法国时高蓄电池单体蓄电池温度在线监测-时高电池

铅酸法国时高蓄电池作为后备电源的核心，其可靠性备受关注。行业内的使用者已经意识到，为了确保铅酸蓄电池能够达到其最大可靠使用寿命，必须对其小心维护，定期测试。近年来，随着铅酸蓄电池管理技术的日趋成熟，铅酸法国时高蓄电池的在线监测管理成为可能，常见的铅酸蓄电池在线监测系统多以铅酸蓄电池的电压、内阻作为主要监测参数，辅以环境温度或成组温度。但对于蓄电池本身而言，温度也是蓄电池监测中的关键参数，国际标准IEEE1188中规定，温度是固定型蓄电池定期维护中必要检测的参数之一。

由于不同的环境温度会极大地影响铅酸蓄电池中电解液的结冰点和活性物质的活性，为保证化学反应充分进行，蓄电池一般是按标准环境温度25℃设计的，其理想的工作范围是21-27℃。大量的运行数据证明，长时间不利的温度会缩短蓄电池的寿命。另外铅酸蓄电池的容量也和温度有关，大约是温度每降低1℃，容量将下降1%，所以厂家要求铅酸蓄电池的使用者在夏天电池放出额定容量的50%后，冬天放出25%后就应及时充电。

温度作为铅酸蓄电池问题早期检测中的关键参数，蓄电池在线监测系统中仅仅依靠蓄电池室温或成组温度的测量远远不够，不能真正起到对蓄电池预防和保护，要想真正实现对蓄电池在线监测系统早发现、早预防、早维护的目的，单体蓄电池温度的测量必不可少。由LEM提供的Sentinel蓄电池监测模块在设计上充分考虑了影响铅酸蓄电池的因素，使得单体蓄电池温度的监测变得简单易行。

通常的蓄电池室温或成组温度都局限于某几点，在实际应用中，我们曾发现在某用户的蓄电池组，同时有6只蓄电池的温度出现低温报警，但动环监测系统中室温为18度，一切正常，经过对报警的法国时高蓄电池实际检测，发现这6只蓄电池的分别安装在靠近电池室的两个排风口，由于电池室的排风口的保温层破损以及管路上的故障，导致室温上的不均衡，使部分蓄电池处于低温工作状态。所以单体蓄电池的温度测试可以尽早发出预警信号，及时发现问题，更合理地设计和分配蓄电池的布局，有效地利用蓄电池的容量。

基于铅酸蓄电池受温度的影响，监测单体蓄电池的温度除了作为改善环境温度的依据，更重要的是可以为"带温度补偿"的充电设计提供准确的信息。

铅酸蓄电池出厂时承诺的使用寿命技术指标基于环境温度为25℃下给出的。实际应用中，铅酸蓄电池的充电电压及寿命都会随温度的变化而改变。当环境温度每上升1℃，单体铅酸蓄电池的充电电压下降约4mV，那么对于12V蓄电池，25℃时的浮充电压为13.5V;当环境温度降为0℃时，浮充电压应为14.1V;当环境温度升至40℃时，浮充电压应为13.14V。

当环境温度升高时，蓄电池所允许的浮充电压的阀值将逐渐下降。如果浮充电压阀值仍为固定值电压，(12V蓄电池为13.5V)，势必会将蓄电池组置于“过电压充电”工作状态，显然会使蓄电池加速老化。温度升高时，应降低充电电压，否则蓄电池中极板受硫酸腐蚀加剧，从而使其寿命缩短。当环境温度低于25℃时，充电电压应提高，以防止充电不足。

利用单体蓄电池的实测温度信号来实时自动调整充电器的浮充电压，从而将蓄电池组置于最佳的浮充电压-温度工作状态，实现温度补偿功能，保证蓄电池达到设计寿命。

LEM的Sentinel模块设计上采用高度集成的Soc芯片，集单体法国时高蓄电池温度、电压及内阻于一身，在线监测电压及内阻的同时可以精准测量到单体蓄电池的温度，是铅酸蓄电池在线监测系统的完美体现。

通讯电源被称为通讯系统的心脏，电源系统将直接影响通讯系统的可靠性和稳定性。目前，通讯系统电源供电大都是由不中断的蓄电池提供的，蓄电池温度过高势必影响到电池的工作效率和寿命。因此对蓄电池的工作温度进行实时的监测具有实际意义。美国APC公司的一项调查结果表明，大约有75％以上的通讯系统故障都是由于电源设备故障而引起的。

　　议题内容：

　　蓄电池温度监测系统的系统组成

　　蓄电池温度监测系统的软硬件设计

　　解决方案：

　　电压、温湿度采集、温度采集

　　模块之间的通讯

　　数据显示

　　系统组成

　　蓄电池温度监测系统的原理框图如图1所示。主要由电压、温湿度采集、温度采集、89S51单片机、键盘控制模块、显示电路模块、通讯模块组成。该系统能完成6组或6组以上通讯电池的温度丈量、1路机房环境丈量(温度、湿度丈量)、2路直流电压和2路交流电压丈量，传输数据间隔大于200M。

