CN218085171U - 一种轨道交通用蓄电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要涉及轨道交通领域。为了解决不同的车辆对于蓄电池的要求不相同，所使用的蓄电池组容量和放电能力差异较大，因此在监控蓄电池的状态时需要结合具体场景来调整蓄电池监控系统电路的问题，本实用新型提供一种轨道交通用蓄电池管理系统；本实用新型所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统采用主从结构，从控板通过单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块采集蓄电池模组中单体蓄电池的电压和模组温度，并通过CAN总线汇总给主控板，同时主控板监测蓄电池主回路的电流值以及车内有毒有害气体的含量，与列车主控进行通讯。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及轨道交通领域，尤其是涉及一种轨道交通用蓄电池管理系统。
背景技术
随着轨道交通技术的发展，越来越多的轨道交通车辆采用锂电池对整车进行供电。锂电池用于轨道交通车辆，通常需要多只锂电池组成锂电池组，将锂电池组置于具有一定密封防火性能的蓄电池箱体内，由锂电池本身特性决定的，在使用过程中需对每一只锂电池的状态进行监控，以防止锂电池出现过充电、过放电及热失控的情况。并且由于车辆的电气控制需求，BMS还需要直接控制车辆上的继电器。由于轨道交通车辆电压较高，电容量要求较大，整个蓄电池箱常常需要上百节电池串联并联，因此为了保持蓄电池的放电能力，BMS还需要能够均衡蓄电池单体的电压，从而保持蓄电池的一致性。数量众多的电池为了散热使得蓄电池箱较大，电池分布较散，因此BMS通常采用主—从式架构，从控器负责采集蓄电池单体的状态数据，主控器汇总所有电池数据并与整车通讯系统进行通信。在整车通讯中，轨道交通车辆使用通讯方式较多，常用的有RS485、CAN、MVB、TRDP通讯，而BMS主控器如果将所有通讯方式涵盖，则主控板体积不利于BMS铺设。同时各个车辆对蓄电池需求不一样，因此所使用的蓄电池容量和放电能力也有较大差异，对于蓄电池的监控通常需要结合具体应用场景来调整电路。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题：
解决不同的车辆对于蓄电池的要求不相同，所使用的蓄电池组容量和放电能力差异较大，因此在监控蓄电池的状态时需要结合具体场景来调整蓄电池监控系统电路，操作繁琐、电路成本高的问题。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种轨道交通用蓄电池管理系统，所述系统包括主控板和多个从控板；所述主控板和所述多个从控板连接；
所述主控板包括第一电源模块、第一MCU、第一通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO模块、总电流检测模块和总电压检测模块；所述第一电源模块用于为主控板供电；所述第一MCU与第一通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO模块、总电流检测模块和总电压检测模块相连；
所述从控板包括第二电源模块、第二MCU、第二通讯模块、单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块；所述第二电源模块用于为从控板供电；所述第二MCU与第二通讯模块、单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块相连。
进一步的，所述主控板和多个从控板通过CAN总线相连。
进一步的，所述第一通讯模块包括两块数字隔离、CAN模块、RS485模块；第一MCU通过其中一块数字隔离和CAN模块相连，通过另一块数字隔离和RS485模块相连。
进一步的，所述DI模组包含多个DI接口。
进一步的，所述第二通讯模块包括数字隔离和CAN模块，电源模块与数字隔离和CAN 模块相连，CAN模块通过数字隔离和第二MCU相连。
进一步的，所述主控板通过CAN总线或RS485串行总线与列车主控进行通讯。
进一步的，所述主控板预留有CAN接口，用于通过CAN转MVB模块或CAN转TRDP 模块与列车主控进行通讯。
本实用新型的有益效果：
本实用新型诉所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，可适配于各种电压等级和不同控制要求的列车电源系统，不再需要为每个不同的列车设计单独的蓄电池管理系统，通过本实用新型所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统不仅可以对蓄电池组的电池状况进行监测，同时还能检测列有毒有害气体，能极大地提高列车运行的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例中主控板的功能示意图。
图2为本实用新型实施例中从控板的功能示意图。
图3为本实用新型所述一种轨道交通用蓄电池管理系统的网络拓扑图。
具体实施方式
本实用新型所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统采用主从结构，从控板通过单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块采集蓄电池模组中单体蓄电池的电压和模组温度，并通过CAN总线汇总给主控板，同时主控板监测蓄电池主回路的电流值以及车内有毒有害气体的含量，与列车主控进行通讯。
