基于配电自动化终端的蓄电池养护仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪，包括：蓄电池采集与输出单元、中央处理器、系统电源和总线；蓄电池采集与输出单元分别与系统电源和蓄电池连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电；总线分别与中央处理器和蓄电池采集与输出单元连接，用于将中央处理器的指令发送给蓄电池采集与输出单元，蓄电池采集与输出单元根据中央处理器的指令向MOS管发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池动态的均衡充电，从而能够实时对蓄电池进行控制，例如在线监控、在线均衡、在线除硫一体化等，能够在蓄电池浮充处于不均衡状态或者发生硫化时及时养护，提高配电自动化终端运行的安全性。
【专利说明】
基于配电自动化终端的蓄电池养护仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及继电器控制领域，尤其涉及一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪。
【背景技术】
[0002]目前，针对配电自动化终端中的蓄电池组中的蓄电池，进行在线充电或者在线谐振除硫时，一般采用的是基于电磁式继电器的蓄电池采集与输出单元，如图1所示，当继电器O的1，3吸合时，除硫电压通过每个蓄电池上面的继电器BAT1、BAT2、BAT3等依次对每个蓄电池进行除硫。当继电器O的I，2吸合时，通过每个蓄电池上面的继电器BAT1、BAT2、BAT3等依次对每个蓄电池进行电压采集。
[0003]然而，现有技术中，蓄电池采集与输出单元中的继电器O—般是隔一段时间进行一次吸合的控制，从而导致配电自动化终端中的蓄电池组中的蓄电池有漫长的时间处于无管理的工作状态，难以发现蓄电池故障，无法对蓄电池进行在线的养护，影响配电自动化终端的安全运行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪，用于解决现有技术中配电自动化终端因蓄电池性能造成的运行安全性差的问题。
[0005]本实用新型的第一个方面是提供一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪，包括:
[0006]蓄电池采集与输出单元、中央处理器、系统电源和总线；
[0007]所述蓄电池采集与输出单元分别与系统电源和蓄电池连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电；
[0008]所述总线分别与中央处理器和蓄电池采集与输出单元连接，用于将中央处理器的指令发送给蓄电池采集与输出单元，所述蓄电池采集与输出单元根据所述中央处理器的指令向所述MOS管发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池动态的均衡充电。
[0009]进一步的，所述蓄电池采集与输出单元包括:
[0010]变压器、MOS管和控制器M⑶；
[0011]所述变压器分别与蓄电池以及系统电源连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电；
[0012]所述变压器与蓄电池之间连接有MOS管，所述MOS管与控制器M⑶连接，用于接收MCU的除硫信号，在除硫信号的作用下控制变压器与蓄电池之间的通断，产生除硫脉冲对蓄电池进行除硫；
[0013]所述M⑶与蓄电池连接，采集蓄电池的电压。
[0014]进一步的，所述变压器包括:初级线圈和次级线圈；
[0015]所述变压器的初级线圈的输入端与系统电源的正极连接，所述变压器的初级线圈的输出端与系统电源的负极连接，所述变压器的次级线圈的输入端与蓄电池的正极连接，所述变压器的次级线圈的输出端与蓄电池的负极连接，用于采用系统电源为蓄电池供电。
[0016]进一步的，所述MOS管包括栅级、漏级和源级；
[0017]所述MOS管的栅级与MCU连接，所述MOS管的漏极与蓄电池连接，所述MOS管的源级与变压器的次级线圈的输出端连接，所述MOS管在除硫信号的控制下控制MOS管的漏级和源级之间的通断，产生除硫脉冲对蓄电池进行除硫。
[0018]进一步的，所述M⑶与所述蓄电池之间串联有分压电阻。
