直流电源蓄电池组分只均充设备产业化可研报告

直流电源蓄电池组分只均充设备产业化可行性研究报告####机械制造有限公司、项目承担单位基本情况（一）企业概况####机械制造有限公司成立于2000年1月，注册资本金603万元人民币。公司第一大股东为总公司，占股权30%；企业经营管理人员及其他自然人参股，占70%股权。目前，####机械制造有限公司已成为精密机械零部件的专业化制造企业。####机械制造有限公司公司管理层还卓有远见地致力于组织创新能力建设，建立现代企业管理制度体系，培养企业自身高水准技术研发团队。公司在现代数字化平台上进行光机电综合运用的机械、电子设备等领域具有较强的研发能力。通过产学研合作创新，推动科研成果向现实生产力转化和产业化，公司的发展战略是：客户为先，以人为本，造福社会，争做人性化、专业化和科技化的现代企业。（二）企业现有条件####机械制造有限公司现有生产厂房5000m2，企业供水、供电、供气、道路交通等配套措施齐全。公司于2003年就已通过ISO9001质量体系认证；2010年又通过了ISO14000环境管理体系认证，具备提供精密机械零部件批量配套和成套设备OEM的制造保障体系。2010年，公司资产总额达到1943.21万元，其中固定资产678.31万元；实现产品销售收入936.54万元，上缴税金43.22万元，销售利润105.31万元。三）企业核心团队本公司核心团队由总经理、生产厂长、技术部长、销售部长和财务部长等高层管理人员组成，团队人员情况如下：二、项目的主要内容（一）项目基本原理项目产品采用智能三段式分只均充方式，以微处理器为控制核心对蓄电池进行充电，原理过程分为主充阶段、均充阶段、定期循检均充阶段。（1）主充阶段。首先项目产品对整组蓄电池进行充电，监测分模块对每只蓄电池进行快速检测，若发现电池组中某一只电池达到标定最高充电电压时，即停止主充，转入对每一只电池均充电。（2）均充阶段。主充阶段完成后监测单元模块即对每一只电池进行循环监测，当某只电池未达到标称充电电压值时既对其进行充电使其达到标定电压值，并转入对下一只电池检测，直到整组电池分只循环检测、均充完成。（3）定期循检均充阶段，在分只均充完成后进入定期循检均充阶段。在此阶段，间隔一定时间（可根据需要设定）对蓄电池组中每一只电池进行循环监测及均充。原理系统图如下：产品原理系统图二）项目涉及的关键技术蓄电池检测技术蓄电池组分只均充方式关键是要针对蓄电池运行状态进行循环检测，迅速测定和采集单只电池的电压状态，为单片机控制提供数据。充电控制技术蓄电池组中每只电池的放电深度、使用程度、电池容量等都不尽相同，那么在对整组蓄电池充电过程中，单只电池可能会发生过充电或者充电不够的现象，软件控制技术本项目产品是基于单片机的系统装置，系统程序和各功能模块程序是整个充电管理模式的基础，蓄电池充电过程中所有的动作指令、检测功能都要依靠稳定可靠的软件程序来完成。系统程序软件和功能模块程序软件的设计、设计软件时,在满足功能前提下，最大限度地简化程序，提高执行效率；设置看门狗和软件陷阱等功能，在程序跑飞和死机时能自动恢复。为进一步提高系统抗干扰能力，增加滤波功能，消除干扰因素。硬件控制技术硬件电路装置是产品的实体部分，其质量是产品运行稳定发挥功能效用的重要保证，经过研究分析发现，影响的主要因素有：一是电源稳定性，包括外接电源和内控电源；二是设备对使用环境的耐受度；三是设备元器件自身质量特性；四是电路稳定性。产品检测技术产品质量是赢得市场的根本，产品的质量控制非常关键，本项目主要通过检测手段和检测设备两方面来研究解决。（1）检测手段针对产品的特性，根据GB/T6587.7—1986（电子测量仪器基本安全试验）、GB/T2423.4—1993（电工电子产品基本环境试验规程）、GB4793.1—1995（测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第一部分：通用要求）、GB/T15464-1995、GB191—1990等国家标准，制定直流电源蓄电池组分只均充设备的企业标准Q/FMA001-2011，规范试验方法和检测规则，通过目测、手感和仪器设备等检测手段，保证产品质量。（2）检测设备本项目将通过添置相应的检测设备来提高产品检测手段和检测精度，保证质量要求。根据企业标准（Q/FMA001-2011）的要求，添置绝缘测试装置、互感器校检仪、直流电阻快速检测仪、蓄电池恒流放电快速检测仪和综合检测台等检测设备。（三）项目产生的经济与社会效益指标通过本产业化项目建设，将形成年产1000台直流蓄电池组分只均充设备的生产能力，可实现年销售收入可达960万元，新增利润192万元，新增税收86.4万元，新增20余人的就业岗位。三、技术水平与主要特点（一）技术水平国内外技术比较一是基于专用芯片的蓄电池管理方法。