CN105186632A - 一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，包括有：处理器，用于控制充电机主机和放电机主机对飞机机载电瓶进行充放电；电瓶参数输入单元，用于向处理器输入不同型号飞机机载电瓶充放电的参数设置；电流电压传感器，用于监控充放电机主机的充放电电流和电压，为处理器的电压、电流控制提供反馈信号，以便进行精确充放电控制；充电机主机和放电机主机，与飞机机载电瓶的正极板和负极板电连接；电瓶参数输入单元、电流电压传感器、充电机主机和放电机主机均与处理器连接。这样，即可自动对飞机机载电瓶进行充放电，充放电控制精度、效率、质量和可靠性高，劳动强度和人力成本低，且有效延长飞机机载电瓶的使用寿命，填补国内的技术空白。

Description

一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统

技术领域

本发明属于飞机机载电瓶充放电技术领域，特别涉及一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统。

背景技术

目前，国内已有成熟的飞机机载电瓶充放电设备，这些充放电设备具有机载电瓶各个充放电阶段的所有功能，如练习循环充电、检验放电、残余放电、工作充电、容量平衡等充放电任务；但现有这些充放电设备在充电过程中必须通过人工监控和控制操作才能实现不同阶段的充放电操作，因而需要复杂的人工操作和繁重的人力劳动，充放电效率慢，充放电质量和稳定性较差，而且需要二十四小时人工不间断的实时操作和实时监控，然而飞机机载电瓶的初始充放电操作一般都需要一天至两天的连续操作，人工劳动强度非常大，人工成本也比较高。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可自动对飞机机载电瓶进行充放电，充放电控制精度高，且充放电过程的无人看守，自动化程度高，降低了劳动强度和人力资源成本，提高了充放电效率、可靠性和充放电质量，有效延长飞机机载电瓶的使用寿命，填补国内该飞机机载电瓶自动化充放电技术的空白的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，包括有：

处理器，用于控制充电机主机和放电机主机对飞机机载电瓶进行充放电；

电瓶参数输入单元，用于向处理器输入不同型号飞机机载电瓶充放电的参数设置；

电流电压传感器，用于监控充电机主机和放电机主机的充放电电流和电压，为处理器的电压、电流控制提供反馈信号，以便进行精确充放电控制；

充电机主机和放电机主机，与飞机机载电瓶的正极板和负极板电连接；

而且所述电瓶参数输入单元、电流电压传感器、充电机主机和放电机主机均与处理器导通连接。

进一步地，所述电流电压传感单元包括电压采集电路模块和电流采集电路模块；其中，

所述电压采集电路模块包括霍尔电压传感器U1、前端负载电阻RA、后端负载电阻RB和运算放大器模组U2；所述霍尔电压传感器U1的输出端连接在充电机主机的输出端上，输出端与运算放大器模组U2的输入端连接，所述运算放大器模组U2的输出端与处理器导通连接，而且所述霍尔电压传感器U1输入端和输出端还分别设有前端负载电阻RA和后端负载电阻RB；

所述电流采集电路模块包括直流电流传感器，其输入端连接在充电机主机的输出端上，输出端与处理器导通连接。

进一步地，所述霍尔电压传感器U1是磁平衡式霍尔电压传感器，其采用+15V和-15V双电源供电；所述直流电流传感器是高精度直流大电流传感器。

进一步地，本系统还包括有温度检测单元，所述温度检测单元安装在飞机机载电瓶的外侧表面，并与处理器导通连接，用于实时检测充电过程中飞机机载电瓶的温度、并传送给处理器，所述处理器根据飞机机载电瓶的实时温度控制充电机主机断开充电和恢复充电。

进一步地，本系统还包括有液位检测单元，所述液位检测单元设于飞机机载电瓶内，并与处理器导通连接，用于充电开始时实时监测飞机机载电瓶的电解液液面高度，将检测结果传送至处理器。

进一步地，所述温度检测单元是温度开关，所述液位检测单元是液位开关。

进一步地，所述液位检测单元是浮子式开关，当飞机机载电瓶的电解液液面高度低于规定水平时，浮子式开关打开、并向处理器发出低位信号，处理器控制充电机主机停止向飞机机载电瓶充电。

