一種航空蓄電池智能充放電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種航空蓄電池智能充放電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空蓄電池通常由多節(jié)單體電池串聯(lián)而成，在充放電過程中需實時對其總電壓、總電流、單體電池電壓、電池溫度等參數(shù)進行監(jiān)測與記錄。傳統(tǒng)的航空蓄電池充放電方法，通常只監(jiān)測總電壓、總電流，智能化程度低。主要不足包括:單體電池電壓、電池溫度等參數(shù)需要人工測量，極大地增加了充放電的勞動強度，由于人工測量的次數(shù)有限，降低了參數(shù)檢測的實時性；單體電池電壓差別較大時，電壓均衡需由人工完成，效率低、效果差；通常充放電機與航空蓄電池置于不同房間，電池監(jiān)視與充放電機操作需來回奔走，極不方便?’充放電機記錄的信息內(nèi)容少，對蓄電池缺乏個體識別，無連續(xù)性記錄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種航空蓄電池智能充放電系統(tǒng)，可在線自動監(jiān)測單體電池，蓄電池智能化充放電，全程無需人工干預。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種航空蓄電池智能充放電系統(tǒng)，包括充放電機和充放電平臺；所述充放電機包含主顯控單元、多個充放電單元和接口單元，所述充放電平臺包含多個分顯單元、多個航空蓄電池和條碼槍；所述主顯控單元分別與多個充放電單元、多個分顯單元和條碼槍連接，所述多個充放電單元的每一個通過接口單元轉(zhuǎn)接后連接對應的蓄電池接線端，所述多個分顯單元的每一個連接對應蓄電池的單體電池接線端；所述充放電單元包含控制模塊、充電模塊和放電模塊，所述控制模塊與主顯控單元相連，上傳充放電數(shù)據(jù)至主顯控單元，接收主顯控單元發(fā)來的控制指令，該控制模塊分別與充電模塊和放電模塊連接，控制充電模塊和放電模塊對蓄電池進行充電和放電；所述分顯單元包含分顯控模塊和檢測與均衡模塊，所述分顯控模塊與主顯控單元相連，上傳顯示控制信號至主顯控單元，接收來自主顯控單元的顯示控制信號，所述檢測與均衡模塊與主顯控單元相連，上傳檢測均衡數(shù)據(jù)，接收主顯控單元發(fā)來的控制指令，該檢測與均衡模塊連接蓄電池的單體電池接線端。
[0005]在一種實施方式中，所述條碼槍通過USB接口或串口通信與主顯控單元相連，所述充放電單元的控制模塊通過串口通信與主顯控單元相連，所述分顯單元的分顯控模塊通過串口通信與主顯控單元相連，所述分顯單元的檢測與均衡模塊通過串口通信與主顯控單元相連。
[0006]在一種實施方式中，所述分顯單元的檢測與均衡模塊包括MCU微處理器，單體電池電壓監(jiān)測電路和單體電池均衡電路；單體電池電壓監(jiān)測電路包含單體電池電壓采集電路和數(shù)據(jù)傳輸電路，航空蓄電池的多個串聯(lián)連接的單體電池，每一個單體電池電壓，通過單體電池電壓采集電路采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電路傳輸給MCU微處理器；或者，航空蓄電池的多個串聯(lián)連接的單體電池，每一個單體電池電壓，以及第一個單體電池的正端和最后一個單體電池的負端引出的蓄電池總電壓，通過單體電池電壓采集電路采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電路傳輸給MCU微處理器；單體電池均衡電路包含電子開關(guān)和放電電阻，航空蓄電池的每一個單體電池，并聯(lián)連接串聯(lián)連接后的電子開關(guān)和放電電阻;MCU微處理器根據(jù)輸入的單體電池電壓采樣數(shù)字信號并進行處理，輸出控制信號至該單體電池均衡電路的電子開關(guān)，控制該電子開關(guān)的通斷，當電子開關(guān)導通，單體電池放電均衡，當電子開關(guān)斷開，單體電池停止均衡；所述MCU微處理器與主顯控單元相連，該MCU微處理器優(yōu)選串口通信與主顯控單元相連。