基于can通訊的超級電容器采集終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儲能元件的監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種超級電容器采集終端，用來監(jiān)測超級電容模組的工況并輸出數(shù)據(jù)和報(bào)警。
【背景技術(shù)】
[0002]在建設(shè)節(jié)能型社會中，節(jié)能減排占有重要的地位。隨著我國城市軌道交通運(yùn)營里程的不斷增加，軌道交通的節(jié)能減排工作的重要性日益凸顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)軌道交通運(yùn)營的用電成本占軌道交通運(yùn)營成本的50%左右，其中車輛制動過程中產(chǎn)生的電能約占車輛動力用電的30%_40%。對車輛運(yùn)營過程中產(chǎn)生的制動能量進(jìn)行回收利用，同時(shí)改善牽引供電質(zhì)量，可以有效地降低運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，為車輛安全運(yùn)營提供保障。
[0003]超級電容作為新型儲能元件具有功率密度高、循環(huán)壽命長、工作安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于城市軌道交通制動能量回收系統(tǒng)，是軌道交通制動能量吸收的主要方式和發(fā)展方向。超級電容在工作過程中需要監(jiān)測其電壓、電流和溫度，及時(shí)了解超級電容的工作狀態(tài)，以便于整個供電系統(tǒng)的檢修。但是目前還未見有關(guān)于監(jiān)測軌道交通用超級電容的工況相關(guān)文獻(xiàn)及報(bào)道。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于CAN通訊的超級電容器采集終端，該監(jiān)控裝置用于監(jiān)測軌道交通站內(nèi)超級電容模組的工況并輸出數(shù)據(jù)和報(bào)警，有效保證超級電容器以及整個供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種基于CAN通訊的超級電容器采集終端，包括與監(jiān)測終端連接的主控板、與超級電容模組連接的采集板以及分別與主控板和采集板連接的監(jiān)控顯示觸摸屏，主控板通過CAN總線與采集板連接;所述采集板設(shè)有多個，每個采集板連接多個超級電容模組，超級電容模組的電壓輸出端、溫度傳感器、過壓信號輸出端均與采集板連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述采集板上設(shè)有電壓隔離變壓器、M⑶、由運(yùn)算放大器組成的比較器電路以及光電耦合器，電壓隔離變壓器輸入端與超級電容模組的電壓輸出端連接，電壓隔離變壓器的輸出端與MCU連接，將超級電容模組的電壓轉(zhuǎn)換成0-5V的線性電壓，輸送至MCU的ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字值;光電耦合器的輸入端通過比較器電路與超級電容模組的溫度傳感器連接，光電耦合器的輸出端分別連接MCU和繼電器。
[0007]進(jìn)一步的，所述采集板上還設(shè)有由運(yùn)算放大器組成的絕對值電路，該絕對值電路的輸入端與超級電容模組的電流傳感器連接，輸出端與MCU連接，將由電流傳感器轉(zhuǎn)換的超級電容模組的-4-+4V的電壓轉(zhuǎn)換為0-4V輸送至MCU的ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。
[0008]作為優(yōu)選，所述采集板設(shè)有14個，每個采集板連接5個超級電容模組。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型提供的采集終端能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測每個超級電容模組的電壓、溫度、電流，并將監(jiān)測的電壓、溫度、電流數(shù)據(jù)通過CAN總線發(fā)送給監(jiān)控顯示觸摸屏和監(jiān)控終端，同時(shí)在異常工況時(shí)能給出CAN報(bào)警和繼電器報(bào)警，使外部電路相應(yīng)的保護(hù)動作，保證超級電容系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例采集終端的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例采集終端中采集溫度和電壓示意圖。
[0012]圖中，1、電壓隔離變壓器，2、M⑶，3、比較器電路，4、光電耦合器，5、超級電容模組。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】:
[0014]如圖1所示，一種基于CAN通訊的超級電容器采集終端，包括與監(jiān)測終端連接的主控板、與超級電容模組連接的采集板以及分別與主控板和采集板連接的監(jiān)控顯示觸摸屏，主控板通過CAN總線與采集板連接;所述采集板設(shè)有14個，每個采集板連接5個超級電容模組，超級電容模組的電壓輸出端、溫度傳感器、過壓信號輸出端均與采集板連接。
