CN108693482B - 一种基于物联网的多路电源实时监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的多路电源实时监测系统，所述电源为动力电池，该系统采用分布式系统结构，包括数据服务器、电子看板上位机、MES上位机、分布式设置的多个BTS测试上位机，每个所述BTS测试上位机通过交换机与多个BTS测试仪连接，所述数据服务器、电子看板上位机、MES上位机通过物联网络与所述多个BTS测试上位机连接。本发明按照批量化电池测试对数据采集的要求，采用分布式系统结构，同时可支持多达数百路测试数据的采集，系统通过分布式消息队列和高速分布式数据流处理引擎来保证批量数据采集的可靠性和完整性。通过分布式的存储引擎来保证批量数据安全性和有效性。
Description
技术领域
本发明涉及电子电气技术领域，具体涉及一种基于物联网的多路电源实时监测系统。
背景技术
随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池需求出现了爆发式增长态势，作为动力电池的验证测试装备的动力电池组综合测试设备已广泛应用于动力电池组的生产制造，现有测试设备存在体重大，电流响应时间慢，能量不能有效管理及分配等缺陷，不能适应大规模生产检测的需要，因此设备轻量化，提高电流动态响应时间，有效的能量管理及分配，大数据分析及管理等技术是动力电池组检测设备在新能源领域大规模生产检测应用的发展趋势。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于物联网的多路电源实时监测系统，以实现大批量的动力电池组检测数据的采集分析和管理。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于物联网的多路电源实时监测系统，所述电源为动力电池，该系统采用分布式系统结构，包括数据服务器、电子看板上位机、MES上位机、分布式设置的多个BTS测试上位机，每个所述BTS测试上位机通过交换机与多个BTS测试仪连接，所述数据服务器、电子看板上位机、MES上位机通过物联网络与所述多个BTS测试上位机连接。
进一步，该系统还包括多个数据备份服务器，所述数据备份服务器通过网络与所述数据服务器连接，用于节点数据互备份。
进一步，所述BTS测试仪包括第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、数字控制器、主功率板、从功率板、整流单元和直流变换单元；所述第一电压传感器用于采集动力电池充电时三相交流电的进线电压或放电时的三相交流输出电压；所述第一电流触感器用于采集动力电池充电时三相交流电的进线电流或放电时的输出电流；所述第二电压传感器用于采集动力电池充电时整流单元输出的直流电压或放电时输入整流单元的直流电压；第二电流传感器用于采集动力电池充电时直流变换单元的输出电流或放电时直流变换单元的输入电流；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器通过CAN总线与所述数字控制器电连接，上传采集的电流电压数据；所述数字控制器分别通过所述主功率板和从功率板控制所述整流单元和所述直流变换单元，所述数字控制器通过CAN总线与所述BTS测试上位机电连接；所述整流单元与外部交流电网连接，所述整流单元的输出与直流母线连接，所述直流变换单元的输入端与直流母线连接，输出端与动力电池连接。
进一步，所述整流单元为基于IGBT构建的双向AC-DC模块，其中IGBT中的各个三极管均并联有一二极管，所述二极管的阴极和阳极分别与所述三极管的集电极和发射极连接，所述IGBT中的各个三极管的基极与所述主功率板电连接；所述直流变换单元为基于IGBT构建的双向DC-DC模块，其中IGBT中的各个三极管均并联有一二极管，所述二极管的阴极和阳极分别与所述三极管的集电极和发射极连接，所述IGBT中的各个三极管的基极与所述从功率板电连接。
进一步，所述BTS测试仪还包括设置在整流单元和直流变换单元之间的储能单元，所述储能单元包括由多个电容器构成的储能模块，所述电容器的两端连接在直流母线端，保证充放电过程中直流母线电压稳定。
进一步，所述BTS测试仪还包括控制电源输入模块，所述控制电源输入模块外接220VAC，并分别与所述数字控制器、主功率板、从功率板连接，用于为所述数字控制器、主功率板、从功率板供电。
本发明的有益效果是：
本发明按照批量化电池测试对数据采集的要求，采用分布式系统结构，同时可支持多达数百路测试数据的采集，系统通过分布式消息队列和高速分布式数据流处理引擎来保证批量数据采集的可靠性和完整性。通过分布式的存储引擎来保证批量数据安全性和有效性。
拥有分布式系统结构，在不改变原有系统结构和数据存储的情况下，能够方便、快速、安全的进行扩展，满足海量测试数据存储的需求；大数据集中管理系统同时采用多重服务器节点互备份的机制，在个别服务器完全损坏的情况下，数据也不会丢失，以及个别服务器节点无法正常使用的情况下，整个系统依然可用；可不间断的持续采集存储数据和提供数据查询服务。当发现个别服务器节点无法正常时候以后，系统可支持不停机维修服务。
附图说明
图1为本发明系统网络结构图；
图2为本发明BTS测试仪原理结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1图2所示，一种基于物联网的多路电源实时监测系统，所述电源为动力电池，该系统采用分布式系统结构，包括数据服务器、电子看板上位机、MES上位机、分布式设置的多个BTS测试上位机，每个所述BTS测试上位机通过交换机与多个BTS测试仪连接，所述数据服务器、电子看板上位机、MES上位机通过物联网络与所述多个BTS测试上位机连接。
进一步，该系统还包括多个数据备份服务器，所述数据备份服务器通过网络与所述数据服务器连接，用于节点数据互备份。
