高海拔高寒地区户外无人值守观测系统低温电池测试

本人主导的一个系统测试报告，贴出来和大家共享，如有不妥之处，欢迎大家指正。

一.试验目的:
由于EGZ-DS户外观测系统主要应用在高海拔，超低温无人值守地区，采用风能和太阳能设备互补供电，考虑到后期维护成本极高，故对配套用电池的低温充放电性能要求极高，此次测试主要测试国产厂家深宝力晟户外低温系列卷绕电池和进口胶体以及铅酸蓄电池的充放电性能。

1试验EGZ-DS户外观测系统在-50℃环境条件下冷启动性能，看系统能否启动，正常运行,并正常采集数据以及将数据传送到中心站等.；

2比较铅酸蓄电池，胶体电池和卷绕电池在低温下的充放电特性。

试验日期:2016年7月29日

测试设备:
1. GDJS-01高低温交变湿热试验箱. 一套
2. 0.2级直流电流表 一台
3. YFSS02开关电源 一组
4. 中心站监测电脑 一套
5. SSCOM串口通信用电脑脑 一台

被试验设备:
1. ZQZ-BH主采集器 一台
2. ZQZ-BI分采集器 一台
3. PV控制器 一台
4. GPRS通信模块 一块
5. VAISALA气压计 一台
6. 风速风向传感器 二套
7. CF卡 一片
8. 26A胶体蓄电池(德国**) 一组
9 50AH低温卷绕电池（深圳宝力晟） 2节
10 24AH 铅酸蓄电池（美国**） 一节

试验要求:
1. 在-50℃下供电,首先观察PV控制器能否供电(即能否处于正常工作状态);
2. 在-50℃下, 冷启动ZQZ-BH主采集器, 观测该采集器能否正常运行.
3. 在-50℃下, 冷启动ZQZ-BI分采集器, 观测该采集器能否正常运行.
4. 在-50℃下, 冷启动GPRS通信模块, 观测该GPRS是否正常通信.
5. 在-50℃下, 气压计是否能正常运行, 并由采集器采集数据.
6 在-50℃下, 风速风向传感器是否能正常运行,并由采集器采集数据.
7. 在-50℃下,检查CF卡是否正常进行计记录
8. 放在室温下的开关电源，对-50℃下的蓄电池进行充电.，检查充电电流大小
9. 测试-50℃下供电时的负载电流.
10 分别测试三种电池在-30℃，-40℃和-50℃时的放电能力和接受充电能力。

试验方法
1. 试验前EGZ-DS观测系统在室温下正常运行,并记录了二个风速、风向.气压数据后. 并关闭对EGZ-DS风能观测系统的供电.
2. 将GDJS-01高低温交变湿热试验箱的温度设置为-50℃,并启动运行...
3. 待高低温交变湿热试验箱的温度到温后保温2小时.
4. 检查SSCOM串口通信是否正常,是否能取到二组风速、风向、气压计的测量数据.
5. 在中心站检查GPRS通信是否正常,是否能取到二组风速、风向、气压计的测量数据.
6. 待试验结束,取下CF卡,并到电脑上检查CF卡是否记录到-50℃时EGZ-DS风能观测系统的数据.
7. 打开设置在低温箱外的开关电源,检查直流电流表有无充电电流.

功能试验结果:
GDJS-01高低温交变湿热试验箱降到-50℃,保温2小时30分后给EGZ-DS风能观测系统供电后分别检查:
1. PV控制器能够为EGZ-DS风能观测系统供电;
2. 冷启动ZQZ-BH主采集器, 能启动并正常运行,
3. 冷启动ZQZ-BI分采集器, 能启动并正常运行，
4．冷启动GPRS通信模块, GPRS能够正常启动，并能正常通信,从14:10到16:20间, GPRS通信缺该时段的数据,至少说到16:20后还没有看到补收数据.原因不详，
5．在-50℃下, 气压计能正常运行, 并由采集器采集数据；
6． 在-50℃下, 风速风向传感器能够正常运行,并由采集器采集数据；
7．,检查CF卡，能够在-50℃下正常运行
a) 状态文件文件完整;
b) 小时记录文件完整,
c) 十分钟记录文件完整,并且能够正常打开阅读,所记录数据正确
d) 有分钟记录文件,但不能正常打开阅读,原因不明.
8 -50℃下，供电时的负载电流(包括GPRS所耗电流).
最大为150ma 最小为120ma 平均约为130ma

电池试验情况：

1 放电情况


注：1 试验温度统一为-40℃，放电截止电压由同一个PV控制器控制，实测为11.0V—11.2V之间。
2 由于放电时截止电压由PV控制器自动控制，不同试验下截止电压可能不一样，所以试验数据仅供定性分析。在-40℃下，宝力晟卷绕电池低温放电能力明显要好于胶体电池，而铅酸电池在-40℃下几乎没有放电能力。

2 充电能力
用30W太阳能板分别对上述胶体和卷绕电池进行充电试验，试验条件：二电池均在室温下放电到11.5V电压，然后温度降到-40℃并保持二小时，通过PV控制器接入太阳能板，太阳能板放在室外无遮挡，当天为晴天。试验时自动观测站处于工作状态，工作电流120mA。

胶体电池时测得太阳能板输出电流150—160mA，估计对电池充电电流为30—40mA；卷绕电池时测得太阳能板输出电流300mA，估计对电池充电电流为180mA。

在-50℃下用开关电源对卷绕电池单独进行了充电试验，充电电流为200mA。
从上述试验可以定性分析出：电池接受充电能力与环境温度有关，温度越低接受充电能力越差。在-40℃下，深圳宝力晟卷绕电池低温接受充电能力明显好于胶体电池。

报告人：王大宝

2016年8月14日