CN108445411A - 一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统 - Google Patents

一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统 Download PDF

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梁炜
张景哲
文武
周欣
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Changsha Danfenrui Electrical Technology Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC

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Abstract

本发明公开了一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，包括蓄电池、采集器、云端服务器、主控器和PC端，所述蓄电池输出端与采集器输入端电性连接，所述采集器输出端与主控器输入端电性连接，所述主控器输出端与云端服务器输入端通过局域网连接。全面的电压、电流、温度、内阻、容量在线监测，实时报警；可USB离线供电并通过专用上位机启动测量，实现数据采集，方便日常维护；大容量的数据存储，智能数据分析，对蓄电池寿命进行预计；灵活的数据传输模式，适应车载上多样化的传输途径；可靠的云端服务支持，基于大数据的智能健康数据算法分析。

Description

一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统
技术领域
本发明涉及监测技术领域，尤其涉及一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统。
背景技术
近年来，随着蓄电池的广泛应用，电池的健康状况、使用安全和使用寿命也越来越受到用户的关注，对于轨道交通行业，车载蓄电池的在线健康状态也直接影响到行车安全，影响到用户的使用维护成本，本发明专利旨在通过对电池的电压、充放电电流、电池温度、电池内阻、容量等进行准确检测，并结合软件算法，实现对电池健康状况进行实时在线监测，对电池的使用寿命进行可靠预计，为用户提供电池的安全可靠运用提供依据。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，包括蓄电池、采集器、云端服务器、主控器和PC端，所述蓄电池输出端与采集器输入端电性连接，所述采集器输出端与主控器输入端电性连接，所述主控器输出端与云端服务器输入端通过局域网连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述云端服务器输出端与手机输入端通过4G或Wi-Fi网络连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述采集器由电压检测器、电流检测器、温度检测器和电阻检测器组成，且电压检测器、电流检测器、温度检测器和电阻检测器输出端均与采集器中的MCU中央处理器电性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述主控器与PC端电性连接。
本发明中，(1)全面的电压、电流、温度、内阻、容量在线监测，实时报警；
(2)可USB离线供电并通过专用上位机启动测量，实现数据采集，方便日常维护；
(3)大容量的数据存储，智能数据分析，对蓄电池寿命进行预计；
(4)灵活的数据传输模式，适应车载上多样化的传输途径；
(5)可靠的云端服务支持，基于大数据的智能健康数据算法分析。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统的工作流程框图；
图2为本发明采集器的工作流程框图；
图例说明：
1-蓄电池、2-采集器、3-云端服务器、4-手机、5-主控器、6-PC端、7-电压检测器、8-电流检测器、9-温度检测器、10-电阻检测器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，包括蓄电池、采集器、云端服务器、主控器和PC端，蓄电池输出端与采集器输入端电性连接，采集器输出端与主控器输入端电性连接，主控器输出端与云端服务器输入端通过局域网连接。
云端服务器输出端与手机输入端通过4G或Wi-Fi网络连接，采集器由电压检测器、电流检测器、温度检测器和电阻检测器组成，且电压检测器、电流检测器、温度检测器和电阻检测器输出端均与采集器中的MCU中央处理器电性连接，主控器与PC端电性连接。
主控器：主控器具有对蓄电池总电压、充放电电流监控、数据存储与处理、对外通讯中转等功能，由高性能的ARM处理器、电源电路。
通讯电路(包括4G、Wi-Fi、以太网、MVB、RS485)、测试单元和存储单元等组成，通过RS485或Zigbee实现与采集器的通讯，通过4G或Wi-Fi实现与云端服务器的通讯，通过MVB、RS485、MVB等实现与车辆网络系统的通讯，同时还具备两路硬件干节点输出通道。测量电池组总电压、电流的功能。
采集器：模块主要完成对蓄电池单体的电压、开路电压、负极温度、内阻参数的监测与测量，采集器采用Zigbee技术无线自组网与主控器通讯，在接收到主控模块发出的测试命令后即启动相应测试，测试完成以数据的形式返回给主控模块。特别的采用数字式蓄电池负极取样温度方案，能采集到每节电池内部最真实的运行温度，创新的四线制内阻测量算法提供了精准的蓄电池阻抗监测。
PC端：专门配套设计的上位机软件能够实现对历史数据的下载和解析，实现对系统监测预警的保护阀值的设定，对系统监测参数的时间间隔设定，同时具备对数据库的解析功能等。
云端服务：蓄电池智能监测系统提供一整套云服务解决方案，包括无线传输硬件、云端服务器搭建、云端智能算法、移动端APP，让客户轻松获取设备在线状态共享、设备运行位置定位、大数据建立及系统数据分析优化等
工作原理：车载智能蓄电池健康监控系统主要由主控器、采集器、电流传感器及云端服务器构成，采集器通过RS485或Zigbee无线组网技术实现多个节点与主控器进行数据通讯，在列车正常运行蓄电池处于工作状态时，主控制器控制采集器启动对每个蓄电池单的电压、电流、温度、内阻和容量进行测量，并经RS485或Zigbee将采集获得的数据回传并记录到主控器，主控器同时通过4G或Wi-Fi将获取的数据上传云端服务器。
通过专用的软件可对主控制器内部的数据或云端服务器数据进行分析，以实时了解电池的健康状态，通过对云端大数据的分析，能够直接了解电池长期运行状态、内阻和容量衰减分析，预测电池寿命等，同时能通过对大数据的分析，为电池的智能充电提供数据支持和控制策略。
主控制器对蓄电池的总电流进行采集和记录，在蓄电池处于离线状态时，可通过PC端提供电源启动对电池的参数监测，同步实现离线状态下，对每节电池间体的开路电源的测量与记录，彻底告别了用户需要使用其他仪表烦琐的日常维护工作。
主控制器通过4G或Wi-Fi网络实现与云端服务的对接，通过云端界面或手机客户端，能够实时了解所有电池在线运行状态呈现、参数监测、故障信息呈现等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，包括蓄电池(1)、采集器(2)、云端服务器(3)、主控器(5)和PC端(6)，其特征在于，所述蓄电池(1)输出端与采集器(2)输入端电性连接，所述采集器(2)输出端与主控器(5)输入端电性连接，所述主控器(5)输出端与云端服务器(3)输入端通过局域网连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，其特征在于，所述云端服务器(3)输出端与手机(4)输入端通过4G或Wi-Fi连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，其特征在于，所述采集器(2)由电压检测器(7)、电流检测器(8)、温度检测器(9)和电阻检测器(10)组成，且电压检测器(7)、电流检测器(8)、温度检测器(9)和电阻检测器(10)输出端均与采集器(2)中的MCU中央处理器电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型的车载智能蓄电池健康监测系统，其特征在于，所述主控器(5)与PC端(6)电性连接。
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