进一步地，本系统还包括有警报单元，所述警报单元包括有扩音器和音频信号放大器，所述音频信号放大器的输入端和输出端分别与处理器和扩音器导通连接。

进一步地，所述处理器采用STM32F103C8T6处理芯片，所述电瓶参数输入单元是触控屏，所述STM32F103C8T6处理芯片的第10、11、12、13脚与电流电压传感单元的输出端连接，第14、15、16、17脚分别与触控屏的控制芯片连接，第29、30脚分别与温度检测单元、液位检测单元连接，第18、19、20、39、40、41、42脚分别与充电机主机的通断控制电路、充电机主机的电压控制电路、充电机主机的电流控制电路、放电机主机的通断控制电路、放电机主机的电压控制电路、放电机主机的电流控制电路及警报单元连接。

进一步地，本系统还包括有影像采集单元和远程监控终端，所述影像采集单元与处理器导通连接，所述远程监控终端通过局域网或互联网与理器导通连接，实现远程监控。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，即可自动对飞机机载电瓶进行充放电，使得飞机机载电瓶在充放电过程中可以自动准确进行各个阶段的转段工作，既提高了电瓶的充放电控制精度，又提高了飞机机载电瓶的使用寿命，同时也可以实现飞机机载电瓶充放电过程的全阶段无人看守，解放了劳动力和降低劳动强度，自动化程度高，降低了人力资源成本，提高飞机机载电瓶的充放电效率、可靠性和充放电质量，安全性高，填补国内该飞机机载电瓶自动化充放电技术的空白，并走出一条自主创新的研发之路。

附图说明

图1是本发明所述一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统实施例的原理结构示意框图；

图2是本发明所述一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统实施例中处理器的结构示意图；

图3是本发明所述一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统实施例中电流电压传感器的电压采集电路模块的结构示意图；

图4是本发明所述一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统实施例中电流电压传感器的电流采集电路模块的结构示意图；

图5是本发明所述一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统实施例中警报单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图5中所示：

本发明实施例提供了一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，包括有处理器1、电瓶参数输入单元2、电流电压传感器3、充电机主机4和放电机主机5；所述处理器1主要用于控制充电机主机4和放电机主机5对飞机机载电瓶进行充放电，包括控制充电机主机4和放电机主机5开始、中断、恢复和完成等充放电操作；所述电瓶参数输入单元2主要用于向处理器1输入不同型号飞机机载电瓶充放电的参数设置；所述电流电压传感器3用于监控充电机主机4和放电机主机5的充放电电流和电压，为处理器1的电压、电流控制提供反馈信号，以便进行精确充放电控制；所述充电机主机4和放电机主机5，与飞机机载电瓶的正极板和负极板电连接，主要用于对飞机机载电瓶进行充电和放电；而且电瓶参数输入单元2、电流电压传感器3、充电机主机4和放电机主机5均与处理器1导通连接。

其中，所述处理器1可以采用STM32F103C8T6处理芯片，所述电瓶参数输入单元2是触控屏，所述STM32F103C8T6处理芯片的第10、11、12、13脚与电流电压传感单元3的输出端连接，第14、15、16、17脚分别与触控屏的控制芯片连接，第18、19、20、39、40、41脚分别与充电机主机4的通断控制电路、充电机主机4的电压控制电路、充电机主机4的电流控制电路、放电机主机5的通断控制电路、放电机主机5的电压控制电路、放电机主机5的电流控制电路连接。所述电流电压传感单元3包括电压采集电路模块31和电流采集电路模块32；所述电压采集电路模块31包括霍尔电压传感器U1、前端负载电阻RA、后端负载电阻RB和运算放大器模组U2；所述霍尔电压传感器U1可以是磁平衡式霍尔电压传感器，并采用+15V和-15V双电源供电，其输出端连接在充电机主机4的输出端上，输出端与运算放大器模组U2的输入端连接，所述运算放大器模组U2的输出端与处理器1导通连接，而且霍尔电压传感器U1输入端和输出端还分别设有前端负载电阻RA和后端负载电阻RB；所述电流采集电路模块32包括直流电流传感器，所述直流电流传感器可以是高精度直流大电流传感器(如武汉仪表公司生产的HD系列高精度直流大电流传感器)，其输入端连接在充电机主机4的输出端上，输出端与处理器1导通连接。

