电深 度越深，其寿命就越短。
• 放电终止电压：指放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压值。为人为规 定的值。例如：锂离子电池充电时，终止电压为4.2V，放电时为3 .0V或2 .75V。
• 工作电压：又称放电电压或负荷电压，是指电池对外输出电流时，电池两极间的电位 差。工作电压总是低于开路电压。电池放电电压的变化与放电制度有关，即放电曲线 的变化还受放电制度的影响，包括：放电电流，放电温度，放电终止电压；间歇还是 连续放电。放电电流越大，工作电压下降越快；随放电温度的增加，放电曲线变化较 平缓；对于二次电池，放电电压低于规定的终止电压叫做过放电，过放电常常会影响 到蓄电池的循环寿命。恒阻放电恒流放电恒流放电连续放电间歇放电。
电池管理系统之均衡管理
电池管理系统之均衡管理简介电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）是一种用于监控和控制电池组的设备，其在电动车、UPS、太阳能发电等应用中起着至关重要的作用。
BMS的主要功能之一是对电池组进行均衡管理，以确保每个电池的充电和放电状态一致，从而延长电池的寿命和提高系统性能。
本文将介绍电池管理系统中的均衡管理功能，并讨论其原理、流程和常见问题解决方法。
均衡管理原理BMS的均衡管理功能是通过在电池组中插入均衡电路来实现的。
均衡电路可以将电池之间的电荷进行调整，使得每个电池的状态保持一致。
均衡管理可以分为动态均衡和静态均衡两种方式。
•动态均衡：在充电和放电过程中，通过将电池组中电荷较多的电池放电到电荷较少的电池中，以实现均衡。
动态均衡通常是通过BMS中的控制算法来实现的，该算法会根据各个电池的状态进行判断和控制。
•静态均衡：当电池组完全充满后，使用均衡电路将电荷从电量较高的电池分散到其他电池中，以保持电池之间的电荷平衡。
静态均衡一般在电池组长时间停止充电或放电时进行。
均衡管理流程均衡管理的流程通常包括以下步骤：1.检测电池状态：BMS会对电池组中的各个电池进行监测，获取电池的电压、温度、剩余容量等参数。
2.判断均衡条件：根据电池状态的监测结果，BMS会判断是否需要进行均衡管理。
3.均衡控制：如果需要进行均衡管理，BMS会根据具体情况选择动态均衡或静态均衡方式，并通过控制均衡电路来实现均衡。
4.监测均衡效果：在均衡过程中，BMS会不断监测各个电池的状态，以确保均衡效果达到预期。
5.结束均衡管理：一旦均衡达到预期，BMS会停止均衡管理，等待下一次均衡条件满足时再次进行均衡。
均衡管理常见问题解决方法在实际应用中，均衡管理可能会面临一些常见问题，需要及时解决，以确保系统的正常运行。
1.均衡效果不理想：如果均衡管理后，仍然存在电池之间电荷不平衡的情况，可能是均衡电路故障或电池老化导致。
bms 均衡电路
bms 均衡电路
BMS是电池管理系统的缩写，是一种用于管理充电和放电过
程中的电池状态的系统。
BMS均衡电路是BMS的一个重要组成部分，用于平衡串联连接的多个电池之间的电荷水平。
在电池组中，每个电池的容量、内阻和电荷/放电特性可能会
有差异，这会导致一些电池充电或放电更快，而其他电池则相对慢一些。
过充或过放的电池可能会损坏或影响整个电池组的性能。
BMS均衡电路的作用就是通过在电池之间调整电流，
使每个电池的电荷保持相对均衡，从而延长整个电池组的寿命。
BMS均衡电路通常包括一个或多个均衡器，在电池组中各个
电池之间传递电流，以确保每个电池的电荷保持在相对统一的水平。
均衡器通常会监测每个电池的电压，并根据需要将电流从电量较高的电池转移到电量较低的电池上，以达到均衡的效果。
总之，BMS均衡电路是电池管理系统中的重要组成部分，用
于平衡电池组中各个电池之间的电荷水平，确保电池组能够正常运行并延长电池寿命。
YTC5920 蓄电池在线监测系统 用户操作手册说明书
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只有合格的技术人员才可执行维修。
—防止火灾或人身伤害使用适当的电源线。
只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。
正确地连接和断开。
当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。
产品接地。
本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。
为了防止电击，接地导体必须与地面相连。
在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值。
为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。
在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
请勿在无仪器盖板时操作。
如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。
使用适当的保险丝。
只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。
避免接触裸露电路和带电金属。
产品有电时，请勿触摸裸露的接点和部位。
在有可疑的故障时，请勿操作。
如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作。
