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锂离子电池远程监控应用案例研究

时间:2022-07-11 10:05:48来源:钜大LARGE

导语:​以与我国大陆某燃气公司合作的远程监控终端为应用背景,开展智能电池的研究与探索。

  应用背景:

  2012年启动的西气东输工程,是我国最长距离、最大直径的输气管道。它西起塔里木盆地的轮南,东至上海。该管道跨越9个省和地区,全长4200公里。由于天然气的易燃易爆特性,天然气管网的监测已成为安全生产的保障线和防火墙。然而,输气管网穿越许多高海拔、沙漠地带,气候恶劣,地形险要,对监控设备和供电系统提出了很高的要求。例如,作为天然气管网起点的新疆塔里木盆地,是一个海拔极高的极寒地区。这里冬天的气候异常寒冷,终年冰雪覆盖。平均气温常在-20℃至-25℃之间,最低气温可达-50℃。

必威bet体育  输气网络由自动化设备控制。在许多情况下,电网无法覆盖,所以要电池来供电。这些设备往往对功耗要求非常严格。例如,气体远程监控终端的平均工作电流只有几毫安。这就要智能电池系统本身极低的功耗来延长电池寿命,降低设备的维护频率。此外,设备分布在较长的输气线路上,从管理站到工作地点的距离超过几百公里,通常要4到5个小时的车程。在这种情况下更换电池很不方便。然而,气体监测终端和设备持续工作,假如被迫关闭,因为电池电量过低可能会导致严重的恶性事故的发生,造成人员和财产的巨大损失,要求所以BMS可靠能力检测函数,根据电池剩余电力科学安排电池更换和维护工作,提高设备的可维护性。

  具体解决方法:

  根据上述应用背景和需求,提出了某燃气远程监控终端某天供电电池的智能电池系统设计方法。系统要求如下:

必威bet体育  (1)智能电池输出标称电压为14.2v,满负荷时输出电压为16.8v,电池容量为20Ah。

  (2)适用于极冷超低温环境。应用温度下限为-40℃,上限为55℃。

必威bet体育  (3)极冷(-40℃)条件下按标准倍增器(0.2c)放电,电池要放电的功率占室温容量的75%以上。

必威bet体育  (4)要求系统具有超低功耗的特点,-20℃下的平均工作电流小于400uA。

  (5)具有过流、过充、过放、过温、短路保护等功能齐全的保护功能。

必威bet体育  (6)系统具有相对准确的功率估算功能,剩余工作时间根据仪器的实际功耗估算。并能抵抗温度和老化的影响。

  (7)系统可以记录异常,与上位机进行通信,并发出异常和功率不足的预警信号。



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