　　硬件设计

　　1单片机选择

　　该系统单片机选用89S51，该单片机采用0．35新工艺。本钱降低，功能提升，与传统的89C51单片机相比主要具有以下特点：

　　(1)功能增多，性能有了较大提升，价格基本不变；

　　(2)ISP在线编程功能；

　　(3)最高工作频率为33MHz，计算速度更快；

　　(4)具有双工UART串行通道；

　　(5)内部集成看门狗计时器；

　　(6)双数据指示器；

　　(7)兼容性强，向下完全兼容51全部子系列产品。

　　2温度传感器的选择及其与单片机的连接

　　温度采集选用DS18B20，DS18B20具有独特的单总线接口方式，通过串行通讯接口(I／O)直接输出被测温度值接口方式，CPU只需一根端口线就可与DS18820实现双向通讯；在使用中不需要任何外围元件；内含寄生电源，既可采用寄生电源，也可由VDD直接供电；答应电压范围是3．0～5．5V，进行温度／数字转换时的工作电流约为1．5mA，待机电流仅为1μA，典型功耗为5mW；温度丈量范围为－55～125℃，在0～85℃之间，误差小于0．5℃；支持多点组网功能，多个DS18B20可以挂接在一根总线上，可实现多点测温；具有负压特性，当电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

　　DS18B20和单片机的连接如图2所示，由VCC直接供电，连接一个4．7kΩ左右的上拉电阻，DQ直接连到单片机的P1．0口上。

　　CPU对DS18B20的访问流程是：对DS18B20初始化即ROM操纵命令、存储器(包括便笺式RAM和E2PROM)操纵命令即数据处理。单总线上所有处理都从初始化开始，初始化时序由主机发出的复位脉冲和一个或多个从机发出的应答脉冲组成。主机接收到从机的应答脉冲后，说明有单总线器件在线，主机就可以开始对从机进行ROM命令和存储器操纵命令，使DS18B20完成温度丈量并将丈量结果存人高速暂存储器中，然后读出此结果。       法国时高蓄电池，法国时高蓄电池代理商，法国时高总代理，时高电池。时高电池：m

　　3交、直流电压以及机房温湿度的丈量

　　直流电压、交流电压以及机房温湿度的丈量选用TLC1543，TLC1543为10位11通道的A／D转换器，与单片机的连接如图3所示。机房环境丈量(温度、湿度)采用JWS温湿度变送器，输出信号为标准0～5V直流电压信号；直流电压的数据采集经电阻分压后直接送至A／D转换器，交流电压的采集经分压整流后也直接送至A／D转换器。

　　4显示电路设计

　　温度显示采用6位LED，与单片机的连接如图4所示。显示模块由8279键盘、显示接口芯片和相应的驱动电路组成。8279的扫描线SLA～SLC在扫描过程中，可将芯片内部显示单元的内容送到输出数据线OA0～OA3和OB0～OB3扫描线经74HC138译码，作为多位LED数码管的位选线，通过74LS04反相后，再经过位驱动芯片，用于对不同的数码管进行位驱动。同时，用OA0～OA3和OB0～OB3送出的数据对应地驱动每个数码管的8个显示段，使6个数码管轮流驱动发光。驱动芯片采用SN75491和SN75492，分别驱动数码管的段和位显示，保证6位数码管都被点亮时需要的最大电流。

　　5通讯模块设计

　　为了满足数据传输间隔大于200M，通讯采用75LBC180全双工485芯片，单片机通讯电平和计算机电平的转换采用MAX232完成，如图5所示。MAX232芯片是专为电脑的RS232标准串口设计的接口电路，使用+5V单电源供电。另外。RS232到RS485的转换可采用专用的转换器，如BOK－60或ATC－160A无源转换器。

　软件设计

　　法国时高蓄电池温度监测系统的软件设计主要包括主程序、外部中断子程序、显示子程序等。图6是该系统的主程序流程图。用于完成对DS18B20的调用、中断治理、丈量温度值的计算及温度值的显示等功能。主机89S51首先复位脉冲使信号线上所有的DS18B20芯片都被复位，接着发送跳过ROM操纵命令，激活在线的所有DS18B20，然后系统转人中断处理流程，完成温度转换，读取等工作。外部中断子程序完成对温度丈量数据的读取，显示子程序完成液晶显示器的初始化及显示温度值。

　　基于89S51和DS18B20的通讯电源蓄电池温度监测系统，接口简单，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路，与传统装置相比，具有结构简单，本钱低，可靠性和测温精度高，功耗低，应用面广等优点。