一種蓄電池測控系統的製作方法
2023-05-03 11:09:36 1
一種蓄電池測控系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種蓄電池測控系統，包括主機單元以及至少一個與主機單元相連接的模塊單元，多個模塊單元結構相同，多個模塊單元並聯設置，並且分別與待測蓄電池組中的單體電池以及主機單元相連接，所述的主機單元包括第一處理器模塊，所述的第一處理器模塊分別與電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路相連接，模塊單元均包括與所述第一處理器模塊相連接的第二處理器模塊，所述的第二處理器模塊還分別與均衡電路、電壓採集電路、內阻信號採集電路、溫度傳感器以及電源隔離電路相連接，才測控系統能夠根接收到的數據測量蓄電池組中的單體電池電壓，從而判斷蓄電池組中單體電池的工作情況。
【專利說明】一種蓄電池測控系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子設備的測控系統，具體是指一種蓄電池測控系統。
【背景技術】
[0002]現今，蓄電池組單體電池的電壓監測設備基本上是標配設備，而該設備主要是代替人工測量蓄電池組的電壓，以及當蓄電池組中的單體電池電壓發生過高或過低的情況時提出警告，並且提醒維護人員關注這些落後的單體電池。然而，此傳統的監測設備具有許多缺點，例如:傳統的監測設備不能對過充和欠充的蓄電池進行放電和補充電，從而大大降低蓄電池的工作壽命以及不能使蓄電池組保持滿容量的最佳工作狀態；傳統的監測設備不能對蓄電池進行溫度測控，因此常常會發生因蓄電池熱膨脹而引起的爆炸事故，從而大大降低使用蓄電池的安全性；傳統的監測設備不能對由新舊蓄電池和不同品牌蓄電池混合組建的蓄電池組進行測控，因此組建蓄電池組的單體電池必須是同時生產的同批電池，這樣大大降低操作的靈活性，而且會造成資源的浪費。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種蓄電池測控系統，該系統結構簡單、易於操作，能夠適用與新、舊蓄電池和不同品牌蓄電池的系統。
[0004]本發明的上述目的是採用如下的技術方案來實現的:一種蓄電池測控系統，其特徵在於:該測控系統包括主機單元以及至少一個與主機單元相連接的模塊單元，多個模塊單元結構相同，多個模塊單元並聯設置，並且分別與待測蓄電池組中的單體電池以及主機單元相連接，所述的主機單元包括第一處理器模塊，所述的第一處理器模塊是主機單元的核心控制單元，所述的第一處理器模塊分別與電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路相連接，用於向電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路發出控制指令，並且接收電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路採集到的蓄電池組的相關數據，每一個模塊單元均包括與所述第一處理器模塊相連接的第二處理器模塊，所述的第二處理器模塊還分別與均衡電路、電壓採集電路、內阻信號採集電路、溫度傳感器以及電源隔離電路相連接，所述的第二處理器模塊用於接收第一處理器模塊發出的控制信號，根據接收到的控制信號將命令傳遞給相應的溫度傳感器或電路，通過溫度傳感器或電路來採集蓄電池組中單體電池的數據，並且將採集到的數據回傳給第一處理器模塊，所述的第一處理器模塊能夠根接收到的數據測量蓄電池組中的單體電池電壓，從而判斷蓄電池組中單體電池的工作情況。
[0005]本發明中，所述的第一處理器模塊負責顯示、按鍵處理、通信處理、電池組電壓採集、浮充電流採集、測試內阻時交流信號控制、控制第二處理器模塊和系統流程控制。
[0006]本發明中，所述的電池組電壓採集放大電路是將電池組電壓經分壓隔離放大再放大後的模擬信號傳輸給第一處理模塊，第一模塊採樣電池組電壓以備控制邏輯條件使用。[0007]本發明中，所述的採集浮充電流信號的放大電路是將電池組浮充電流經過傳感器感應後放大處理，再將處理好的模擬信號傳輸給第一處理模塊，第一模塊米樣電池組浮充電流以備控制邏輯條件使用。
[0008]本發明中，所述的測試內阻時交流放電迴路是在系統測量電池內阻時對測量電池產生一個交流信號以便測量電池內阻，所述的測試內阻時交流放電迴路受控於第一處理器模塊。
[0009]本發明中，所述的均衡電路是受第二處理器模塊控制，給單體電池作旁路電流作用，所述的電壓採集電路是對單體電池電壓進行分壓處理，把模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的電壓，所述的內阻信號採集電路是對單體電池內阻信號進行放大處理，把模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的內阻，所述的溫度傳感器是一個外置溫度傳感器，可以貼在電池表面，溫度傳感器工作時把溫度電壓模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的溫度，所述的電源隔離電路用於對模塊工作電源進行隔離處理。
[0010]本發明中，所述的第一處理器模塊還連接有用於與上位機通信的RS485接口和網絡通信接口。
[0011]本發明中，所述的第一處理器模塊還連接有顯示屏。
[0012]本發明中，所述的第一處理器模塊還連接有按鍵。