本发明所述飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统使用时，首先将飞机机载电瓶连接到充电机主机4和放电机主机5上，然后通过电瓶参数输入单元2输入该型号飞机机载电瓶的充放电参数，完成充电设置，最后处理器1根据设置好的充放电参数控制充电机主机4和放电机主机5对飞机机载电瓶进行充电、放电；而且在充放电过程，电流电压传感单元3实时采集充放电的电流和电压反馈至处理器1(其中电压采集电路模块31的运算放大器模组U2对霍尔电压传感器U1输出的信号进行放大，便于处理器1能够进行A/D变换，电流采集电路模块32的直流电流传感器321的W2有足够的匝数，便可以得到较小的I2电流，并可用I2表示I1相应的数值，I2数值较小，便于直接进行精密测量，测量精度高。)，便可精确控制充放电。

这样，通过本发明所述飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统即可自动对飞机机载电瓶进行充放电，使得飞机机载电瓶在充放电过程中可以自动准确进行各个阶段的转段工作，既提高了电瓶的充放电控制精度，又提高了飞机机载电瓶的使用寿命，同时也可以实现飞机机载电瓶充放电过程的全阶段无人看守，解放了劳动力和降低劳动强度，自动化程度高，降低了人力资源成本，提高飞机机载电瓶的充放电效率、可靠性和充放电质量，填补国内该飞机机载电瓶自动化充放电技术的空白，并走出一条自主创新的研发之路。

作为本发明一优选方案，本飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统还包括有温度检测单元6，所述温度检测单元6可以是温度开关，安装在飞机机载电瓶的外侧表面，并与处理器1导通连接，主要用于实时检测充电过程中飞机机载电瓶的温度、并传送给处理器1，所述处理器1根据飞机机载电瓶的实时温度控制充电机主机4断开充电和恢复充电；例如：当温度开关检测到飞机机载电瓶的实时温度达到40℃时，处理器1即控制充电机主机4断开充电，以保护飞机机载电瓶，当温度开关检测到飞机机载电瓶的实时温度降到40℃以下时，处理器1控制充电机主机4恢复继续充电。

同时，本飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统还包括有液位检测单元7，所述液位检测单元7可以是液位开关，设于飞机机载电瓶内，并与处理器1导通连接，主要用于充电开始时实时监测飞机机载电瓶的电解液液面高度，将检测结果传送至处理器1；例如：所述液位检测单元7是浮子式开关，当飞机机载电瓶的电解液液面高度低于规定水平时，浮子式开关打开、并向处理器1发出低位信号，处理器1控制充电机主机4停止向飞机机载电瓶充电。

另外，本飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统还包括有警报单元8，所述警报单元8包括有扩音器81和音频信号放大器82，所述音频信号放大器82的输入端和输出端分别与处理器1和扩音器81导通连接。处理器1(即STM32F103C8T6处理芯片)的第29、30脚分别与温度检测单元6、液位检测单元7连接，第42脚分别与警报单元8连接。

这样，本发明所述飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统在充电过程同时自动对飞机机载电瓶的温度和单体电瓶液面进行实时检测，以便处理器1控制充电机主机4进行充电中断、充电恢复和充电关闭控制，进一步提高飞机机载电瓶的充电效率、可靠性和充电质量，安全性更高，实现了机载电瓶的完全意义上的自动化充放电功能。

作为本发明又一优选方案，本飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统还包括有影像采集单元9和远程监控终端10；所述影像采集单元9可以是摄像头，其与处理器1导通连接，主要用于实时拍摄充放电现场情况；所述远程监控终端10可以是远程监控服务器，其通过局域网或互联网与理器1导通连接，实现远程监控。这样，本系统即可对飞机机载电瓶充放电现场进行视频监控、视频录制、视频回放等，主要用于出现异常现象是对故障的排除和留证；而且通过远程监控终端10即可实现对充放电过程进行远程监控，以及在出现紧急情况时通过远程监控终端10切断充放电系统电源，避免更大事故的发生；同时实现对飞机机载电瓶充放电过程的精确控制，又进一步提高了飞机机载电瓶的充放电质量和延长了飞机机载电瓶的使用寿命。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于，包括有：

