面向UPS的铅酸蓄电池组在线检测系统设计

摘要

UPS(Uninterruptible Power Supply)广泛应用于银行、金融市场、网络基站、发电站、医院及医疗设备、轨道交通等各行各业，其储能装置铅酸蓄电池组作为备用电源在系统中的作用愈发重要。铅酸蓄电池工作状态的稳定与否、性能好坏都与UPS系统的输出稳定性和可靠性息息相关。蓄电池组在线检测研究的意义在于提高UPS电源的利用率，实时在线监控蓄电池组的健康状态，提供高效率的电池管理，提高后备电源系统的稳定性和可靠性。同时可保障铅酸蓄电池的使用寿命、避免安全隐患及经济损失，减少人工成本。
　　本文通过对UPS系统组成及原理的分析和国内外蓄电池在线检测系统的研究，设计了一种面向UPS的铅酸蓄电池组在线检测系统。检测系统主要由蓄电池检测模块、通信模块及蓄电池组监控软件组成。蓄电池检测模块以控制芯片ADuC7060为主控制器，实现了对蓄电池组的温度、电压及内阻的实时在线检测，判断蓄电池组的健康状态，确保UPS系统的正常运行。在蓄电池检测模块中，针对内阻的检测，通过分析蓄电池工作原理及内阻检测方法，提出一种基于四线法的交流阻抗法来检测蓄电池内阻。通信模块主要由485通信电路、485转换模块和PC机组成，确保数据传输速率及有效性。蓄电池组监控软件实现了数据实时在线检测、数据显示及储存、数据报警等功能。每个蓄电池检测模块与铅酸蓄电池一对一配对，连接简单可靠，降低了蓄电池组安装成本，高集成度也大大降低了模块的成本。
　　为了验证铅酸蓄电池组在线检测系统的重复精度与检测准确性，进行了对比实验，得出了实验结论。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2蓄电池在线检测技术的国内外研究现状

1.3铅酸蓄电池的工作原理

1.4本文主要研究内容

1.5本文结构布局

第二章 铅酸蓄电池组在线检测系统整体框架

2.1 UPS系统组成

2.2铅酸蓄电池组在线检测系统架构

2.3蓄电池检测模块

2.4通信模块

2.5蓄电池组监控软件

2.6本章小结

第三章 在线检测系统硬件电路设计与实现

3.1硬件电路总体组成

3.2控制器电路

3.3电源电路设计

3.4电压与温度检测电路设计

3.5内阻检测电路设计

3.6通信电路设计

3.7电路抗干扰设计

3.8本章小结

第四章 检测系统软件设计与实现

4.1软件开发环境

4.2蓄电池检测模块软件设计与实现

4.3通信协议分析

4.4蓄电池组监控软件设计与实现

4.5本章小结

第五章 实验验证及分析

5.1实验验证

5.2实验分析

5.3本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文