因为电池管理的最终目的是要解决如何快速有效地给电池补充电并最大限度地延长其使用寿命，要达到这个目的，需要有一个智能化的充电维护电路，这常常需要引入一个由单片机或DSP构成的复杂控制电路，美国UNITRODE公司研制的系列电池管理芯片提供了良好的解决方案。电池管理中采用最多的是控制充电电压及充放电电流，电池管理芯片正是抓住这一点，为VRLA电池研制了具有四状态管理的专用控制芯片，用以控制充电器，可以智能地实现带温度补偿的四状态管理方案：涓流充电模式(TrickleChargeMode),大功率充电模式(BulkChargeMode)、过充电模式(Over-chargeMode)和浮充电模式(FloatChargeMode)。同时针对不同电池类型，有相应不同的电池管理芯片。应该肯定的是，管理芯片在大多数场合非常简洁有效。但仅仅就一个芯片而言，其灵活性较差，难以实现智能化管理，同时无法提供圆满的均衡充电方案，具有一定的局限性。二是基于监控测量的蓄电池管理方法。因为在运行过程中，电池工作电压、工作电流、温度都反映了电池组实际的工作情况，所以通过对这些电气参数的持续测量和总结，可以对电池当前的运行状况有个大概的了解。如果配合故障诊断和遥控遥测、自动报警和事故现场处理功能，便可以构成一个电池监管系统。具有以上功能的电池监管系统可以保证电池一般性故障的检测报警工作，提高待用电池组的可靠性。但是，一个监控系统，只能对电池有可能出现的诸如短路、开路、过充电和过放电等故障报警，还没有涉及到电池充放电曲线的管理、落后电池的处理和容量均一性等问题，可以说是一种消极的防卫措施，不能自动优化电池使用过程，从而根本上延长电池使用寿命和增加其可靠性。这个系统最典型的框图如图1所示。基于监控测量的蓄电池管理系统三是与电源设备一起构成的蓄电池充放电管理方法。在通信程控交换机供电系统以及电力合闸供电系统中为了保证电网掉电时蓄电池组能及时补充电能，在规定时间内向负载供电，保证通信或电力合闸系统的正常运转。通常是将电池组直接挂接在电源模块输出端，电网正常工作时电池组工作在浮充状态，起到平滑滤波和保持容量（补充自放电容量损失）的作用。一旦电网掉电，蓄电池组立即投入工作，一旦电网恢复，电源模块立即对电池进行充电。可以通过检测电池组充电电流，调节电源模块输出电压来达到要求的充电曲线，浮充电压。典型的系统框图如图2所示:与电源设备一起构成的蓄电池充放电管理系统四、产业化路线（一）产业技术成果现状1.已解决的关键技术通过产品技术分析，项目产业化所涉及的关键技术主要有：系统检测技术、充电控制技术、软件控制技术、硬件控制技术、产品检测技术等技术类别。这些关键技术对项目的实施至关重要，前期企业通过组织技术研发骨干力量，组成项目研发小组，对以上关键技术进行技术攻关，目前已制定对应的技术措施方案予以解决。（二）实现产业化的各种相关条件分析技术分析产品采用的智能三段式蓄电池分只均充技术，符合国家《关于电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》的要求，经中试研制的充电系统样机，在有关电站使用试运行，运行稳定，性能指标达到技术设计要求。同时为实现项目，企业通过技术攻关，解决项目产业化所涉及的五大关键技术，完成产品企业标准制定，产品技术成熟适用，已具备产业化技术条件。工艺及装备分析企业具有较强的成套设备设计制造能力，精密机械零部件加工能力，现拥有各类生产设备200余台套，并拥有项目产品中试生产线一条，各类电子产品检测与试验设备10余台（套）。针对项目产品生产工艺特点，企业现有生产能力可满足产业化的壳体生产要求。但需增加电路板件生产能，增加贴片机等关键生产设备，满足产业化生产需要。原材料分析项目所需电子元器件、辅助材料等均有国内生产厂家供应，可就近购置，完全能满足生产需要。三）实现产业化的路线分析1.生产工艺路线优化项目产品是由模块集成电路、系统电源及蓄电池充电器和产品外罩等几个部分组成。项目产品生产工艺路线主要有：原材料采购、产品生产、装配、产品检测、成品包装、入库保管及销售出库等工艺流程，分析研究影响生产工艺路线的关键点，通过优化关键点工艺流程，就可以提升整个生产工艺的质量。本项目产品生产工艺路线关键点优化有：（1）来料检查原件材料的质量好坏、性能稳定与否，是影响产品质量的重要因素，因此，在工艺路线中要增设原件材料来料检查检测工序，以保证来料的质量可靠安全，避免有缺陷的器件进入下一个生产环节，这样可达到两个目的：一是保证下一道工序正常工作，又可从源头最大限度的保证整机质量；二是有利于原料采购合同的规范。（2）产品装配产品装配是整个生产工艺路线的核心，项目产品是由不同的组件组合安装形成的整机设备，装配必须按照规定程序批准的产品图样及技术文件制造，否则会造成严重的质量事故，因此通过工序卡片和制定标准予以严格控制。