处理器(1)，用于控制充电机主机(4)和放电机主机(5)对飞机机载电瓶进行充放电；

电瓶参数输入单元(2)，用于向处理器(1)输入不同型号飞机机载电瓶充放电的参数设置；

电流电压传感单元(3)，用于监控充电机主机(4)和放电机主机(5)的充放电电流和电压，为处理器(1)的电压、电流控制提供反馈信号，以便进行精确充放电控制；

充电机主机(4)和放电机主机(5)，与飞机机载电瓶的正极板和负极板电连接；

而且所述电瓶参数输入单元(2)、电流电压传感单元(3)、充电机主机(4)和放电机主机(5)均与处理器(1)导通连接。

2.根据权利要求1所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：所述电流电压传感单元(3)包括电压采集电路模块(31)和电流采集电路模块(32)；其中，

所述电压采集电路模块(31)包括霍尔电压传感器U1、前端负载电阻RA、后端负载电阻RB和运算放大器模组U2；所述霍尔电压传感器U1的输出端连接在充电机主机(4)的输出端上，输出端与运算放大器模组U2的输入端连接，所述运算放大器模组U2的输出端与处理器(1)导通连接，而且所述霍尔电压传感器U1输入端和输出端还分别设有前端负载电阻RA和后端负载电阻RB；

所述电流采集电路模块(32)包括直流电流传感器，其输入端连接在充电机主机(4)的输出端上，输出端与处理器(1)导通连接。

3.根据权利要求2所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：所述霍尔电压传感器U1是磁平衡式霍尔电压传感器，其采用+15V和-15V双电源供电；所述直流电流传感器是高精度直流大电流传感器。

4.根据权利要求1或2或3所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：本系统还包括有温度检测单元(6)，所述温度检测单元(6)安装在飞机机载电瓶的外侧表面，并与处理器(1)导通连接，用于实时检测充电过程中飞机机载电瓶的温度、并传送给处理器(1)，所述处理器(1)根据飞机机载电瓶的实时温度控制充电机主机(4)断开充电和恢复充电。

5.根据权利要求4所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：本系统还包括有液位检测单元(7)，所述液位检测单元(7)设于飞机机载电瓶内，并与处理器(1)导通连接，用于充电开始时实时监测飞机机载电瓶的电解液液面高度，将检测结果传送至处理器(1)。

6.根据权利要求5所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：所述温度检测单元(6)是温度开关，所述液位检测单元(7)是液位开关。

7.根据权利要求6所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：所述液位检测单元(7)是浮子式开关，当飞机机载电瓶的电解液液面高度低于规定水平时，浮子式开关打开、并向处理器(1)发出低位信号，处理器(1)控制充电机主机(4)停止向飞机机载电瓶充电。

8.根据权利要求5所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：本系统还包括有警报单元(8)，所述警报单元(8)包括有扩音器(81)和音频信号放大器(82)，所述音频信号放大器(82)的输入端和输出端分别与处理器(1)和扩音器(81)导通连接。

9.根据权利要求8所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：所述处理器(1)采用STM32F103C8T6处理芯片，所述电瓶参数输入单元(2)是触控屏，所述STM32F103C8T6处理芯片的第10、11、12、13脚与电流电压传感单元(3)的输出端连接，第14、15、16、17脚分别与触控屏的控制芯片连接，第29、30脚分别与温度检测单元(6)、液位检测单元(7)连接，第18、19、20、39、40、41、42脚分别与充电机主机(4)的通断控制电路、充电机主机(4)的电压控制电路、充电机主机(4)的电流控制电路、放电机主机(5)的通断控制电路、放电机主机(5)的电压控制电路、放电机主机(5)的电流控制电路及警报单元(8)连接。

10.根据权利要求1或2或3或5或6或7所述的飞机机载电瓶自动化充放电机控制系统，其特征在于：本系统还包括有影像采集单元(9)和远程监控终端(10)，所述影像采集单元(9)与处理器(1)导通连接，所述远程监控终端(10)通过局域网或互联网与理器(1)导通连接，实现远程监控。