專利名稱：蓄電池組智能巡檢儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)智能檢測(cè)儀，特別涉及一種蓄電池及蓄電池組的智 能巡檢儀。
技術(shù)背景在本實(shí)用新型發(fā)明之前，蓄電池在民用和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛。為保 障系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，研究與設(shè)計(jì)高效廉價(jià)、準(zhǔn)確方便和快捷實(shí)用的蓄電池檢測(cè) 裝置十分必要。蓄電池單體電壓較低，很少以其自然形態(tài)直接使用，大多采用串 聯(lián)或串并聯(lián)組合的方式，同時(shí)，蓄電池的電量隨工作時(shí)間的延長和用電時(shí)間的增 加會(huì)逐漸衰竭，很難保證組合中每個(gè)單體蓄電池工作特性一致。電池組的失效往 往是從單塊(體)電池失效開始的，尤其對(duì)于使用時(shí)間較長但又不超過使用期限 的電池組，依靠維護(hù)人員的日常檢查既耗時(shí)又不方便，也不符合現(xiàn)代管理的需要。 因此，對(duì)于單塊電池的電壓進(jìn)行自動(dòng)巡檢，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，就變得極為重要。 現(xiàn)在的檢測(cè)主要是采用RS-232或RS-485總線，由于其為主從方式總線，檢測(cè)終 端無法主動(dòng)向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)檢測(cè)，也就無法準(zhǔn)確判斷哪 個(gè)出了故障，也無法報(bào)警維修。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)、研制一種蓄電池組智能巡檢儀。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是蓄電池組智能巡檢儀，其主要技術(shù)特征在于上位機(jī)、單體蓄電池檢測(cè)單元均 連接到CAN總線上，單體蓄電池檢測(cè)單元是溫度信號(hào)、電壓信號(hào)分別接電壓信號(hào) 變換器，電壓信號(hào)變換器二路輸出接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器輸出接單片機(jī)，單 片才幾雙向連接CAN總線接口 。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果在于通過非主從方式的CAN總線作為蓄電池組的 分步式巡回采集總線，使得檢測(cè)系統(tǒng)具有高可靠性、可擴(kuò)充性和實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)， 更加適合于蓄電池組的檢測(cè)與維護(hù)。通過在線實(shí)時(shí)檢測(cè)各單體蓄電池的充放電電 壓、溫度和整個(gè)蓄電池組的充放電流及充放電電壓等參數(shù)，找出損壞或性能顯著 降低的蓄電池，以保證直流電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。本實(shí)用新型對(duì)蓄電池組的檢測(cè)采取分散采集、集中監(jiān)控的方式。本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)和效果將在下面繼續(xù)進(jìn)一步說明。

圖1 ——本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)框圖。圖2——本實(shí)用新型蓄電池單體檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
先說明本實(shí)用新型采用的CAN總線。CAN總線——CAN (Controller Area Network)總線是由德國BOSH公司在 1986年為汽車的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一款串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線可以為多主 方式工作，不分主從，可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播方式傳送和接收數(shù)據(jù)， 且具有非破壞性總線仲裁技術(shù)；以5bit/s速率，通信距離最大可達(dá)IO km,傳輸介質(zhì)可用雙絞線、同軸電纜或光纖；CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀8字節(jié)，保 證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低，被公認(rèn)為是最有發(fā)展前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 如圖1、圖2所示上位機(jī)1、蓄電池組檢測(cè)單元2、單體電池檢測(cè)單元3均連接到CAN總線。 單體蓄電池檢測(cè)單元3分別檢測(cè)蓄電池組中的24節(jié)單體蓄電池的電壓和電流， 各個(gè)單體蓄電池檢測(cè)單元3的硬件結(jié)構(gòu)相同，同時(shí)還有一個(gè)單獨(dú)的蓄電池組檢測(cè) 單元2用來檢測(cè)蓄電池組整體的電壓和電流。蓄電池組檢測(cè)單元2、單體蓄電池 檢測(cè)單元3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并向CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)，上位機(jī)1接收各個(gè)蓄電池組檢測(cè)單 元2、單體電^測(cè)單元3的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)、顯示和打 印，同時(shí)對(duì)單體蓄電池的故障進(jìn)^f珍斷和報(bào)警。