[0019]进一步的，所述蓄电池采集与输出单元与蓄电池以及系统电源之间的连接方式为活动连接。
[0020]进一步的，所述蓄电池采集与输出单元的数量为至少一个。
[0021]进一步的，所述的蓄电池养护仪还包括:通信模块；
[0022]所述通信模块与所述中央处理器以及蓄电池综合养护平台连接，用于将蓄电池综合养护平台的指令发送给所述中央处理器。
[0023]本实用新型中，通过提供一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪，包括:蓄电池采集与输出单元、中央处理器、系统电源和总线;蓄电池采集与输出单元分别与系统电源和蓄电池连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电；总线分别与中央处理器和蓄电池采集与输出单元连接，用于将中央处理器的指令发送给蓄电池采集与输出单元，蓄电池采集与输出单元根据中央处理器的指令向MOS管发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池动态的均衡充电，从而能够实时对蓄电池进行控制，能够在蓄电池出现故障或者电量不足时或者发生硫化时及时养护，提高配电自动化终端运行的安全性。
【附图说明】
[0024]图1为基于电磁式继电器的蓄电池采集与输出单元的示意图；
[0025]图2为本实用新型提供的基于配电自动化终端的蓄电池养护仪一个实施例的结构示意图；
[0026]图3为蓄电池采集与输出单元的结构示意图；
[0027]图4为蓄电池养护仪的部署示意图；
[0028]图5a为主控芯片的电路示意图；
[0029]图5b为外部测温电路的电路示意图；
[0030]图5c为PffM驱动的电路示意图；
[0031]图5d为主控芯片程序下载接口的电路示意图；
[0032]图6a为以太网总线通信的电路示意图；
[0033]图6b为网络水晶头接口的电路不意图；
[0034]图6c为RS485通信模块供电电路的电路示意图；
[0035]图6d为RS485通信模块的电路示意图；
[0036]图6e为GPRS通信模块开关电路的电路示意图；
[0037]图6f为GPRS通信模块供电电路的电路示意图；
[0038]图6g为GPRS通信模块的电路示意图；
[0039]图6h为S頂卡模块的电路示意图；
[0040]图6i为系统供电电路的电路示意图；
[0041]图7a为蓄电池采集模块接口的电路示意图；
[0042]图7b为市电检测电路的电路不意图；
[0043]图7c为继电器开关电路的电路示意图；
[0044]图7d为蓄电池采集模块通信接口的电路示意图；
[0045]图8a为GPRS通信模块加热电路的电路示意图；
[0046]图8b为如面板指不灯的电路不意图。
【具体实施方式】
[0047]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0048]图2为本实用新型提供的基于配电自动化终端的蓄电池养护仪一个实施例的结构示意图，如图2所示，包括:
[0049]蓄电池采集与输出单元21、中央处理器22、系统电源23和总线24;
[0050]蓄电池采集与输出单元21分别与系统电源23和蓄电池连接，用于采用系统电源23为蓄电池均衡充电；
[0051]总线24分别与中央处理器22和蓄电池采集与输出单元21连接，用于将中央处理器22的指令发送给蓄电池采集与输出单元21，蓄电池采集与输出单元21根据中央处理器22的指令向MOS管发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池动态的均衡充电。
[0052]其中，总线24可以采用485总线、CAN总线或者其他总线。中央控制器可以采用STM8芯片、AVR系列芯片、51系列芯片或者PIC系列芯片实现。MOS管的型号可以为IRF3205或者IRF1404等。变压器可以为高频变压器，例如EI系列或者EE系列的变压器。
[0053]进一步的，如图3所示，蓄电池采集与输出单元21可以包括:
[0054]变压器211、]?05管212和控制器10]213;
[0055]变压器211分别与蓄电池以及系统电源23连接，用于采用系统电源23为蓄电池均衡充电；
[0056]变压器211与蓄电池之间连接有MOS管212，M0S管212与控制器MCU213连接，用于接收MCU213的除硫信号，在除硫信号的作用下控制变压器211与蓄电池之间的通断，产生除硫脉冲对蓄电池进行除硫；