请勿在易爆环境中操作。
保持产品表面清洁和干燥。
电池bms均衡的方法及过程
电池bms均衡的方法及过程电池管理系统（Battery Management System，BMS）是电池组中非常重要的部分，它负责监控、控制和维护电池的性能和状态，以确保电池组的安全、高效的运行。
BMS中的均衡功能是其中一个重要的功能。
接下来将详细介绍BMS均衡的方法及过程。
一、BMS均衡的定义BMS均衡是指在充电和放电过程中，根据电池组中各个单体电池的电压、电流、温度等参数，通过调整电池之间的电流或电压差异，使得电池组中各个单体电池的状态尽量保持一致的过程。
二、均衡方法1.静态均衡静态均衡是指在电池组放电时，通过调整各个电池之间的工作状态，使得电池组中的电压、电流、温度等参数保持一致。
静态均衡一般通过开启电池组中的继电器或MOS管，使得电池之间的电流开始流动，以达到均衡的目的。
这种方法的优点是简单易行，成本较低，但是效率相对较低。
2.动态均衡动态均衡是指在电池组充电时，通过调整充电过程中电池之间的工作状态，使得电池组中的电压、电流、温度等参数保持一致。
动态均衡一般通过开启电池组中的继电器或MOS管，并在电池之间串接电阻、电容等元件，通过调整电阻或电容的参数，使得电池之间的电流分布均匀，以达到均衡的目的。
这种方法的优点是均衡效果好，但是成本相对较高，需要更复杂的硬件电路。
三、均衡过程BMS均衡的过程主要包括以下几个步骤：1.参数测量：BMS首先需要对电池组中各个单体电池的电压、电流、温度等参数进行测量，以了解电池组的工作状态和健康状况。
2.状态评估：BMS根据电池组中各个单体电池的参数，通过一定的算法对电池组的状态进行评估，例如判断是否需要进行均衡操作。
3.均衡策略：根据评估的结果，BMS确定进行均衡的具体策略，包括是采用静态均衡还是动态均衡，以及具体的均衡电流或电压参数等。
4.控制执行：BMS通过控制继电器或MOS管，开启或关闭均衡电路，使得电池组中的电流按照均衡策略进行流动，以调整电池之间的电流或电压差异。
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在线活化
LBE300TM(系列)蓄电池组在线均衡系统
The Storage Battery Online Performance Balance System
三、 LBE300系列产品介绍－采集层
在线活化技术应用后电池前后对比图
使用前：硫酸盐结晶沉重地覆盖了电池 板（右图1铅酸晶体显微）。进行电池完 全放电试验时放电时间只持续了13分钟 多一点。 使用后：安装LBE300（系列）蓄电池组在线 均衡系统18天后，活化技术清除了硫酸盐结 晶，露出了蓄电池极板活化性物质（右图2活 性物质显微）。这次电池放电时间超过了33 分钟，这表明放电容量已250%。
在线活化，进行智能化维护管理，实现提高电池可靠性、延长使用寿命、
节能减排、节省人工维护等目的。
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三、 LBE300系列产品介绍－系统简介
LBE300（系列）蓄电池组在线均衡系统，是针对目前蓄电池的维护技术和蓄 电池的特性进行深入研究，对蓄电池组进行全方位的维护方案，从根本上解决蓄 电池组运行的安全性能问题。 该系统主要由主站 层、汇聚层、采集层组 成，通过三个层面上的 功能开发及集成，完成
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二、电力行业直流电源系统的重要性
因此，急需考虑如何有效保 证蓄电池安全运行，延长电池使 用寿命，以达到节约投资成本、 减少环境污染的目的。同时，维 持蓄电池组的稳定性，准确掌握 蓄电池实际内阻、容量，及时活 化落后电池，提高在线运行蓄电 池组的可靠性，可在突发事故时
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三、 LBE300系列产品介绍－采集层
在线活化功能
系统自动对性能落后的蓄电池进行在线活化，采用国家专利活化技术，
使蓄电池内部极板产生谐振，对蓄电池内部电极板的结晶和硫酸的沉淀进行 激活，防止蓄电池因长期浮充而导致的硫酸盐化，消除从内部引起的安全隐
一度获得了客户与业界的认可及好评。如 今，产品已广泛应用于电力、通信、电气 化铁路等需要直流电源的一切场所，朗尔 品牌已成为中国电源系统解决方案的第一 品牌。
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一、企业简介-发展历程
LBE200产品获得科技型中小企业技术创新资金扶持并获得发明专利证书并成功升级为LBE300产品；公司被 2012年 评为广东省民营科技企业；电池监测部件数据自动调试系统及一种数字化开关电源模块获得国家实用新型 专利证书。
LBE200产品被评为广东省高新技术产品；蓄电池组在线活化装置、蓄电池组在线监测系统及智能型蓄电池 2011年 并网放电系统分别获得国家实用新型专利证书；
珠海朗尔电气有限公司成立于2001 年，是集科研、生产、技术应用于一体
的国家双软企业、高新技术企业，主要
从事于电源产品的研发、生产与销售， 为广大客户提供高品质的电源产品和完 善的系统解决方案。多年来，朗尔电气 一直走在行业技术发展的最前沿，打造 了一支充满活力、臻于创新的专业精英 团队。