实施例：
从控板安装在蓄电池模组附近，以便于对蓄电池的状态信息进行采集；如图2所示，从控板中包括电源模块、MCU模块、数字隔离、CAN模块、单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块；电源模块与MCU模块、数字隔离、CAN模块、单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块相连，为其供电；CAN模块通过数字隔离与MCU相连，通过CAN 总线将数据汇总给主控板；MCU还与单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块相连，控制电池模组温度检测模块对蓄电池模组温度进行读取和单体电池电压检测模块对单体电池电压的检测。
如图1所示，主控板中包括电源模块、MCU、通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO 模块、总电流检测模块和总电压检测模块；主控板中电源模块与MCU、通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO模块、电流检测模块和电压检测模块相连，为其提供电源保证；MCU与通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO模块、电流检测模块和电压检测模块相连，控制相关指令的传输；
通讯模块中包括两块数字隔离、CAN模块和RS485模块，MCU通过其中一块数字隔离与CAN模块相连，通过另一块数字隔离与RS485模块相连，主控板可通过CAN或RS485通讯将分析数据传输给列车主控；同时，如图3所示，主控板上还预留了接口可连接CAN—MVB 和CAN—TRDP模块，对于需要MVB或TRDP通讯的整车网络，可通过外接CAN转MVB 或CAN转TRDP模块进行通讯，以此来适配大多数轨道交通车辆；
总电流检测模块可外接霍尔型电流传感器来采集蓄电池主回路的电流值；总电压检测模块检测蓄电池主回路的电压值；DI模组中包括多个DI口，可通过DI口硬线信号来连接有毒有害气体检测装置、烟雾探测器和火灾报警装置等；通过DO模块可使主控器对继电器进行控制，从而控制蓄电池主回路接触器来控制蓄电池系统的使用或切断；如图3所示，主控板收集各个从控板采集的单只电池电压和蓄电池模组温度数据，在MCU中对这些数据进行分析和整理，最后将处理后的数据和蓄电池诊断状态通过CAN或者RS485通讯传出到列车主控(整车/CCU/TCMS/BCU)，并生成历史数据存储在数据储存模块中。
用户在对不同的列车电池系统进行监测时，只需要根据列车电压等级及单体蓄电池组的组数，启用合适个数的从控板就能对不同列车电池系统的状态进行监测，并且能同时检测列车中的有毒有害气体等。
Claims (7)
1.一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述系统包括主控板和多个从控板；
所述主控板和所述多个从控板连接；
所述主控板包括第一电源模块、第一MCU、第一通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO模块、总电流检测模块和总电压检测模块；所述第一电源模块用于为主控板供电；所述第一MCU与第一通讯模块、数据存储模块、DI模组、DO模块、总电流检测模块和总电压检测模块相连；
所述从控板包括第二电源模块、第二MCU、第二通讯模块、单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块；所述第二电源模块用于为从控板供电；所述第二MCU与第二通讯模块、单体电池电压检测模块和电池模组温度检测模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述主控板和多个从控板通过CAN总线相连。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述第一通讯模块包括两块数字隔离、CAN模块、RS485模块；第一MCU通过其中一块数字隔离和CAN模块相连，通过另一块数字隔离和RS485模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述DI模组包含多个DI接口。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述第二通讯模块包括数字隔离和CAN模块，电源模块与数字隔离和CAN模块相连，CAN模块通过数字隔离和第二MCU相连。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述主控板通过CAN总线或RS485串行总线与列车主控进行通讯。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种轨道交通用蓄电池管理系统，其特征在于，所述主控板预留有CAN接口，用于通过CAN转MVB模块或CAN转TRDP模块与列车主控进行通讯。
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