[0057]M⑶213与蓄电池连接，采集蓄电池的电压。
[0058]其中，变压器211可以包括:初级线圈和次级线圈；
[0059]变压器211的初级线圈的输入端与系统电源23的正极连接，变压器211的初级线圈的输出端与系统电源23的负极连接，变压器211的次级线圈的输入端与蓄电池的正极连接，变压器211的次级线圈的输出端与蓄电池的负极连接，用于采用系统电源23为蓄电池供电。
[0060]MOS管212包括栅级、漏级和源级；
[0061 ] MOS管212的栅级与MCU213连接，MOS管212的漏极与蓄电池连接，MOS管212的源级与变压器211的次级线圈的输出端连接，MOS管212在除硫信号的控制下控制MOS管212的漏级和源级之间的通断，产生除硫脉冲对蓄电池进行除硫。
[0062]具体地，当MCU213通过MOS管212的栅极发送除硫信号时，MOS管212可以根据除硫信号中的高电平控制MOS管212的源级和漏极之间的导通，以及根据除硫信号中的低电平控制MOS管212的源级和漏极之间的关断，从而根据除硫信号生成对应的除硫脉冲，提供给蓄电池，以便蓄电池在除硫脉冲的作用下除硫。
[0063]当MCU213通过MOS管212的栅极发送充电信号时，充电信号可以为高电平信号，MOS管212可以根据充电信号的高电平控制MOS管212的源级和漏极之间的导通，从而使得变压器211可以采用系统电源23为蓄电池均衡充电。
[0064]当MCU213通过MOS管212的栅极发送电压采集信号时，电压采集信号为高电平信号，MOS管212可以根据电压采集信号的高电平控制MOS管212的源级和漏极之间的导通，从而使得MCU213可以测得蓄电池两端的电压。
[0065]另外，蓄电池养护仪中还可以包括:通信模块，通信模块与中央处理器22以及蓄电池综合养护平台连接，用于将蓄电池综合养护平台的指令发送给中央处理器22，如图4所示，为蓄电池养护仪的部署示意图。
[0066]进一步的，M⑶213可以通过总线与中央处理器22连接，用于接收中央处理器22的指令，根据中央处理器22的指令向MOS管212发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池动态的均衡充电。其中，主控芯片的电路示意图如图5a所示；外部测温电路的电路示意图如图5b所不;PWM驱动的电路不意图如图5c所不；主控芯片程序下载接口的电路不意图如图5(1所示，采用STM32增强型系列，使用高性能的ARM Cortex_M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达512K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条AI3B总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC，5个通用16位定时器和2个高级32位定时器，还包含标准和先进的通信接口:多达2个I2C和SP1、5个USART、一个USB和^hCAN0以太网总线通彳目的电路不意图如图6a所不；网络水晶头接口的电路不意图如图6b所示;RS485通信模块供电电路的电路示意图如图6c所示;RS485通信模块的电路示意图如图6d所示;GPRS通信模块开关电路的电路示意图如图6e所示;GPRS通信模块供电电路的电路示意图如图6f所示;GPRS通信模块的电路示意图如图6g所示;S頂卡模块的电路示意图如图6h所示；系统供电电路的电路示意图如图6i所示;蓄电池采集模块接口的电路示意图如图7a所示；市电检测电路的电路示意图如图7b所示;继电器开关电路的电路示意图如图7c所示；蓄电池采集模块通信接口的电路示意图如图7d所示。蓄电池养护仪上还可以设置有前面板指示灯，GPRS通信模块加热电路的电路示意图如图8a所示；前面板指示灯的电路示意图如图8b所示。
[0067]需要进行说明的是，MCU213可以根据蓄电池两端的电压确定蓄电池的充电时间，从而确定充电信号的维持时长;或者MCU213可以将采集到的蓄电池的电压上报给中央处理器22，由中央处理器22确定充电信号的维持时长。
[0068]进一步的，由于M⑶213各引脚所能承受的电压一般比较低，因此，为了避免MCU213被烧坏，可以在MCU213与蓄电池之间串联分压电阻进行分压，以便MCU213能够采集到蓄电池两端的电压。