LBE300TM(系列)蓄电池组在线均衡系统
在线均衡功能 采用压差计算方式，自动计算蓄电池组电压平均值，并对电压超出LBE装置 设定范围的蓄电池进行均衡控制。在线均衡技术采用专利的电量无损转移技术， 以电量转移方式将高电压电池的电量转移到低电压电池，电量转移是双向并行进 行，即任何一节高电压电池的电量，都可以同时转移到任何一节低电压电池，从 而达到电池电压均衡。
二、电力行业直流电源系统的重要性
直流电源在发电厂和变电站就相当于人身上的血液一样重要，所有开关的分、 合闸、微机保护、自动控制都依赖于直流电源。据中国电力网不完全统计：变电
站及电厂直流电源事故中，由蓄电池问题而引起的占83%以上：
2006年7月，3号台风来临，某局110KV变电站交流停电。 由于蓄电池故障造成直流母线失压，高压断路器不动作导 致一台主变烧毁。 2007年9月，某电力公司变电站220KV线路遭雷击，而蓄 电池组中第五节电池开路，无法提供后备重合闸电源，重 合闸失败，导致该地区220KV系统长达9小时停电。 2008年4月，某汽车厂的自备电厂，因一组38AH的电池出 事导致损失50多万，教训很严重。
对地铁站蓄电池组的实
时监测、维护、管理。
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三、 LBE300系列产品介绍－采集层
采集层主要实现对单节及
整组蓄电池的容量、内阻、电
压、电流、不均衡度、环境温 度等数据的实时采集。同时采 集层的蓄电池组在线均衡装置， 具备在线监测功能、在线均衡 功能和在线活化功能，可智能 对蓄电池组进行维护管理。 在线活 化
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LBE300
（系列）
TM
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A型 B型 -3U B型 -6U
524(700)×400×133
524(700)×400×266
C型
600(800)×600×2200
D型
500×200×600
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及时获得应急用电，确保设备与
网络的安全运行。
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三、 LBE300系列产品介绍
珠海朗尔电气有限公司针对蓄电池的特性及其维护技术进行深入研究， 推出LBE300（系列）蓄电池组在线均衡系统，为蓄电池组提供全方位的维 护方案，从根本上解决蓄电池组运行的安全性能问题。该系统是基于 Windows网络的SCADA系统，采用计算机软件技术、网络通信技术、现代控 制技术、电力电子技术，通过对运行中的蓄电池进行实时数据采集（蓄电 池容量、内阻、电压、内部电动势等）、智能诊断分析，预测性能变化趋 势，在线均衡各单体电池电压，预防过、欠充现象发生，对落后电池进行
均衡充电
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三、 LBE300系列产品介绍－采集层
在线均衡技术应用前后对比
均衡效果明 显，一致性 大大提高。
2009年4月27日，某市电业局中央变电站安装LBE200系列蓄电池组在线均衡装 置后，对48V/200AH蓄电池组进行测量蓄电池组均衡度（一致性）为10.4 使用LBE200系列蓄电池组在线均衡装置后，2009年4月30日，再次对48V/200AH 蓄电池组进行测量，蓄电池组均衡度（一致性）提高到1.1
电力行业专用
朗尔，和你一起成功！ Lonl,embrace and enjoy success with you!
LBE300TM(系列)蓄电池组在线均衡系统
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目
一、企业简介
录
二、电力行业直流电源系统的重要性
三、LBE300系列产品介绍 四、LBE300系列产品在电力行业的典型应用方案 五、LBE300系列产品应用价值 六、产品资质
七、质量、服务承诺
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一、企业简介
2003－ 2005年
推出并网放电系统与节能老化负载产品，解决蓄电池活化放电与逆变并网的技术局限；
2002年
公司通过了ISO9001质量管理体系认证。
2001年
“直流电源系统”通过中国电力科学院检测鉴定，并成功应用于国家电网及南方电网公司；
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数据采 集
采集层
在线监 测
在线均 衡
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三、 LBE300系列产品介绍－采集层
蓄电池组在线均衡装置工作原理示意图
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三、 LBE300系列产品介绍－采集层
三大特色功能描述 在线监测功能
单 节
采集单体蓄电池电压、内阻、容 量、温度、内部电动势，及整组蓄电 池电压、内阻、容量、充放电电流、 不均衡度、环境温度等各项数据。数 据采集快速准确，并可记录蓄电池充 放电过程全时段的变化，保证对蓄电