摘要：蓄電池組作為能量存儲和供應的關鍵組件，其運行狀態(tài)的穩(wěn)定性和效率直接關系到整個系統(tǒng)的性能和壽命。在實際應用中，蓄電池組的運行管理面臨著一系列挑戰(zhàn)，因此，為克服這些挑戰(zhàn)，實現(xiàn)蓄電池組的高效、安全運行，現(xiàn)提出基于載波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計。首先，對基于載波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件進行設計，將傳感器采集的數(shù)據(jù)通過載波通信網(wǎng)絡傳輸?shù)缴蠈庸芾碥浖?。其次，對基于載波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的軟件進行設計，通過設置蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測模塊、設置蓄電池組測試管理模塊兩部分。測試結果表明：系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測蓄電池組的運行狀態(tài)，可以自動采集蓄電池組的數(shù)據(jù)，并通過載波通信技術將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卦O備進行存儲和分析。

關鍵詞：載波通信蓄電池組監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測

中圖分類號：D26.4文獻標識碼：A

DesignoftheRunningStatusMonitoringSystemofStorageBatteryPacksBasedonCarrierCommunication

LUOPengWUHongHechuanBranchofChinaTowerCo.，Ltd.，Chongqing，401520China

Abstract：Astoragebatterypackisakeycomponentofenergystorageandsupply，andthestabilityandefficiencyofitsrunningstatusaredirectlyrelatedtotheperformanceandlifespanoftheentiresystem.Inpracticalapplications，therunningmanagementofstoragebatterypacksfacesaseriesofchallenges，soinordertoovercomethesechallengestoachievethe efficientandsaferunningofstoragebatterypacks，thispaperproposestodesignarunningstatusmonitoringsystemofstoragebatterypacksbasedoncarriercommunication.Firstly，itdesignsthehardwareofthesystem，andtransmitsthedatacollectedbysensorstouppermanagementsoftwarethroughthecarriercommunicationnetwork.Secondly，itdesignsthesoftwareofthesystemandsetsuptwoparts：thestatusmonitoringmoduleofstoragebatterypacksandthetestingmanagementmoduleofstoragebatterypacks.Testresultsshowthatthesystemcanmonitortherunningstatusofstoragebatterypacksinrealtime，automaticallycollectdatafromstoragebatterypacks，andtransmitthedatatomaincontrolequipmentforstorageandanalysisthroughcarriercommunicationtechnology.

KeyWords：Carriercommunication;Storagebatterypack;Monitoringsystem;Runningstatusmonitoring

隨著科技的飛速發(fā)展，蓄電池組在各領域中的應用日益廣泛，從電動汽車、可再生能源系統(tǒng)到數(shù)據(jù)中心和通信基站等，其重要性不言而喻。首先，由于電池組內部復雜的電化學反應和外部環(huán)境因素的影響，電池組的性能會逐漸下降。其次，傳統(tǒng)的電池組監(jiān)測方法通常依賴于定期的人工巡檢或簡單的電壓、電流監(jiān)測，這不僅效率低下，而且難以及時準確地發(fā)現(xiàn)潛在問題?；谳d波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)正是為了解決這一問題而設計的。根據(jù)硬件架構和功能需求，開發(fā)相應的軟件程序，包括系統(tǒng)管理軟件和上層管理軟件。載波通信技術利用現(xiàn)有的電力線路作為傳輸介質，無須額外鋪設通信線纜。通過將傳感器節(jié)點分布在電池組的各個關鍵部位，實時監(jiān)測電池的各項參數(shù)，并通過載波通信將數(shù)據(jù)上傳至中央處理單元進行分析和處理，可以實現(xiàn)對蓄電池組運行狀態(tài)的全面、準確監(jiān)測[1]。

1系統(tǒng)硬件設計

這些硬件包括蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測裝置、控制節(jié)點主機等廠站端設備，以及服務器主機和客戶端主機等用于部署系統(tǒng)上層管理軟件功能的設備。依據(jù)以上系統(tǒng)需求，則該系統(tǒng)的硬件結構如圖1所示[2]

