CN104035046A - 一种车载式蓄电池在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于蓄电池监测技术领域，具体涉及一种车载式蓄电池在线监测系统，该系统包括电流传感器、采样盒、主控制器、工作电源、PC机。主控制器包括通讯电路、存储单元、单片机，通讯电路实现采样盒、主控制器、计算机之间的连接；每个单体电池顶部设置有一个采样盒，各采样盒之间通过串行总线与主控制器相连，实现各蓄电池单体的电压、电池温度的测量。电流传感器穿过电池组正极或负极线后通过导线连接至主控制器，实现蓄电池组电流信号的高精确度、高线性度的测量。本发明具有操作简单、精度高、数据可靠性强，对蓄电池组的维护成本低，可实现电池组整体及各单体电池快速有效监测，并实现测量数据的可视化。

Description

一种车载式蓄电池在线监测系统

技术领域

本发明属于蓄电池监测技术领域，具体涉及一种车载式蓄电池在线监测系统。

背景技术

蓄电池为一种储能装置，是车辆应急供电的保障，其维护运行状态的好坏直接关系到车辆运营过程的安全性，可靠的应急直流供电是车辆安全稳定运行的基本条件之一。随着蓄电池在车辆运行过程中的充电、放电次数的增加，工作环境的变化、使用时间的延长等，蓄电池组和单体电池会出现衰减、损害，这在一定程度上大大降低了车辆在运行过程中的稳定性和可靠性，造成车辆电力供给中断，严重情况下会造成蓄电池的爆炸。因此对蓄电池组各种性能的监测对车辆应急供电系统的稳定具有重要意义。

目前蓄电池的性能监测多通过测定蓄电池组整体内阳的变化来评价蓄电池性能的好坏。中国专利CN102768304A公开了一种储能系统蓄电池组内阻的在线检测方法，该技术首先通过多频率电流充放电控制，然后采集电压电流信号，以变流器工作时自身产生的不同频率的电压谐波、电流谐波作为检测信号，再经过数据处理实现蓄电池组内阻的检测。该方法可实现蓄电池组性能的在线测量，实时反应蓄电池组内阻的综合情况，可信性较高。但在车辆使用过程中由于蓄电池组使用不当或者维护不及时，经常会导致蓄电池组中个别蓄电池的过放电或者早期失效；过放电或者早期失效的个别蓄电池会严重影响整个电池组的放电容量，甚至会导致整个供电系统的崩溃。若采用整体检测的方法不能及时有效的反应出蓄电池组中的故障电池位置及故障原因，会给车载蓄电池的使用及维修带来困难。

发明内容

为解决现有技术中对蓄电池组进行整体检测的弊端，实现蓄电池实时高效检测的目的，提供一种蓄电池在线监测系统，可实时分析出每节单电池的工作状态。

为实现上述目的，本发明的采用以下方案实现：

一种蓄电池在线监测系统，其特征在于包括电流传感器3、采样盒1、主控制器、工作电源、PC机；所述主控制器包括通讯电路、存储单元、单片机，通过通讯电路连接采样盒、主控制器、PC机；所述采样盒分布在每一个被测蓄电池的顶部，通过串行总线与主控制器相连，电流传感器穿过电池组正极或负极线后通过导线连接至主控制器。

具体的，被测电池组中的各个单电池2顶部均设置有采样盒1，其中至少一个采样盒中含有温度传感器1a。

具体的，通讯电路采用串行通讯电缆，主控制器上设置有RS-232，RS-485接口，通过通讯线路与PC机通讯连接，RS-232接口与PC机相连，RS-485接口可与车辆监控系统通讯连接。

优选的，主控制器含有报警系统。

本发明每节单体电池顶部安装采样盒，采集每节单体电池的电压数据，将所采集到的电压数据传输给主控制器，通过PC机进行显示、分析、处理，实现了对每节单体电池的状态控制，使得检测过程更加清晰直观，便于电池组维护过程中及时有效的寻找故障，节省维修成本，降低维修难度。在至少一个采样盒中设置温度传感器，实时采集电池组温度变化，判定电池工作状态，为蓄电池组的监测提供数据，避免了因人工监测过程中的错误操作而引起的短路、触电和负载断网的风险，使得蓄电池组的监测安全性和准确性大大提高。本发明通过电流传感器穿过电池组正极或负极，将所监测到的电流信号等比例放大，实现蓄电池组电流信号的高精确度、高线性度等测量。另外，本发明在主控制器上设置有警报系统，当主控制器监测到过电压、过电流等异常情况时，警报系统启动，可直观的反应出整体蓄电池组的异常状况。综上所述，本发明操作简单、准确度高，数据分析直观，可大大降低蓄电池组维护过程中的维护成本，降低维护难度，提高蓄电池组维修的安全性和准确性。

附图说明

图1本发明系统构成图；

图2采样盒级联图；

图3主控制器两侧面板示意图。

图中各标记的含义为：1-采样盒，1a-带温度传感器的采样盒，2-蓄电池，3-电流传感器，4-电池间连线，5-通讯总线，6-电压采样线，P₁-电源接口，P₂-RS-232接口，P₃-RS-485接口，P₄-电流传感器接口，P₅-SBUS总线1接口，P₆-SBUS总线2接口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，需要指出的是本实施例仅是以例举的方式对本发明的说明，但本发明的保护范围并不局限于此，所有本领域的技术人员根据本发明的精神所做的等效替换均落入本发明的保护范围。

一种蓄电池在线监测系统，如图1所示，包括电流传感器3、采样盒1、主控制器、工作电源、PC机；主控制器包括通讯电路、存储单元、单片机三部分，通讯电路连接采样盒、主控制器和PC机之间的通讯连接。每个单体蓄电池顶部设置有一个采样盒，在第16号蓄电池顶部设置有温度传感器用以采集电池组的温度。如图2所示，各采样盒之间通过正负极信号线按照单线级联方式连接后通过通讯总线与主控制器相连。在电压采集期间工作电源通过向采样盒供电。主控制器上信号接口如图3所示，在主控制器上设置有RS-232接口P₂、RS-485接口P₃，RS-232接口P₂可通过数据线与PC机相连，实现测量数据的可视化显示，数据分析，存储，处理，打印等功能。RS-485接口P₃可与车辆监控系统通讯连接

主控制器内部设置有警报功能，当主控制器检测到过电压、过电流时，主控制器面板上报警信号灯闪烁，提示电池组故障。

Claims (4)

1.一种车载式蓄电池在线监测系统，其特征在于包括电流传感器(3)、采样盒(1)、主控制器、工作电源、PC机；所述主控制器包括通讯电路、存储单元、单片机，通过通讯电路连接采样盒、主控制器、计算机；所述采样盒分布在每一个被测蓄电池的顶部，通过串行总线与主控制器相连，电流传感器穿过电池组正极或负极线后通过导线连接至主控制器。

2.如权利要求1所述的一种车载式蓄电池组在线监测系统，其特征在于被测电池组中的各个单电池(2)顶部均设置有采样盒(1)，其中至少一个采样盒中含有温度传感器(1a)。

3.如权利要求1所述的一种车载式蓄电池组在线监测系统，其特征在于所述的通讯电路采用串行通讯电缆，主控制器上设置有RS-232，RS-485接口，通过通讯线路与PC机通讯连接，RS-232接口与PC机相连，RS-485接口可与车辆监控系统通讯连接。

4.如权利要求1所述的一种车载式蓄电池组在线监测系统，其特征在于所述主控制器含有报警系统。