（3）产品检测产品是否达到技术性能指标，是否可以包装入库，是否可以进入销售环节，都必须通过产品检测这道工序来予以控制。通过制定相应的检测标准和购置检测设备提升检测手段来保证检测目的，同时这也是质量控制的重要手段。（4）产品包装产品的最终目的是进入市场销售，给企业带来经济效益，因此产品包装要符合相应的国家规范要求，并且能够适应市场销售的物流环境，该工序通过制定包装标准予以控制，同样也是质量控制的重要手段。（5）工艺标准规程工艺路线所有的工序都必须符合企业的技术要求和质量控制要求，因此必须要制定工艺标准规程，对每道工序、工序单位、工序班组和工序操作人员予以规范，从而在整体上保证生产工艺路线的优化。2.技术指标的提升通过以上工艺路线的优化，企业根据相应的国家标准、项目产业化要求，优化产品企业标准（Q/FMA001-2011），以规范产品的生产、检测。项目产业化实施，将进一步提升项目产品的主要性能指标。（1）装置电源：交流单相220V,电流1.5A；充电机输出直流电压：11-15V可调，电压、电流指示；电压指示步长lmV；电流指示步长10mA；可充蓄电池组电压：10V-14V。2）在线连续监测蓄电池组/单电池的主、均充标称电压(12V,2V),电压采集精度：单节蓄电池土5mV,总电压土200mV,超长判断，报警。自动对蓄电池组/单电池充放电流参数循环检测,单节蓄电池采集速度：2ms/只。蓄电池老化监测与落后电池甄别(电池容量低于标称容量30%,即为落后电池)。根据蓄电池之间不同特性,调整充电参数并自动进行循环分只均充,系统误差率控制在5%以内。五、市场前景分析我国是一个电池生产和消费的大国,一年需求量达150亿之巨,占世界总量的1/3以上,需求广泛,用量巨大。目前二次电池—蓄电池或蓄电池组使用最广泛、技术最成熟,广泛应用于交通运输、通信、电力、铁路、矿山、港口等国民经济部门,但是传统的充电技术,由人工控制充电过程,大多存在严重的过充现象,由于充电效率低,在充电过程中会造成大量气体析出,气体会腐蚀电池极板,导致蓄电池损坏,直接影响蓄电池的技术状态和使用寿命。据统计,在我国因为充电不当,许多蓄电池的实际使用寿命不到设计寿命的一半,每年大约有5000万只蓄电池进入报废行列,大大增加了生产成本,造成了巨大的资源浪费。随着蓄电池的发展,充电技术也在不断更新,如何高效、快速、无损地对蓄电池进行科学充电,成为蓄电池界关心的问题。近年来,随着电动车、电力设备、通讯信息等新兴市场的高速发展，迫切要求缩短蓄电池充电时间，提高蓄电池充电效率，传统的蓄电池充电方式已不能满足市场的需要，高效、无损的充电装置对提高蓄电池使用效率，延长使用寿命起着关键作用，智能化充电已成为蓄电池充电技术的发展方向。六、风险分析及控制（一）市场风险据统计，在我国因为充电不当，许多蓄电池的实际使用寿命不到设计寿命的一半，每年大约有5000万只蓄电池进入报废行列，大大增加了生产成本，造成了巨大的浪费。目前国内还未出现同类产品，市场风险很小。（二）技术风险本项目技术风险主要来源于同类技术赶超和产品技术成熟度这两方面。目前，产品技术已经获得国家发明专利（专利号：ZL02127989.6）,技术成熟度高，适用性良好，技术水平属国内领先。（三）政策风险众所周知废旧蓄电池是一个严重的污染源，会对环境产生严重的危害，而本项目技术可降低蓄电池更换率，延长蓄电池的使用寿命，从而减少因蓄电池报废而引起的环境污染，减少对资源的浪费，对环境保护、循环集约发展具有重大意义，符合国家产业政策的要求，因此不存在政策风险。七、现有研发与生产条件一）技术研发力量企业现有技术开发队伍21人，其中具有中级以上技术职称人数15人，占全部技术人员的71%；高级职称7人，占全部技术人员的33%。项目研究开发主要人员情况表姓名所学专业现从事专业职称职务分工机械设计及制造机械设计高级工程师副总经理项目负责人机械电子电气自动化教授技术顾问技术设计电气自动电气自动化副教授技术顾问工艺设计机械设计及自动化机械设计及工艺工程师技术骨干设备设计机械设计及自动化机械设计及工艺工程师技术骨干质量测定二）现有生产条件企业现有生产厂房5000m2，企业供水、供电、供气及道路交通等配套措施齐全。企业拥有现拥有各类生产设备200余台套，并拥有项目产品中试生产线一条，各类电子产品检测与试验设备10余台（套）。八、经济效益及社会效益分析（一）经济效益分析1．项目生产规模及销售收入（1）本项目建设期为两年，从2011年1月至2012年12月止，2012年1月即可正式投入生产，预计2012年可以达到设计产量的80%，2013年达到设计生产能力100%。（2）本项目设计产量为年产1000台直流蓄电池分只均充设备，项目完全达产时，年销售收入可达960万元。投产年份生产规模销售金额2012年800台768万元2013年1000台960万元2.项目经济效益预算本项目建成投产后，可年产1000台直流