該系統(tǒng)通過在蓄電池組中安裝傳感器和通信模塊，將傳感器采集的數(shù)據(jù)通過載波通信網(wǎng)絡傳輸?shù)缴蠈庸芾碥浖?，實現(xiàn)對蓄電池組運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和故障預警[3]。

2系統(tǒng)軟件功能設計

2.1設置蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測模塊

在對電池狀態(tài)監(jiān)控模塊進行功能邏輯的設計時，將其劃分為兩個部分：前端聯(lián)動反應的處理與后臺監(jiān)控數(shù)據(jù)的接收[4]。蓄電池組的剩余容量是其當前狀態(tài)下可用的電量，通常用電池荷電狀態(tài)（SOC）來表示。表達式如下：

客戶端通過WinForm表單實現(xiàn)對電池狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)的瀏覽，需要對蓄電池組設備的信息進行查詢、修改，因此通用的平臺來實現(xiàn)這些操作。監(jiān)控裝置的信息劃分為三類，即蓄電池組信息、通信模式以及數(shù)據(jù)庫設定[5]。

若采用前置機或串口服務器等通信方法，則了解這些設備的IP地址和服務端口號[6]。在蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，存儲著監(jiān)測設備的運行參數(shù)，數(shù)據(jù)庫中的詳細信息數(shù)據(jù)如下表[7]。

2.2設置蓄電池組測試管理模塊

蓄電池組放電管理根據(jù)蓄電池組管理員所選定的蓄電池組編號，以及在運行接口上提交的放電時間極限、放電容量極限等，將蓄電池的放電命令發(fā)送到電廠端，將現(xiàn)場試驗反饋信息顯示出來，并將放電數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

蓄電池組測試管理的內部邏輯流程為：蓄電池組管理員通過客戶端接口提交測試管理請求，中間TCP/IP通信，服務器與廠站kk2ZMLaVzVn6t3EcAAffQw==端現(xiàn)場控制節(jié)點間的測試指令發(fā)送，接收結果反饋，報文回傳等步驟。蓄電池組測試報文的各項類型如表2所示。

3實驗測試與分析

3.1實驗測試目的

載波通信在蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測中應用實驗，旨在驗證系統(tǒng)的功能和性能，評估載波通信的可行性，探索應用場景，并發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題。實驗結果將為系統(tǒng)優(yōu)化和推廣提供支持。對基于載波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行測試分為兩個階段，本文選擇第二階段對該監(jiān)測系統(tǒng)測試。

3.2系統(tǒng)功能測試

在實驗中，蓄電池組由多個蓄電池串聯(lián)組成，每個鉛酸蓄電池的規(guī)格為2V100Ah。實驗各項參數(shù)如表3所示。

基于該實驗環(huán)境參數(shù)，選擇對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測模塊中的蓄電池組剩余容量測試，結果如表4所示。

依據(jù)上述得出，該系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測蓄電池組的運行狀態(tài)，并通過載波通信技術將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卦O備進行分析。因此，基于載波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)功能測試結果良好。

4結語

在本次基于載波通信的蓄電池組運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計中，成功地實現(xiàn)一種高效、可靠的監(jiān)測方法，旨在提高蓄電池組的運行效率和延長使用壽命。該系統(tǒng)利用載波通信技術，實現(xiàn)對蓄電池組運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸，為維護和管理提供了強有力的支持。本設計的核心部分是采用多傳感器節(jié)點對蓄電池組進行分布式監(jiān)測，通過無線通信方式將各個節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集到主控制器。主控制器對收集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，提取出關鍵的電池參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)評估電池組的整體運行狀態(tài)。此外，系統(tǒng)還集成了故障診斷和預警功能，在發(fā)現(xiàn)異常情況時及時發(fā)出警報，有效地預防潛在的故障和延長電池的使用壽命。在實現(xiàn)過程中，注重系統(tǒng)的可擴展性和靈活性，以便適應不同規(guī)模和需求的電池組監(jiān)測。

參考文獻

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