在一種優(yōu)選實施方式中，所述數(shù)據(jù)傳輸電路包含isoSPI總線和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片，所述單體電池電壓采集電路輸出的數(shù)字信號，經(jīng)isoSPI通訊，傳輸至通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成SPI通訊，輸入MCU微處理器。所述單體電池電壓采集電路采用專用單體電池ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述單體電池均衡電路還可包含驅(qū)動電路，所述MCU微處理器輸出的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路至電子開關(guān)。所述驅(qū)動電路優(yōu)選三極管，所述電子開關(guān)優(yōu)選繼電器。
[0007]所述分顯單元的檢測與均衡模塊還可包括溫度感應電路，該溫度感應電路的溫度探頭設(shè)于蓄電池，該溫度感應電路輸出的溫度感應數(shù)字信號輸入MCU微處理器處理并上傳。
[0008]本發(fā)明由于設(shè)計了分顯單元，實現(xiàn)了自動實時檢測/記錄單體電池狀況功能，提高了蓄電池的檢測效率、實時性和準確性；分顯單元包含了檢測與均衡模塊，對蓄電池的單體電池電壓進行自動均衡，消除了單體電池的劣化現(xiàn)象，優(yōu)化了蓄電池的充放電效率，提升了蓄電池狀態(tài)完好率；本發(fā)明還設(shè)有條碼槍，進行條碼識別，故主顯控單元具有對不同型號蓄電池的識別能力，并根據(jù)蓄電池的型號，自動設(shè)置最優(yōu)充放電參數(shù)控制充放電單元完成充放電；設(shè)置了主顯控單元和分顯單元，通過信息交互避免了操作人員奔走于充電機房和電池房之間，提高了工作效率，避免出錯；本發(fā)明充放電過程全自動完成，實時記錄電池總電壓、單體電池電壓、蓄電池溫度等諸多數(shù)據(jù)，形成電子履歷書，全面建立航空蓄電池的全壽命大數(shù)據(jù)信息庫。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例的電路方框圖；
[0010]圖2是圖1的充放電單元電路方框圖；
[0011]圖3是圖1的分顯單元電路方框圖；
[0012]圖4是航空蓄電池以及蓄電池連接器和單體電池連接器的外觀示意圖；
[0013]圖5為本發(fā)明實施例的工作流程圖；
[0014]圖6是實施例的檢測與均衡模塊電路方框圖；
[0015]圖7是實施例的檢測與均衡模塊電路原理圖；
[0016]圖8是圖7中一個單體電池的均衡電路局部放大圖；
[0017]圖9是自動均衡部分流程圖；
[0018]圖10是單體電池電壓均衡前與均衡后的對比表。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細描述。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明一種航空蓄電池智能充放電系統(tǒng)包括充放電機和充放電平臺。所述充放電機包含1個主顯控單元，6個相同的充放電單元和1個接口單元，所述充放電平臺包含6個分顯單元、6個航空蓄電池和1個條碼槍。所述主顯控單元分別與6個充放電單元、6個分顯單元和1個條碼槍連接，該條碼槍通過USB接口或串口通信與主顯控單元相連，所述6個充放電單元的每一個通過接口單元轉(zhuǎn)接后，再通過蓄電池連接器連接對應的蓄電池接線端，所述6個分顯單元的每一個通過單體電池連接器連接對應蓄電池的單體電池接線端。
[0021]如圖2所示，所述充放電單元包含控制模塊、充電模塊和放電模塊，所述控制模塊通過RS485串口通信與主顯控單元相連，上傳充放電數(shù)據(jù)至主顯控單元，接收主顯控單元發(fā)來的控制指令，該控制模塊分別與充電模塊和放電模塊連接，控制充電模塊和放電模塊對蓄電池進行充電和放電。
