专利名称：城轨车辆蓄电池状态监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池检测装置，特别涉及一种城轨车辆蓄电池状态监控装置，属于蓄电池技术领域。
背景技术：
蓄电池作为列车启动时、列车应急时的主要能量来源，其重要性不言而喻。当蓄电池过量放电时，列车就无法正常启动，无法在车辆外部供电中断的情况下确保车内通风，从而满足车内乘客舒适度的基本要求。因此，掌握蓄电池的实时容量就变的非常重要。但因专用的设备造价昂贵，且国内外均没有相似的运用业绩，所以在以往的地铁项目中从未进行过蓄电池容量的显示。
发明内容本实用新型主要目的在于解决上述问题，提供了一种成本低，可以实时显示蓄电池容量并实现提前预警的城轨车辆蓄电池状态监控装置为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种城轨车辆蓄电池状态监控装置，该装置与蓄电池充电箱、蓄电池及负载电连接，包括电压采集单元，用于检测蓄电池的放电电压值；电流采集单元，用于检测蓄电池的充电电流和放电电流值；控制器，包括用于采集电压值和电流值的采集单元、用于计算蓄电池容量的计算单元及用于将蓄电池容量状态与预先设定的容量预警点进行比较的预警单元，所述电压采集单元和电流采集单元的输出端接入所述控制器的输入端；显示器，与所述控制器的输出端连接，用于蓄电池容量的显示及报警提示。进一步，所述电压采集单元为电压传感器。进一步，所述电流采集单元为双向电流传感器。进一步，所述控制器与所述显示器的通讯接口为RS232通讯接口。进一步，所述控制器的型号为CompactRIO-9072。进一步，所述计算单元采用对蓄电池充放电电流进行积分的方式计算蓄电池容量。进一步，所述预先设定的容量预警点分为多级。进一步，所述采集单元中包括将采集的电压值和电流值与预先设定的电压参考值和电流参考值进行比较进而确定所述蓄电池初始容量的比较�？椤＝徊剑鲂畹绯氐某跏既萘可瓒ㄎ彼鲂畹绯爻涞绲缌鞯陀谒龅缌鞑慰贾凳蔽畲笾�99 %，及当所述蓄电池放电电压低于所述电压参考值时为最小值1 %。进一步，该装置通过DC24V接线端子与所述蓄电池充电箱电连接，通过DCllOV接线端子与所述蓄电池和所述负载电连接。[0019]综上内容，本实用新型所述的一种城轨车辆蓄电池状态监控装置，通过实时采集蓄电池充电电流和放电电流及电压等信息，经过控制器处理后，准确及时地在显示器上显示，保证司机及时了解当前蓄电池所处的状态，防止意外事件的发生。同时可以根据不同的蓄电池容量点，实现蓄电池容量的提前预警，从而可以及时提醒司机对列车进行相应的操控，从而最大程度避免列车出现不能上线或掉线清客等故障隐患，保证列车运营的安全和可靠。
图1是本实用新型结构示意图。 如图1所示，本装置1，蓄电池充电箱2，蓄电池3，负载4，电压传感器5，双向电流传感器6，控制器7，显示器8，采集单元9，计算单元10，预警单元11。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述如图1所示，一种城轨车辆蓄电池状态监控装置，与列车上的蓄电池充电箱2、蓄电池3及负载4电连接，蓄电池充电箱2的输入端与车上电源连接，蓄电池充电箱2的输出端与负载4及本装置1连接，用于给整车DCllOV负载3供电，同时给本装置1输出DC24V 电源。本装置1通过DC24V接线端子与蓄电池充电箱2电连接，本装置1通过DCl IOV接线端子与蓄电池3和负载4电连接。在车上电源正常供电时，蓄电池充电箱2给负载4供电同时给蓄电池3充电，当车上电源不能正常供电时，蓄电池3先经过本装置1再给负载4供 H1^ ο本装置1包括电压采集单元、电流采集单元、CompactRIO-9072控制器7、显示器8。 其中，电压采集单元采用电压传感器5，用于检测蓄电池3的放电电压值。电流采集单元采用双向电流传感器6，用于检测蓄电池3的充电电流和放电电流值。电压采集单元及电流采集单元的输出端与控制器7的输入端连接，控制器7的输出端与显示器8连接。显示器 8用于蓄电池3容量的显示及报警提示。蓄电池充电箱2通过电缆203给整车DCllOV负载4供电，电缆203首先经过该装置中的双向电流传感器6，然后再经过电压传感器5与蓄电池3连接。其中，双向电流传感器6可以判断电流的走向，即可以判断蓄电池3当前的状态是充电还是放电，从而为后期的蓄电池容量计算提供数据支持。在用蓄电池3为负载4供电时，电缆203从本装置1接出后与列车母线相连接，作为列车DCllOV负载4的能量来源。本装置1中的控制器7采集双线电流传感器6的电流信号作为判断蓄电池3容量上升或减少的一个标准。控制器7包括采集单元9、计算单元10及预警单元11。采集单元9用于采集由电压传感器5和双向电流传感器6检测到的电压值和电流值；计算单元10用于计算当前蓄电池3的容量，并将容量信号输出至显示器8，在显示器8上做出当前容量的显示；预警单元 11用于将蓄电池3的当前容量状态与预先设定并保存在控制器7内的容量预警点进行比较，进而将比较结果发送至显示器8，并在显示器8上做出报警提示。在采集单元9中还包括一比较�？椋糜诮拥缪勾衅�5和双向电流传感器6 检测到的电压值和电流值与预先设定存储在采集单元9中的电压参考值和电流参考值进行比较，进而确定蓄电池3初始容量。控制器7根据采集单元9采集的充放电电流值和放电电压值与预先设定的电压参考值和电流参考值进行比较，设定蓄电池3容量数值的两个初始值最大值和最小值。