进一步，所述BTS测试仪包括第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、数字控制器、主功率板、从功率板、整流单元和直流变换单元；所述第一电压传感器用于采集动力电池充电时三相交流电的进线电压或放电时的三相交流输出电压；所述第一电流触感器用于采集动力电池充电时三相交流电的进线电流或放电时的输出电流；所述第二电压传感器用于采集动力电池充电时整流单元输出的直流电压或放电时输入整流单元的直流电压；第二电流传感器用于采集动力电池充电时直流变换单元的输出电流或放电时直流变换单元的输入电流；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器通过CAN总线与所述数字控制器电连接，上传采集的电流电压数据；所述数字控制器分别通过所述主功率板和从功率板控制所述整流单元和所述直流变换单元，所述数字控制器通过CAN总线与所述BTS测试上位机电连接；所述整流单元与外部交流电网连接，所述整流单元的输出与直流母线连接，所述直流变换单元的输入端与直流母线连接，输出端与动力电池连接。
进一步，所述整流单元为基于IGBT构建的双向AC-DC模块，其中IGBT中的各个三极管均并联有一二极管，所述二极管的阴极和阳极分别与所述三极管的集电极和发射极连接，所述IGBT中的各个三极管的基极与所述主功率板电连接；所述直流变换单元为基于IGBT构建的双向DC-DC模块，其中IGBT中的各个三极管均并联有一二极管，所述二极管的阴极和阳极分别与所述三极管的集电极和发射极连接，所述IGBT中的各个三极管的基极与所述从功率板电连接。
进一步，所述BTS测试仪还包括设置在整流单元和直流变换单元之间的储能单元，所述储能单元包括由多个电容器构成的储能模块，所述电容器的两端连接在直流母线端，保证充放电过程中直流母线电压稳定。
进一步，所述BTS测试仪还包括控制电源输入模块，所述控制电源输入模块外接220VAC，并分别与所述数字控制器、主功率板、从功率板连接，用于为所述数字控制器、主功率板、从功率板供电。
本发明的有益效果是：
充放电性能测试集中管理模式主要是针对批量化生产企业设计的一款数据高度集中监控系统，动力电池规模化生产已成为新能源发展的趋势，按照批量化电池测试对数据采集的要求，集中管理监控系统架构采用分布式系统结构，同时可支持多达数百路测试数据的采集，系统通过分布式消息队列和高速分布式数据流处理引擎来保证批量数据采集的可靠性和完整性。通过分布式的存储引擎来保证批量数据安全性和有效性。
拥有分布式系统结构，在不改变原有系统结构和数据存储的情况下，能够方便、快速、安全的进行扩展，满足海量测试数据存储的需求；大数据集中管理系统同时采用多重服务器节点互备份的机制，在个别服务器完全损坏的情况下，数据也不会丢失，以及个别服务器节点无法正常使用的情况下，整个系统依然可用；可不间断的持续采集存储数据和提供数据查询服务。当发现个别服务器节点无法正常时候以后，系统可支持不停机维修服务。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于物联网的多路电源实时监测系统，所述电源为动力电池，其特征在于，该系统采用分布式系统结构，包括数据服务器、电子看板上位机、MES上位机、分布式设置的多个BTS测试上位机，每个所述BTS测试上位机通过交换机与多个BTS测试仪连接，所述数据服务器、电子看板上位机、MES上位机通过物联网络与所述多个BTS测试上位机连接；
所述BTS测试仪包括第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器、数字控制器、主功率板、从功率板、整流单元和直流变换单元；所述第一电压传感器用于采集动力电池充电时三相交流电的进线电压或放电时的三相交流输出电压；所述第一电流触感器用于采集动力电池充电时三相交流电的进线电流或放电时的输出电流；所述第二电压传感器用于采集动力电池充电时整流单元输出的直流电压或放电时输入整流单元的直流电压；第二电流传感器用于采集动力电池充电时直流变换单元的输出电流或放电时直流变换单元的输入电流；所述第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器通过CAN总线与所述数字控制器电连接，上传采集的电流电压数据；所述数字控制器分别通过所述主功率板和从功率板控制所述整流单元和所述直流变换单元，所述数字控制器通过CAN总线与所述BTS测试上位机电连接；所述整流单元与外部交流电网连接，所述整流单元的输出与直流母线连接，所述直流变换单元的输入端与直流母线连接，输出端与动力电池连接。
2.根据权利要求1所述一种基于物联网的多路电源实时监测系统，其特征在于，该系统还包括多个数据备份服务器，所述数据备份服务器通过网络与所述数据服务器连接，用于节点数据互备份。
3.根据权利要求1所述一种基于物联网的多路电源实时监测系统，其特征在于，所述整流单元为基于IGBT构建的双向AC-DC模块，其中IGBT中的各个三极管均并联有一二极管，所述二极管的阴极和阳极分别与所述三极管的集电极和发射极连接，所述IGBT中的各个三极管的基极与所述主功率板电连接；所述直流变换单元为基于IGBT构建的双向DC-DC模块，其中IGBT中的各个三极管均并联有一二极管，所述二极管的阴极和阳极分别与所述三极管的集电极和发射极连接，所述IGBT中的各个三极管的基极与所述从功率板电连接。
4.根据权利要求3所述一种基于物联网的多路电源实时监测系统，其特征在于，所述BTS测试仪还包括设置在整流单元和直流变换单元之间的储能单元，所述储能单元包括由多个电容器构成的储能模块，所述电容器的两端连接在直流母线端，保证充放电过程中直流母线电压稳定。
5.根据权利要求4所述一种基于物联网的多路电源实时监测系统，其特征在于，所述BTS测试仪还包括控制电源输入模块，所述控制电源输入模块外接220VAC，并分别与所述数字控制器、主功率板、从功率板连接，用于为所述数字控制器、主功率板、从功率板供电。
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