一种机车牵引蓄电池管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于轨道交通设备领域，尤其涉及一种机车牵引蓄电池管理系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着地铁行业的不断发展，轨道工程车在地铁施工、线路维护和检测作业中使用的频率越来越高，成为保障地铁车辆高效、稳定运行的重要装备。而由于历史原因，我国仍主要使用喷吐黑烟、高噪音的燃油型工程车，为响应国家倡导绿色环保的号召，用高效节能，清洁环保的蓄电池工程车来替代燃油型工程车已是一种趋势。
[0003]蓄电池组作为牵引蓄电池工程车的核心部件，其性能的优劣直接决定了蓄电池工程车运行的稳定性，电池一致性是衡量蓄电池组性能的重要指标，必须对每节电池进行监测。而目前国内的蓄电池工程车只是简单地采用安时法计算SOC(蓄电池剩余电量)，测量误差大，且没有全方位的电池性能评估(包括蓄电池动态内阻，蓄电池单体电压等)，也就是说，这种方式仅能够监测整体电流和电压数据，从中不能很好地监测蓄电池的“健康状况”，这也制约了蓄电池工程车的全面推广。此外，现有的电池管理系统只提供常见的通信总线接口如RS485，CAN总线等，给电池管理系统与机车中央控制单元间的数据交换造成困难，不能很好地将蓄电池信息集成在信息显示单元上，增加司机的操作难度。
[0004]同时目前机车上设备运行环境恶劣，对通信可靠性要求严格，现有的电池管理系统内部通信多采用RS485总线或单路CAN总线，难以满足要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种机车牵引蓄电池管理系统，旨在解决仅凭现有的蓄电池整体电流数据不利于对其进行全方位监测的问题。
[0006]本实用新型是这样实现的，一种机车牵引蓄电池的管理系统，包括主控单元和若干采集单元，主控单元与各采集单元之间采用现场总线进行连接，其中，各采集单元分别设置在蓄电池组电池箱内；
[0007]所述主控单元，用于监测蓄电池组总电流数据，同时汇集所述采集单元传输的数据并传送出去；
[0008]所述采集单元，用于监测蓄电池组各单体的电压及温度，并将监测到的单体温度数据、单体电压数据传输给所述主控单元。
[0009]进一步地，所述现场总线采用双冗余CAN总线。
[0010]进一步地，所述主控单元包括:
[0011]第一处理器；
[0012]与所述第一处理器连接的电流传感器，用于监测蓄电池的总电流；
[0013]与所述第一处理器连接的第一电压传感器，用于监测蓄电池的总电压；
[0014]与所述第一处理器连接的存储器，用于存储蓄电池性能相关参数；
[0015]与所述第一处理器连接的输入按键，用于设置控制参数，报警值；
[0016]与所述第一处理器连接的传输接口，用于接收采集单元传输的数据；
[0017]显示器，用于接收所述第一处理器传输的数据并进行显示；
[0018]与所述第一处理器连接的通信总线接口，用于提供一总线接口，通过通信总线将所述第一处理接收的数据传输出去。
[0019]再进一步地，所述存储器采用大容量非易失性存储器。
[0020]再进一步地，所述通信总线接口采用基于TCN网络标准的MVB总线接口。
[0021]所述采集单元，包括:
[0022]第二处理器；
[0023]与所述第二处理器连接的第二电压传感器，用于监测蓄电池组单体的单体电压数据；
[0024]与所述第二处理器连接的温度传感器，用于监测蓄电池组单体的单体温度数据；
[0025]与所述第二处理器连接的传输接口，用于接收所述单体电压数据和单体温度数据，并将所述单体电压数据、单体温度数据传输至所述主控单元。
[0026]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:
[0027]1:可以为外部计算系统提供蓄电池的总电流数据、各单体电池的电压数据和温度数据，从而计算出单体电池的动态内阻和准确的蓄电池电池容量，从而可以全方位监测蓄电池组每节电池的性能，并提供过温过流等保护，还能够使用户能全面掌握蓄电池性能，有问题及时发现处理，提高工程车运行稳定性。
[0028]2:提供基于TCN网络标准的MVB通信接口，通过MVB总线实现数据共享后将计算出的蓄电池信息集成在司机操作台的IDU上显示，不需额外在司机操作台上安装蓄电池信息显示器，减少布线，节省安装空间，也方便机车司机观察数据。
[0029]3:现行蓄电池管理系统内部通信多采用RS485或单路CAN，本系统采用双冗余CAN通信总线，传输速度与可靠性都更好，当其中I路CAN总线发生故障时，另I路CAN总线仍能保证数据通信需求，提高了系统稳定性。
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型实施例提供的一种机车牵引蓄电池管理系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0031]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0032]如图1所示，一种机车牵引蓄电池的管理系统，包括主控单元I和若干采集单元2，主控单元I与各采集单元2之间采用现场总线进行连接，其中，各采集单元2分别设置在蓄电池组电池箱内。
[0033]主控单元1，用于监测蓄电池总电流数据，同时汇集采集单元2传输的数据并传输出去；
[0034]采集单元2用于监测蓄电池组各单体的电压及温度，并将监测到的单体温度数据、单体电压数据传输给主控单元I。
[0035]主控单元I，包括:
[0036]第一处理器14 ;
[0037]电流传感器11，与第一处理器14连接，用于监测蓄电池的总电流；
[0038]电压传感器12，与第一处理器14连接，用于监测蓄电池的总电压；
[0039]存储器16，用于存储蓄电池性能相关参数；
[0040]输入按键13，用于设置各种控制参数，报警值，如蓄电池节数、充电过流报警值、放电过流报警值、欠电压报警值、高温报警值等；
[0041]显示器17，用于接收所述第一处理器传输的数据并进行显示；
[0042]传输接口，用于接收采集单元2传输的数据；
[0043]通信总线接口 15，与第一处理器14连接，用于提供一总线接口，通过通信总线将所述第一处理接收的数据传输出去。传输出去的数据作为资源供外部计算单元、模块采用。
[0044]在具体实施例中，存储器16采用大容量非易失性存储器，通信总线接口 15可以是基于TCN网络标准的MVB总线接口。
[0045]进一步地，所述采集单元2，包括:
[0046]第二处理器23 ；
[0047]第二电压传感器22，与第二处理器23连接，用于监测蓄电池组单体的电压，并将单体电压数据传输出去；
[0048]温度传感器21，与第二处理器23连接，并将单体温度数据传输出去；
[0049]与所述第二处理器连接的传输接口，用于接收所述单体电压数据和单体温度数据，并将所述单体电压数据、单体温度数据传输至所述主控单元。
[0050]在实际应用中，采集单元2安装在电池箱里的，每个采集单元2上的一对第二电压传感器22和温度传感器21分别采集一个蓄电池单体的数据，一采集单元2可配置多对第二电压传感器22和温度传感器21从而可以检测多个蓄电池单体数据。比如机车有400节电池，分为8个电池箱，每个电池箱安装一个采集单元2，每个采集单元2配置50对第二电压传感器22和温度传感器21从而实现监测50个电池单体。
[0051]在具体实施例中，第一处理器14和第二处理器23均采用MCU，所述现场总线采用双冗余CAN总线，I路损坏，另I路可以立即投入使用，确保通信可靠。提供稳定可靠的数据通信，实现各个控制单元之间的数据分发和汇集。管理系统采用分布式控制，可以监控多达500节的机车牵引蓄电池组。
[0052]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种机车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，包括主控单元和若干采集单元，主控单元与各采集单元之间采用现场总线进行连接，其中，各采集单元分别设置在蓄电池组电池箱内； 所述主控单元，用于监测蓄电池组总电流数据，同时汇集所述采集单元传输的数据并传送出去； 所述采集单元，用于监测蓄电池组各单体的电压及温度，并将监测到的单体温度数据、单体电压数据传输给所述主控单元。
2.如权利要求1所述的机车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，所述现场总线采用双几余CAN总线。
3.如权利要求1所述的机车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，所述主控单元包括: 第一处理器； 与所述第一处理器连接的电流传感器，用于监测蓄电池的总电流； 与所述第一处理器连接的第一电压传感器，用于监测蓄电池的总电压； 与所述第一处理器连接的存储器，用于存储蓄电池性能相关参数； 与所述第一处理器连接的输入按键，用于设置控制参数，报警值； 与所述第一处理器连接的传输接口，用于接收采集单元传输的数据； 显示器，用于接收所述第一处理器传输的数据并进行显示； 与所述第一处理器连接的通信总线接口，用于提供一总线接口，通过通信总线将所述第一处理接收的数据传输出去。
4.如权利要求3所述的机车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，所述存储器采用大容量非易失性存储器。
5.如权利要求3所述的机车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，所述通信总线接口采用基于TCN网络标准的MVB总线接口。
6.如权利要求1所述的机车牵引蓄电池管理系统，其特征在于，所述采集单元，包括: 第二处理器； 与所述第二处理器连接的第二电压传感器，用于监测蓄电池组单体的单体电压数据； 与所述第二处理器连接的温度传感器，用于监测蓄电池组单体的单体温度数据； 与所述第二处理器连接的传输接口，用于接收所述单体电压数据和单体温度数据，并将所述单体电压数据、单体温度数据传输至所述主控单元。
【专利摘要】本实用新型适用于轨道交通设备领域，提供了一种机车牵引蓄电池管理系统，包括主控单元和若干采集单元，主控单元与各采集单元之间采用现场总线进行连接，其中，各采集单元分别设置在蓄电池组各电池箱内；所述主控单元，用于监测蓄电池组总电流数据，同时汇集所述采集单元传输的数据并传送出去；所述采集单元，用于监测蓄电池组各单体的电压及温度，并将监测到的单体温度数据、单体电压数据传输给所述主控单元。本实用新型可以为计算蓄电池容量提供数据，方便计算准确的蓄电池电池容量，还提供MVB通信接口，方便系统并入列车通信网络，同时系统采用双冗余CAN通信总线，保证数据通信。
【IPC分类】B61C17-00
【公开号】CN204309775
【申请号】CN201420827450
【发明人】李嘉庆, 谭诗干, 唐建明, 涂卉原
【申请人】深圳市通业科技发展有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月23日