[0015]如圖2所示，本實(shí)施例中，所述采集板上設(shè)有電壓隔離變壓器、M⑶、由運(yùn)算放大器組成的比較器電路以及光電耦合器，電壓隔離變壓器輸入端與超級電容模組的電壓輸出端連接，電壓隔離變壓器的輸出端與MCU連接，將超級電容模組的電壓轉(zhuǎn)換成0-5V的線性電壓，輸送至MCU的ADC轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù);光電耦合器的輸入端通過比較器電路與超級電容模組的溫度傳感器連接，光電耦合器的輸出端分別連接MCU和繼電器。當(dāng)超級電容模組內(nèi)的溫度超過預(yù)設(shè)的溫度值后，比較器電路控制光電耦合器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，光電耦合器一方面再控制繼電器輸出報(bào)警信號，另一方面輸出信號到MCU，MCU通過ADC將信號轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)通過CAN總線輸送至主控板，由主控板通過CAN總線輸送至監(jiān)控顯示觸摸屏和監(jiān)控終端。
[0016]本實(shí)施例中，所述采集板上還設(shè)有由運(yùn)算放大器組成的絕對值電路，該絕對值電路的輸入端與超級電容模組的電流傳感器連接，輸出端與MCU連接。超級電容模組的電流由電流傳感器監(jiān)測，電流傳感器將超級電容模組的電流由-1500-+1500V的電壓值范圍轉(zhuǎn)換成的-4-+4V的電壓值范圍，在經(jīng)過絕對值電路將電壓轉(zhuǎn)換為0-4V輸送至MCU的ADC轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)，CAN數(shù)據(jù)通過CAN總線輸送至主控板，由主控板通過CAN總線輸送至監(jiān)控顯示觸摸屏和監(jiān)控終端。
[0017]上述實(shí)施例用來解釋本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型做出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAN通訊的超級電容器采集終端，其特征在于:包括與監(jiān)測終端連接的主控板、與超級電容模組連接的采集板以及分別與主控板和采集板連接的監(jiān)控顯示觸摸屏，主控板通過CAN總線與采集板連接;所述采集板設(shè)有多個，每個采集板連接多個超級電容模組，超級電容模組的電壓輸出端、溫度傳感器、過壓信號輸出端均與采集板連接。2.如權(quán)利要求1所述的基于CAN通訊的超級電容器采集終端，其特征在于:所述采集板上設(shè)有電壓隔離變壓器、MCU、由運(yùn)算放大器組成的比較器電路以及光電耦合器，電壓隔離變壓器輸入端與超級電容模組的電壓輸出端連接，電壓隔離變壓器的輸出端與MCU連接，將超級電容模組的電壓轉(zhuǎn)換成0-5V的線性電壓，輸送至M⑶的ADC轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù);光電耦合器的輸入端通過比較器電路與超級電容模組的溫度傳感器連接，光電耦合器的輸出端分別連接MCU和繼電器。3.如權(quán)利要求2所述的基于CAN通訊的超級電容器采集終端，其特征在于:所述采集板上還設(shè)有由運(yùn)算放大器組成的絕對值電路，該絕對值電路的輸入端與超級電容模組的電流傳感器連接，輸出端與MCU連接，將由電流傳感器轉(zhuǎn)換的超級電容模組的-4-+4V的電壓轉(zhuǎn)換為0-4V輸送至MCU的ADC轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)。4.如權(quán)利要求1所述的基于CAN通訊的超級電容器采集終端，其特征在于:所述采集板設(shè)有14個，每個采集板連接5個超級電容模組。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于CAN通訊的超級電容器采集終端，包括與監(jiān)測終端連接的主控板、與超級電容模組連接的采集板以及分別與主控板和采集板連接的監(jiān)控顯示觸摸屏，主控板通過CAN總線與采集板連接；所述采集板設(shè)有多個，每個采集板連接多個超級電容模組，超級電容模組的電壓輸出端、溫度傳感器、過壓信號輸出端均與采集板連接。本實(shí)用新型提供的采集終端能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測每個超級電容模組的電壓、溫度、電流，并將監(jiān)測的電壓、溫度、電流數(shù)據(jù)通過CAN總線發(fā)送給監(jiān)控顯示觸摸屏和監(jiān)控終端，同時(shí)在異常工況時(shí)能給出CAN報(bào)警和繼電器報(bào)警，使外部電路相應(yīng)的保護(hù)動作，保證超級電容系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN205280149
【申請?zhí)枴緾N201620017709
【發(fā)明人】張喜茂, 劉陸洲, 杜春雷, 宋陽, 周光德
【申請人】中車青島四方車輛研究所有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月9日