[0013]本發明中，所述的第一處理器模塊與第二處理器模塊之間通過RS485總線相連接。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:通過使用本發明，能夠精確地測量蓄電池組單體電池電壓，以及能夠對多節單體電池進行均衡，這樣大大提高使用蓄電池組的安全性以及延長蓄電池組的工作壽命，而且本發明還能夠測量蓄電池組單體電池的內阻，從而使維護人員能夠輕易地判斷出蓄電池的工作情況，還有，本發明能夠測量蓄電池組單體電池的溫度，並且當發現蓄電池溫度過高時，則會發出警告並通過維護人員儘快進行處理，從而避免蓄電池爆炸等事故。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0016]圖1是本發明一種蓄電池測控系統的整體結構。
【具體實施方式】
[0017]由圖1所示的一種蓄電池測控系統，該測控系統包括主機單元以及多個與主機單元相連接的模塊單元，多個模塊單元結構相同，多個模塊單元並聯設置，並且分別與待測蓄電池組中的單體電池以及主機單元相連接，主機單元包括第一處理器模塊，第一處理器模塊是主機單元的核心控制單元，第一處理器模塊分別與電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路相連接，用於向電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路發出控制指令，並且接收電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路採集到的蓄電池組的相關數據，每一個模塊單元均包括與第一處理器模塊相連接的第二處理器模塊，所述的第一處理器模塊與第二處理器模塊之間通過RS485總線相連接，第二處理器模塊還分別與均衡電路、電壓採集電路、內阻信號採集電路、溫度傳感器以及電源隔離電路相連接，第二處理器模塊用於接收第一處理器模塊發出的控制信號，根據接收到的控制信號將命令傳遞給相應的溫度傳感器或電路，通過溫度傳感器或電路來採集蓄電池組中單體電池的數據，並且將採集到的數據回傳給第一處理器模塊，第一處理器模塊能夠根接收到的數據測量蓄電池組中的單體電池電壓，從而判斷蓄電池組中單體電池的工作情況。
[0018]本發明中，其中，採集電壓放大電路是用於測量總電壓，而所述的採集浮充信號的放大電路是測量浮充電流。另外，對於測量蓄電池的內阻參數，其是採用I赫茲交變放電，而測量的結果是蓄電池I赫茲的內阻，還有，由於必須實現同時對多節蓄電池進行均衡，因此每一個單體電池必須有自己獨立的均衡電路，即均衡電路的個數與蓄電池組中單體電池的個數是一致的。而本發明的工作流程為:當本發明初始化後，主機單元控制模塊單元進行測試，並且模塊單元會將獲取到的數據發送給主機單元中的第一處理器模塊。
[0019]所述的第一處理器模塊負責顯示、按鍵處理、通信處理、電池組電壓採集、浮充電流採集、測試內阻時交流信號控制、控制第二處理器模塊和系統流程控制。
[0020]所述的電池組電壓採集放大電路是將電池組電壓經分壓隔離放大再放大後的模擬信號傳輸給第一處理模塊，第一模塊採樣電池組電壓以備控制邏輯條件使用。
[0021 ] 所述的採集浮充電流信號的放大電路是將電池組浮充電流經過傳感器感應後放大處理，再將處理好的模擬信號傳輸給第一處理模塊，第一模塊米樣電池組浮充電流以備控制邏輯條件使用。
[0022]所述的測試內阻時交流放電迴路是在系統測量電池內阻時對測量電池產生一個交流信號以便測量電池內阻，測試內阻時交流放電迴路受控於第一處理器模塊。
[0023]所述的均衡電路是受第二處理器模塊控制，給單體電池作旁路電流作用，電壓採集電路是對單體電池電壓進行分壓處理，把模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的電壓，內阻信號採集電路是對單體電池內阻信號進行放大處理，把模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的內阻，溫度傳感器是一個外置溫度傳感器，可以貼在電池表面，溫度傳感器工作時把溫度電壓模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的溫度，電源隔離電路用於對模塊工作電源進行隔離處理。
[0024]所述的第一處理器模塊還連接有用於與上位機通信的RS485接口和網絡通信接□。
[0025]本發明中，所述的第一處理器模塊通過隔離RS485總線進而與多個模塊單元中的第二處理器模塊進行通信連接。由於第一處理器模塊和第二處理器模塊之間是通過隔離RS485總線進而進行通信連接，因此所述的第一處理器模塊和第二處理器模塊均連接有用於將TTL電平轉換成485電平的電平轉換隔離晶片，而第一處理器模塊與第二處理器模塊之間的連接關係為:所述的第一處理器模塊連接有第一電平轉換晶片，所述的第二處理器模塊連接有第二電平轉換晶片，所述的第一處理器模塊依次通過第一電平轉換晶片和第二電平轉換晶片進而與第二處理器模塊進行通信連接。
[0026]進一步作為優選的實施方式，所述的第一處理器模塊還連接有用於與上位機通信的RS485接口，即第一處理器模塊還連接有第三電平轉換晶片。而由於第一處理器模塊連接有RS485接口，因此第一處理器模塊能夠將獲取到的數據上傳到上位機上，從而易於工作人員對數據進行操作和存儲管理。
[0027]作為優選的實施方式，所述的第一處理器模塊還連接有顯示屏。
[0028]作為優選的實施方式，所述的第一處理器模塊還連接有按鍵。而所述顯示屏和按鍵通過採用觸控顯示屏進而實現。
[0029]作為優選的實施方式，所述的第一處理器模塊還連接有LED驅動電路。
[0030]本發明中，所述的第一處理器模塊採用型號為ATmegal28L的單片機。
[0031]本發明中，所述的第二處理器模塊採用型號為ATmegal6L的單片機。
[0032]作為優選的實施方式，所述的測量參數放大電路的個數為2。
