电池组远程监控系统

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1、电池组远程监控系统摘要：锂电池广泛应用于储能领域。但是，如果使用不当，会产生安全隐患，所以，需要采用一套监控系统，对锂电池组实时监控，预防事故发生。本文将介绍电池组远程监控系统的设计，采用TCP/IP、3G、嵌入式等流行技术，实时监控锂电池组的状态，信息汇总，统一调度，在必要时利用远程控制功能，事先防止事故发生，保证储能电池组的安全。关键词:锂电池组，3G，远程监控，无线1.前言一般来说，磷酸铁锂电池的工作电压为3.3V，充电电压不能超过4.2V，一旦超过该上限电压，可导致电池容量的减少，严重的情况可使得电池鼓胀，甚至爆炸。同时，在充放电过程中，需要监控电池的温度，过高的温度同样

2、会导致电池容量减少，甚至引起电池自燃、爆炸。不过，通常电池组内部带有BMS（电池组管理系统），它能对电池单体采样、电流采样、温度采样、SOC计算，还可以控制继电器闭合断开。但是，在储能应用领域中，如果电池组不和外部交换信息，那么BMS的功能将不能完全利用，而有紧急情况发生时，外界也无法立即了解情况，采取措施。因此，需要建立这样的系统，能够实现信息的实时获取、信息汇总功能，如有必要再带有远程控制功能。以下将详细介绍，结合当今流行的网络技术，建立各个储能站和监控中心相联系的电池组远程监控系统。该系统的储能站节点的通信装置小巧耐用、且便于安装。而中心节点的软件则兼容性强、也便于安装，如

3、有必要，可以设置备份中心节点，提高可靠性。储能站节点还可带有数据存储功能，存储故障信息，用于历史查询。2.网络技术简介电池组和外界的信息交换，需要通过网络实现，以下将列举一些流行的网络技术：2.1TCP/IPTCP/IP是最基本的，应用最广泛的传输层、网络层协议，它具有连接可靠、传输快，可分配端口多，兼容性强等优点。这适合应用于电池组监控系统的储能站节点和监控中心的设备上。不过，TCP/IP的连接可靠性需要通过较多软件代码实现，这在嵌入式设备上实现该协议，有一定的难度，如果代码效率低下，嵌入式配置不合理，将必然影响监控系统的实时性。2.2ZIGBEEZIGBEE是一种低传输率的，

4、节点数较大的，便于实现，节能的物联网协议，它基于2.4Ghz的802.15.4物理层，抗干扰性较强，传输距离最远可达到1公里。是近距离或者厂房内部监控系统的理想选择，不过，它的数据传输率最大250kbps，相当于以太网的40分之一，且随着节点数的增加而降低，这些缺点将限制ZIGBEE的应用领域。在电池组监控系统中，它只能用于短距离的无线数据收发，不能用于储能节点至监控中心的远距离数据传输。2.1以太网以太网协议和因特网一样，广泛应用于各个领域，它具有传输率高，连接可靠，组网方便等优点。以太网分为有线和无线两种方式，其中，以太网光纤即可用于局域网，也可用于广域网，是电池组监控系统的

5、理想选择。但是，如果为该系统专门建立光纤以太网，那么成本过高，所以，以太网在该系统中是连接因特网的方式之一，可以通过路由器连接以太网和因特网。2.23G3G通信技术是近年来流行的新事物。其EVDO（数据传输进化）的2.4Mbps带宽，非常适合应用于电池组监控系统。3G的传输距离远，传输率较高，能够接入因特网，这些都是优点。但是，3G按流量收费，且3G的节点使用的IP地址随时发生变动，这样只能将监控中心的IP地址固定，储能节点定时向监控中心主动连接，并上传数据。1.储能站节点的设计电池组远程监控系统的储能站节点监控设备将采用ARMCortexM系列的嵌入式处理器，它具有执行率高（一

6、般超过100M），程序内存和RAM容量大（通常分别为512K和64K），外设接口种类多、齐全，能够连接嵌入式工控网络常用的CAN协议、RS485协议、以太网协议，另外还带有能访问SD存储卡的MMC接口，是储能节点监控设备的理想器件。该监控设备可通过有线或无线两种方式访问因特网，用于上传数据。3.1有线方式联网图1储能站节点的有线方式联网储能站节点可通过有线方式联网，这样，宽带最大能提供20Mbps的带宽完全能覆盖单路CAN总线提供的1Mbps的传输速率，因此可以选用带宽较小的宽带，例如2Mbps，经济实惠。如图所示，储能站还可配备自己的监控电脑，在局域网内部监控储能电池组。实际上

7、，宽带和路由器可以合二为一，缩小体积，而嵌入式的电池组监控装置的体积也不是很大，完全可以将宽带、路由器和监控装置集成到一个20cm*10cm*5cm的盒子内，分别引出因特网、以太网、CAN或RS485接口，以及12V直流电源插座，连接因特网、其他以太网上的监控电脑、储能电池组机柜以及12V直流电源。另外，还可在电池组监控装置内安装SD存储卡，平时将故障、诊断数据存储其中，过一段时间取出用于数据分析。如果监控中心需要远程控制储能电池组机柜内的继电器等等，则需要在监控设备软件内增加远