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UPS是许多行业负载的动力保证,维持供电的连续性和供电系统的安全性,UPS时刻发挥着重要的安全保障作用,蓄电池是UPS的重要组成部分,蓄电池作为动力提供的最后保障,无疑是UPS中的最后一道保险,蓄电池发生异常,不仅使UPS无法正常工作,甚至可以引发安全事故。根据调查统计,UPS无法正常供电所引发的事故中,有50%以上事故是由于蓄电池故障引发的。并且在机房中发生的其它安全事故,很多也是由蓄电池引发。蓄电池是UPS事故发生率居高不下的一个重要环节,由此可见提高蓄电池运行安全可靠的必要性和迫切性。然而铅酸蓄电池是一个复杂的电化学系统,其失效机理复杂,对其实施在线监控过程中,对电池参数的采集,分析以及如何基于上述数据分析得出电池工作状态临近异常的准确预警,国内外的研究还存在很多空白,限制了铅酸蓄电池组作为备用电源的可靠性。 本课题研究的目的在于:通过分析UPS蓄电池在线检测设备的应用局限性,根据UPS蓄电池的常见失效模式,研制一种更适合于UPS应用条件的蓄电池在线检测方法,并利用这种方法为一种新型的铅酸蓄电池在线监控仪的研制提供依据。 本文提出了一种新内阻检测方法,并通过推导,对这种新方法的可行性进行了理论分析,并通过实验完成了可行性验证;随后,在对现有各种铅酸蓄电池监控设备的系统方案和实现原理做进一步分析的基础上,设计出一种采用这种新型内阻检测方法的UPS蓄电池在线监控仪,并论述了其系统方案设计,介绍硬件系统设计和软件系统设计。最后得到了基于以上方案的UPS蓄电池监控仪的实测结果。本文的研究内容主要包括以下几个方面: 采用对比分析的方法,研究各种蓄电池内阻检测方法,分析现有各种的蓄电池在线监控系统的实现原理,在此基础上论述现有蓄电池检测系统所面临的一些技术局限。 研究一种新的蓄电池内阻检测方法,利用新方法解决目前内阻检测过程中的一些技术弊端,提高检测精度,简化电路结构,并满足大多数电源系统后备电池组的在线监控的需求。 研究现有电池监控仪的系统方案,通过对比分析论述了各种方案的优点和缺点,并进一步设计出一套利用新型内阻监测方法的UPS蓄电池监控仪系统方案,并进一步完成软硬件系统设计。 基于该系统方案构建出测试样机,在实际UPS系统中完成各种检测数据的采集,并将这些数据与现有各种仪表的检测结果进行对比分析,同时针对不同质量蓄电池进行了对比检测,验证了这种UPS蓄电池监控仪的可用性。 本文中由理论分析及实验得到的结论反映本系统在对蓄电池组实施在线监控过程中可以实现预期的应用特性,为该系统的进一步应用提供了理论基础;对延长蓄电池的寿命、提高蓄电池组可靠性、优化电源系统设计具有一定的参考价值。