[0069]需要进行说明的是，蓄电池采集与输出单元21与蓄电池以及系统电源23之间的连接方式为活动连接，使得该蓄电池采集与输出单元21可以适用于多个蓄电池，即对一个蓄电池进行充电或者电压采集等后，可以与另一个蓄电池连接，对另一个蓄电池进行充电或者电压采集等，增加了蓄电池采集与输出单元21的使用效率。
[0070]另外，需要进一步进行说明的是，蓄电池采集与输出单元21的数量为至少一个。由于蓄电池组中可以包括多个蓄电池，例如，若配电自动化终端的蓄电池组中每组包括3个蓄电池，则可以将蓄电池养护仪中的蓄电池采集与输出单元21的数量设置为3，从而使得蓄电池养护仪可以同时对一个蓄电池组中的所有蓄电池根据需要进行充电、电压采集或者除硫。例如，若蓄电池组中的3个蓄电池分别需要充电0.06V、0.09V和OV，则根据需要充电的电压分别对3个蓄电池进行充电。
[0071]本实施例中，通过提供一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪，包括:蓄电池采集与输出单元、中央处理器、系统电源和总线;蓄电池采集与输出单元分别与系统电源和蓄电池连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电；总线分别与中央处理器和蓄电池采集与输出单元连接，用于将中央处理器的指令发送给蓄电池采集与输出单元，蓄电池采集与输出单元根据中央处理器的指令向MOS管发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池动态的均衡充电，从而能够实时对蓄电池进行控制，能够在蓄电池出现故障或者电量不足时或者发生硫化时及时养护，提高配电自动化终端运行的安全性。
[0072]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种基于配电自动化终端的蓄电池养护仪，其特征在于，包括: 蓄电池采集与输出单元、中央处理器、系统电源和总线； 所述蓄电池采集与输出单元分别与系统电源和蓄电池连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电； 所述总线分别与中央处理器和蓄电池采集与输出单元连接，用于将中央处理器的指令发送给蓄电池采集与输出单元，所述蓄电池采集与输出单元根据所述中央处理器的指令向MOS管发送除硫信号或者采集蓄电池的电压或者为蓄电池充电。2.根据权利要求1所述的蓄电池养护仪，其特征在于，所述蓄电池采集与输出单元包括: 变压器、MOS管和控制器MCU; 所述变压器分别与蓄电池以及系统电源连接，用于采用系统电源为蓄电池均衡充电；所述变压器与蓄电池之间连接有MOS管，所述MOS管与控制器M⑶连接，用于接收MCU的除硫信号，在除硫信号的作用下控制变压器与蓄电池之间的通断，产生除硫脉冲对蓄电池进行除硫； 所述MCU与蓄电池连接，采集蓄电池的电压。3.根据权利要求2所述的蓄电池养护仪，其特征在于，所述变压器包括:初级线圈和次级线圈； 所述变压器的初级线圈的输入端与系统电源的正极连接，所述变压器的初级线圈的输出端与系统电源的负极连接，所述变压器的次级线圈的输入端与蓄电池的正极连接，所述变压器的次级线圈的输出端与蓄电池的负极连接，用于采用系统电源为蓄电池供电。4.根据权利要求3所述的蓄电池养护仪，其特征在于，所述MOS管包括栅级、漏级和源级； 所述MOS管的栅级与MCU连接，所述MOS管的漏极与蓄电池连接，所述MOS管的源级与变压器的次级线圈的输出端连接，所述MOS管在除硫信号的控制下控制MOS管的漏级和源级之间的通断，产生除硫脉冲对蓄电池进行除硫。5.根据权利要求2所述的蓄电池养护仪，其特征在于，所述MCU与所述蓄电池之间串联有分压电阻。6.根据权利要求1所述的蓄电池养护仪，其特征在于，所述蓄电池采集与输出单元与蓄电池以及系统电源之间的连接方式为活动连接。7.根据权利要求1所述的蓄电池养护仪，其特征在于，所述蓄电池采集与输出单元的数量为至少一个。8.根据权利要求1所述的蓄电池养护仪，其特征在于，还包括:通信模块； 所述通信模块与所述中央处理器以及蓄电池综合养护平台连接，用于将蓄电池综合养护平台的指令发送给所述中央处理器。
【文档编号】H01M10/48GK205543129SQ201520739839
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年9月22日
【发明人】梁奎, 刘晓, 胡建军, 张宏
【申请人】北京阳光天成信息技术有限公司