[0022]如圖3所示，所述分顯單元包含分顯控模塊和檢測與均衡模塊，所述分顯控模塊通過RS485串口通信與主顯控單元相連，上傳顯示控制信號至主顯控單元，接收來自主顯控單元的顯示控制信號，所述檢測與均衡模塊通過RS485串口通信與主顯控單元相連，上傳檢測均衡數(shù)據(jù)，接收主顯控單元發(fā)來的控制指令，該檢測與均衡模塊通過單體電池連接器連接蓄電池的單體電池接線端。
[0023]如圖4所示，本實施例的航空蓄電池由20節(jié)單體電池串聯(lián)而成，圖4中，A為航空蓄電池，B為蓄電池連接器，C為單體電池連接器，P為蓄電池接線端，E為單體電池。
[0024]如圖6所示，所述分顯單元的檢測與均衡模塊包括MCU微處理器，單體電池電壓監(jiān)測電路和單體電池均衡電路；單體電池電壓監(jiān)測電路包含單體電池電壓采集電路和數(shù)據(jù)傳輸電路，航空蓄電池的每一個單體電池電壓，通過單體電池電壓采集電路采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電路傳輸給MCU微處理器；單體電池均衡電路包含電子開關(guān)和放電電阻，航空蓄電池的每一個單體電池，并聯(lián)連接串聯(lián)連接后的電子開關(guān)和放電電阻;MCU微處理器根據(jù)輸入的單體電池電壓采樣數(shù)字信號并進行處理，輸出控制信號至該單體電池均衡電路的電子開關(guān)，控制該電子開關(guān)的通斷，當電子開關(guān)導通，單體電池放電均衡，當電子開關(guān)斷開，單體電池停止均衡；所述MCU微處理器通過RS485串口通信與主顯控單元相連。
[0025]所述分顯單元的檢測與均衡模塊還包括溫度感應電路，該溫度感應電路的溫度探頭可以裝在單體電池連接器上，當將單體電池連接器蓋在蓄電池上時，溫度探頭就設(shè)于蓄電池，溫度感應電路輸出的溫度感應數(shù)字信號輸入MCU微處理器處理并上傳。
[0026]如圖7所示，1個航空蓄電池由20個單體電池E1至E20串聯(lián)而成，單體電池電壓采集電路采用兩塊專用單體電池ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC1、ADC2，數(shù)據(jù)傳輸電路包含isoSPI總線和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片U，專用芯片ADCUADC2輸出的數(shù)字信號，經(jīng)isoSPI通訊，傳輸至通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片U轉(zhuǎn)換成SPI通訊，輸入MCU微處理器。20個單體電池E1至E20，每一個單體電池電壓，通過專用單體電池ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進行高精度采樣，MCU微處理器通過數(shù)據(jù)傳輸電路讀取專用芯片ADC1、ADC2的采樣數(shù)據(jù)，將單體電池電壓采樣數(shù)據(jù)進行接收解析與判斷處理；如圖8所示，單體電池均衡電路包含驅(qū)動電路、電子開關(guān)和放電電阻R，驅(qū)動電路采用三極管T，電子開關(guān)采用繼電器K，繼電器K的常開觸點串聯(lián)放電電阻R，再并聯(lián)在單體電池E的兩端，MCU微處理器輸出的控制信號，經(jīng)三極管T驅(qū)動繼電器K的線圈通電或斷電，繼而控制繼電器K的常開觸點閉合或斷開，從而控制單體電池放電與否。如圖9所示，MCU微處理器依據(jù)單體電池電壓采樣數(shù)據(jù)，對單體電池電壓進行實時在線邏輯判斷，如果監(jiān)測到當前單體電池不均衡，則執(zhí)行相應單體電池開始均衡的指令，如果單體電池處于均衡狀態(tài)，或者單體電池已經(jīng)均衡，則執(zhí)行停止均衡的指令。如圖8所示，開始均衡，就是控制繼電器K的常開觸點閉合，單體電池E通過放電電阻R放電，單體電池E電壓下降。反之，停止均衡，就是控制繼電器K的常開觸點斷開，單體電池E停止通過放電電阻R放電。
[0027]如圖10所示，以1個航空蓄電池的20節(jié)單體電池為例，單體電池電壓均衡前與均衡后的