單體蓄電池檢測(cè)單元3的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池電壓和溫度的檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò) 傳輸。該單體蓄電^測(cè)單元3由電壓信號(hào)變換器4、 A/D轉(zhuǎn)換器5、單片機(jī)6、 顯示電路7、 CAN總線接口 8和電源9組成。溫度信號(hào)、電壓信號(hào)分別輸入到電 壓信號(hào)變換器4中，將檢測(cè)到的電壓模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器5處理并數(shù)字化后， 經(jīng)單片機(jī)6，通過CAN總線接口 8,經(jīng)CAN總線傳輸給控制管理單元，這是基于 CAN通信的電壓檢測(cè)模塊；將采集到的單體蓄電池的溫度信號(hào)后，進(jìn)行放大、濾 波、A/D轉(zhuǎn)換和隔離，送入單片機(jī)6，單片機(jī)6將通過CAN總線與上位機(jī)1進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信。其中，單體蓄電池檢測(cè)單元3的檢測(cè)電路采用串行接口的12位A / D 轉(zhuǎn)換器ADS7841P,采樣周期小于20ms，通過光電隔離與單片機(jī)6連接；而單片 機(jī)6則采用低功耗、小體積8位單片機(jī)LPC932。用LED(發(fā)光二極管)指示工作狀 態(tài)，通過帶有串行接口的CAN控制器與單片機(jī)6連接，CAN總線用于向上位機(jī)1 傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。單元內(nèi)的電源9是隔離電源，采用小型DC/DC模塊電源。蓄電池組檢測(cè)單元2線路原理同單體蓄電池檢測(cè)單元3,只是檢測(cè)整個(gè)蓄電 池組。工作過程各檢測(cè)單元將檢測(cè)到的電流、電壓和溫度數(shù)據(jù)按CAN總線規(guī)范存儲(chǔ)到CAN 緩沖區(qū)，并啟動(dòng)發(fā)送命令將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上，這些數(shù)據(jù)通過CAN總線向上 位機(jī)1進(jìn)行發(fā)送。上位4幾1的CAN控制器將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖器中，向上 位機(jī)l發(fā)送中斷請(qǐng)求，若上位機(jī)l響應(yīng)中斷，則接收這些數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，將其 轉(zhuǎn)化成電壓、電流和溫度信號(hào)通過顯示電路7顯示出來，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析 和診斷，若發(fā)現(xiàn)異常情況，則發(fā)出警告信息。權(quán)利要求1.蓄電池組智能巡檢儀，其特征在于上位機(jī)、單體蓄電池檢測(cè)單元均連接到CAN總線上，單體蓄電池檢測(cè)單元是溫度信號(hào)、電壓信號(hào)分別接電壓信號(hào)變換器，電壓信號(hào)變換器二路輸出接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器輸出接單片機(jī)，單片機(jī)雙向連接CAN總線接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池組智能巡檢儀，其特征在于蓄電池組檢測(cè)單元 連接到CAN總線上，蓄電池組檢測(cè)單元與單體蓄電池;^測(cè)單元結(jié)構(gòu)相同，蓄 電池組檢測(cè)單元連4I"由多個(gè)蓄電池連接構(gòu)成的蓄電池組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池組智能巡檢儀，其特征在于單片機(jī)雙向連接顯 示電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池組智能巡檢儀，其特征在于由多個(gè)蓄電池 串聯(lián)或串并聯(lián)構(gòu)成蓄電池組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種蓄電池及蓄電池組的智能巡檢儀。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)是上位機(jī)、單體蓄電池檢測(cè)單元均連接到CAN總線上，單體蓄電池檢測(cè)單元是溫度信號(hào)、電壓信號(hào)分別接電壓信號(hào)變換器，電壓信號(hào)變換器二路輸出接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器輸出接單片機(jī)，單片機(jī)雙向連接CAN總線接口。解決了主從方式總線，檢測(cè)終端無法主動(dòng)向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)檢測(cè)，也就無法準(zhǔn)確判斷哪個(gè)出了故障，也無法報(bào)警維修等缺陷。本實(shí)用新型通過非主從方式的CAN總線作為蓄電池組的分步式巡回采集總線，使得檢測(cè)系統(tǒng)具有高可靠性、可擴(kuò)充性和實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，更加適合于蓄電池組的檢測(cè)與維護(hù)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK201170923SQ200720131009
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者磊 陳 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)園區(qū)新大誠科技發(fā)展有限公司