[0033]本發明中的電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路、測試內阻時交流放電迴路、均衡電路、電壓採集電路、內阻信號採集電路、以及電源隔離電路均採用現有電路，為本領域的公知常識。
[0034]而根據上述的本發明可知，本發明能夠對多節單體電池同時進行均衡，從而提高使用蓄電池組的安全性以及蓄電池的工作壽命；本發明中的各個電路模塊採用模塊化設計，從而避免蓄電池短路；本發明能夠測量蓄電池組單體電池的內阻，這樣維護人員就能輕易地根據測量出的內阻進而判斷蓄電池的工作狀態；本發明能夠測量蓄電池組單體電池的溫度，並且當發現蓄電池溫度過高時發出警告，這樣維護人員能儘快進行相應的維修處理，從而避免蓄電池爆炸，大大提高使用蓄電池組的安全性。
[0035]本發明的上述實施例並不是對本發明保護範圍的限定，本發明的實施方式不限於此，凡此種種根據本發明的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，對本發明上述結構做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種蓄電池測控系統，其特徵在於:該測控系統包括主機單元以及至少一個與主機單元相連接的模塊單元，多個模塊單元結構相同，多個模塊單元並聯設置，並且分別與待測蓄電池組中的單體電池以及主機單元相連接，所述的主機單元包括第一處理器模塊，所述的第一處理器模塊是主機單元的核心控制單元，所述的第一處理器模塊分別與電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路相連接，用於向電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路發出控制指令，並且接收電池組電壓採集放大電路、採集浮充電流信號的放大電路和測試內阻時交流放電迴路採集到的蓄電池組的相關數據，每一個模塊單元均包括與所述第一處理器模塊相連接的第二處理器模塊，所述的第二處理器模塊還分別與均衡電路、電壓採集電路、內阻信號採集電路、溫度傳感器以及電源隔離電路相連接，所述的第二處理器模塊用於接收第一處理器模塊發出的控制信號，根據接收到的控制信號將命令傳遞給相應的溫度傳感器或電路，通過溫度傳感器或電路來採集蓄電池組中單體電池的數據，並且將採集到的數據回傳給第一處理器模塊，所述的第一處理器模塊能夠根接收到的數據測量蓄電池組中的單體電池電壓,從而判斷蓄電池組中單體電池的工作情況。
2.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的第一處理器模塊負責顯示、按鍵處理、通信處理、電池組電壓採集、浮充電流採集、測試內阻時交流信號控制、控制第二處理器模塊和系統流程控制。
3.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的電池組電壓採集放大電路是將電池組電壓經分壓隔離放大再放大後的模擬信號傳輸給第一處理模塊，第一模塊採樣電池組電壓以備控制邏輯條件使用。
4.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的採集浮充電流信號的放大電路是將電池組浮充電流經過傳感器感應後放大處理，再將處理好的模擬信號傳輸給第一處理模塊，第一模塊採樣電池組浮充電流以備控制邏輯條件使用。
5.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的測試內阻時交流放電迴路是在系統測量電池內阻時對測量電池產生一個交流信號以便測量電池內阻，所述的測試內阻時交流放電迴路受控於第一處理器模塊。
6.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的均衡電路是受第二處理器模塊控制，給單體電池作旁路電流作用，所述的電壓採集電路是對單體電池電壓進行分壓處理，把模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊米樣單體電池的電壓，所述的內阻信號採集電路是對單體電池內阻信號進行放大處理，把模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的內阻，所述的溫度傳感器是一個外置溫度傳感器，可以貼在電池表面，溫度傳感器工作時把溫度電壓模擬信號傳輸給第二處理器模塊，以備第二處理器模塊採樣單體電池的溫度，所述的電源隔離電路用於對模塊工作電源進行隔離處理。
7.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的第一處理器模塊還連接有用於與上位機通信的RS485接口和網絡通信接口。
8.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的第一處理器模塊還連接有顯示屏。
9.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的第一處理器模塊還連接有按鍵。
10.根據權利要求1所述的蓄電池測控系統，其特徵在於:所述的第一處理器模塊與第二處理器模塊之間通過RS485總線相連接。
【文檔編號】H02H7/18GK103645443SQ201310656387
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】張依群, 林立鵬, 黎永豪, 潘田華, 黃健洪, 羅春風, 莫靖, 黃楊明, 吳澤君, 廖華輝, 鄭建明, 陳福遠, 陳永建, 霍文棋 申請人:廣東電網公司佛山供電局, 廣東卓維網絡有限公司