[發明專利]蓄電池電解液失水故障現場觀察及遠程監測系統裝置

在審

• 申請號: 201710832062.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107607879A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 慕金汶
• 申請（專利權）人: 慕金汶
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 麥小嬋,郝傳鑫

技術領域

本發明涉及蓄電池監測技術領域，特別是涉及蓄電池電解液失水故障遠程監測系統裝置。

背景技術

蓄電池作為一種化學電池，其內通常填充有電解液，例如硫酸的水溶液，而其極板通常由鉛和鉛的氧化物構成。為了提高蓄電池的使用壽命，現階段多采用免維護蓄電池，例如閥控密封式鉛酸蓄電池和磷酸鐵鋰蓄電池。該類蓄電池在設計初衷就限定了在使用階段無需打開蓄電池外殼，因此，該類蓄電池整個外殼是通過澆注技術完整固化在一起的，并且該外殼多采用7-10mm厚的高強度的深色不透明的阻燃塑料制作，具有機械強度高、耐腐蝕、散熱性好，而水蒸氣、氫氣和氧氣密閉性能優良等特點，在一定程度上確保了蓄電池不因外殼而引起的失水、漏氣、鼓脹和爆裂等情況的發生，較好地提高了蓄電池的壽命。然而該類蓄電池一旦出現故障需要對其內部進行檢測時，就需要破壞蓄電池的外殼，以觀察蓄電池內部的工作情況。

引起蓄電池故障的原因很多，例如電解液失水、極板匯流條腐蝕、內阻增大、外殼爆裂等因素，其中，失水會導致電解液的水含量減少，直接影響蓄電池的電化學性能。具體的，蓄電池在長期使用過程中，會進行反復的充放電作業，而當充電電流過大，負極板的氧復合反應跟不上析氧的速度時，氣體會頂開排氣安全閥而造成電解液失水，另外若蓄電池外殼破裂也會使蓄電池的電解液的水量流失和減少，而當失水嚴重時，會造成蓄電池內部硫化甚至干枯，從而導致整個蓄電池的電性能失效。因此，在蓄電池在線運行的過程中，尤其是在需要保證蓄電池長期穩定運行的作業環境中，蓄電池的電解液含水量必須達標，即電解液的水含量必須大于預設值。然而目前的蓄電池的外殼多采用深色不透明阻燃材料制作，因此通常是通過監測蓄電池的電壓、內阻、整組電流等電化學性能參數來分析和判斷蓄電池的好壞，但無法對蓄電池電解液失水故障進行監測，從而也無法及時對蓄電池的電解液失水引起的故障和安全隱患進行監測和故障排查。

發明內容

本發明要解決的是現有監測裝置只能對蓄電池部分故障，如內阻超標、溫度失控和電壓異常等故障進行測量和監測，而無法對蓄電池電解液失水故障進行直接地觀察和遠程監測的問題，其中包括廠家新制造和在在線運行的蓄電池。

為了解決上述問題，本發明提供了蓄電池電解液失水故障現場觀察及遠程監測功能系統裝置，在蓄電池外殼安裝兩個豎直金屬探頭，并伸入到蓄電池外殼內部的電解液當中適當高度，利用電解液導電的特性，若所述兩個金屬探頭導通，電流“不為零”則說明這兩個金屬探頭浸沒在蓄電池內的電解液當中，蓄電池電解液水分保持正常；若所述兩個金屬探頭不導通，電流“為零”，則說明蓄電池內的電解液已經失水嚴重，蓄電池內部出現電解液失水故障，且電解液液面已經低于所述兩個金屬探頭末端的位置；所述檢測電解液失水的兩個金屬探頭中的電流“為零”的故障信號就通過蓄電池表面上的電流監測模塊將故障信號發送到整組蓄電池的數據采集器上，所述整組數據采集器就通過有線或無線網絡系統將所述故障信號發送到后臺多組蓄電池故障處理的上位機，經過處理后的故障信息再通過有線或無線網絡系統最終發送到各個維護終端或移動終端，通知維護人員前去維護和處理。

本發明所提供蓄電池電解液失水故障現場觀察及遠程監測系統裝置包括：伸入每個單體蓄電池外殼本體內部電解液之中的兩個導電金屬探頭、每個蓄電池上的電流檢測模塊、整組數據采集器、檢測和管理多組蓄電池的上位機、各個維護終端及移動終端，以及上述部件彼此之間通過有線或無線網絡連接。所述電流檢測模塊安裝在本單體蓄電池正極和負極之間，并由蓄電池正極和負極的接線端子連接給電流檢測模塊供電；所述每個電流檢測模塊均具有伸入對應的蓄電池內部的電解液腔的兩個金屬檢測探頭，伸入同一個所述電解液腔的兩個所述金屬探頭之間通過所述電解液腔內的電解液導通或斷開，以判斷電解液失水故障；若所述電流檢測模塊檢測到的該單體蓄電池兩個金屬探頭的電流為“零”時，就將故障信號通過有線或無線方式發送至所述整組數據采集器；所述整組數據采集器接收所述各個電流檢測模塊上的電流信號和故障信號再發送至蓄電池組上位機，經過蓄電池組上位機處理后的數據和故障信號最后發生到各個維護終端或移動終端，以供維護人員知悉或前往處理故障和維護。

所述每個電流檢測模塊內包括電流檢測模塊、檢測電流分析判斷模塊、供電模塊、無線模塊或有線傳輸模塊、數/模轉換模塊、數據處理模塊；

所述整組數據采集器內包括數據匯總模塊、檢測電流分析判斷模塊、供電模塊、無線模塊或有線傳輸模塊、數據處理模塊；