当蓄电池3充电电流低于电流参考值时，将此时的蓄电池3容量设为99%;当放电电压低于电压参考值时，将此时的蓄电池3容量设为1%。这样就避免了最初值人为设定不准确的弊端。其中，电流参考值和电压参考值根据不同的电池型号的特性参考值也不同。由于蓄电池3的固有特性决定了其非线性关系(两端变化非�？欤屑浔浠苈�)，所以用充电电电流或放电电压都不能准确表示其实际容量。为此，根据蓄电池3容量的原始定义，本实施例中，采用对蓄电池3充放电电流进行积分的方式记录容量，即以蓄电池3初始容量在放电过程中每单位时间减去其即时放电电流值，在充电过程中加上其即时充电电流值，这样得到的蓄电池容量比较贴近其实际容量。即P (η) = Ρ(η-1)+Ι(η)其中η为某一时间(秒)，如果需要提高精度，可以取更小的时间单位；η-1为上一时间；P(η)为当前容量，转换成与η同一时间单位；P(η-1)为上一时间容量；Ι(η)为当前电流值，充电时为正值，放电时为负值；计算结果再折算成Ah即可。控制器7根据以上的计算方法，将计算的结果通过RS232通讯方式传输至显示器 8进行显示，保证司机及时了解当前蓄电池所处的状态，防止意外事件的发生。同时，在控制器7中，根据实际需要，预先设定好蓄电池3容量预警点，一般可以设置多个级别的预警点，如可以设定10<%、20%、30%等预警点，预警点与通过计算单元10计算出来的蓄电池3现有的容量进行比较，并根据比较的实际结果，通过控制器7与显示器8 之间的通讯，将当前的状态传输至显示器8中，显示器8根据传输的内容实时地进行显示或进行相应的预警提示。司机根据显示器8显示的内容可以方便了解当前蓄电池3的状态， 从而保证车辆的正常运行。如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种城轨车辆蓄电池状态监控装置，该装置与蓄电池充电箱、蓄电池及负载电连接， 其特征在于，包括电压采集单元，用于检测蓄电池的放电电压值；电流采集单元，用于检测蓄电池的充电电流和放电电流值；控制器，包括用于采集电压值和电流值的采集单元、用于计算蓄电池容量的计算单元及用于将蓄电池容量状态与预先设定的容量预警点进行比较的预警单元，所述电压采集单元和电流采集单元的输出端接入所述控制器的输入端；显示器，与所述控制器的输出端连接，用于蓄电池容量的显示及报警提示。
2.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述电压采集单元为电压传感器。
3.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述电流采集单元为双向电流传感器。
4.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述控制器与所述显示器的通讯接口为RS232通讯接口。
5.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述控制器的型号为 CompactRI0-9072。
6.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述计算单元采用对蓄电池充放电电流进行积分的方式计算蓄电池容量。
7.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述预先设定的容量预警点分为多级。
8.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述采集单元中包括将采集的电压值和电流值与预先设定的电压参考值和电流参考值进行比较进而确定所述蓄电池初始容量的比较�？�。
9.根据权利要求8所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于所述蓄电池的初始容量设定为当所述蓄电池充电电流低于所述电流参考值时为最大值99 %，及当所述蓄电池放电电压低于所述电压参考值时为最小值1%。
10.根据权利要求1所述的城轨车辆蓄电池状态监控装置，其特征在于该装置通过 DC24V接线端子与所述蓄电池充电箱电连接，通过DCllOV接线端子与所述蓄电池和所述负载电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种城轨车辆蓄电池状态监控装置，与蓄电池充电箱、蓄电池及负载电连接，包括电压采集单元，用于检测蓄电池的放电电压值；电流采集单元，用于检测蓄电池的充电电流和放电电流值；控制器，包括用于采集电压值和电流值的采集单元、用于计算蓄电池容量的计算单元及用于将蓄电池容量状态与预先设定的容量预警点进行比较的预警单元，电压采集单元和电流采集单元的输出端接入控制器的输入端； 显示器，与控制器的输出端连接，用于蓄电池容量的显示及报警提示。本实用新型可以准确及时地在显示器上显示蓄电池的当前容量，同时可以根据不同的蓄电池容量点，实现蓄电池容量的提前预警，保证列车运营的安全和可靠。
文档编号G01R31/36GK202330665SQ20112044802
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者刘泰, 单保强, 吴冬华, 车聪聪 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司
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