一種機車牽引蓄電池管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于軌道交通設備領域，尤其涉及一種機車牽引蓄電池管理系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著地鐵行業的不斷發展，軌道工程車在地鐵施工、線路維護和檢測作業中使用的頻率越來越高，成為保障地鐵車輛高效、穩定運行的重要裝備。而由于歷史原因，我國仍主要使用噴吐黑煙、高噪音的燃油型工程車，為響應國家倡導綠色環保的號召，用高效節能，清潔環保的蓄電池工程車來替代燃油型工程車已是一種趨勢。
[0003]蓄電池組作為牽引蓄電池工程車的核心部件，其性能的優劣直接決定了蓄電池工程車運行的穩定性，電池一致性是衡量蓄電池組性能的重要指標，必須對每節電池進行監測。而目前國內的蓄電池工程車只是簡單地采用安時法計算SOC(蓄電池剩余電量)，測量誤差大，且沒有全方位的電池性能評估(包括蓄電池動態內阻，蓄電池單體電壓等)，也就是說，這種方式僅能夠監測整體電流和電壓數據，從中不能很好地監測蓄電池的“健康狀況”，這也制約了蓄電池工程車的全面推廣。此外，現有的電池管理系統只提供常見的通信總線接口如RS485，CAN總線等，給電池管理系統與機車中央控制單元間的數據交換造成困難，不能很好地將蓄電池信息集成在信息顯示單元上，增加司機的操作難度。
[0004]同時目前機車上設備運行環境惡劣，對通信可靠性要求嚴格，現有的電池管理系統內部通信多采用RS485總線或單路CAN總線，難以滿足要求。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種機車牽引蓄電池管理系統，旨在解決僅憑現有的蓄電池整體電流數據不利于對其進行全方位監測的問題。
[0006]本實用新型是這樣實現的，一種機車牽引蓄電池的管理系統，包括主控單元和若干采集單元，主控單元與各采集單元之間采用現場總線進行連接，其中，各采集單元分別設置在蓄電池組電池箱內；
[0007]所述主控單元，用于監測蓄電池組總電流數據，同時匯集所述采集單元傳輸的數據并傳送出去；
[0008]所述采集單元，用于監測蓄電池組各單體的電壓及溫度，并將監測到的單體溫度數據、單體電壓數據傳輸給所述主控單元。
[0009]進一步地，所述現場總線采用雙冗余CAN總線。
[0010]進一步地，所述主控單元包括:
[0011]第一處理器；
[0012]與所述第一處理器連接的電流傳感器，用于監測蓄電池的總電流；
[0013]與所述第一處理器連接的第一電壓傳感器，用于監測蓄電池的總電壓；
[0014]與所述第一處理器連接的存儲器，用于存儲蓄電池性能相關參數；
[0015]與所述第一處理器連接的輸入按鍵，用于設置控制參數，報警值；
[0016]與所述第一處理器連接的傳輸接口，用于接收采集單元傳輸的數據；
[0017]顯示器，用于接收所述第一處理器傳輸的數據并進行顯示；
[0018]與所述第一處理器連接的通信總線接口，用于提供一總線接口，通過通信總線將所述第一處理接收的數據傳輸出去。
[0019]再進一步地，所述存儲器采用大容量非易失性存儲器。
[0020]再進一步地，所述通信總線接口采用基于TCN網絡標準的MVB總線接口。
[0021]所述采集單元，包括:
[0022]第二處理器；
[0023]與所述第二處理器連接的第二電壓傳感器，用于監測蓄電池組單體的單體電壓數據；
[0024]與所述第二處理器連接的溫度傳感器，用于監測蓄電池組單體的單體溫度數據；
[0025]與所述第二處理器連接的傳輸接口，用于接收所述單體電壓數據和單體溫度數據，并將所述單體電壓數據、單體溫度數據傳輸至所述主控單元。
[0026]本實用新型與現有技術相比，有益效果在于:
[0027]1:可以為外部計算系統提供蓄電池的總電流數據、各單體電池的電壓數據和溫度數據，從而計算出單體電池的動態內阻和準確的蓄電池電池容量，從而可以全方位監測蓄電池組每節電池的性能，并提供過溫過流等保護，還能夠使用戶能全面掌握蓄電池性能，有問題及時發現處理，提高工程車運行穩定性。
[0028]2:提供基于TCN網絡標準的MVB通信接口，通過MVB總線實現數據共享后將計算出的蓄電池信息集成在司機操作臺的IDU上顯示，不需額外在司機操作臺上安裝蓄電池信息顯示器，減少布線，節省安裝空間，也方便機車司機觀察數據。
[0029]3:現行蓄電池管理系統內部通信多采用RS485或單路CAN，本系統采用雙冗余CAN通信總線，傳輸速度與可靠性都更好，當其中I路CAN總線發生故障時，另I路CAN總線仍能保證數據通信需求，提高了系統穩定性。
【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型實施例提供的一種機車牽引蓄電池管理系統的結構框圖。
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0032]如圖1所示，一種機車牽引蓄電池的管理系統，包括主控單元I和若干采集單元2，主控單元I與各采集單元2之間采用現場總線進行連接，其中，各采集單元2分別設置在蓄電池組電池箱內。
[0033]主控單元1，用于監測蓄電池總電流數據，同時匯集采集單元2傳輸的數據并傳輸出去；
[0034]采集單元2用于監測蓄電池組各單體的電壓及溫度，并將監測到的單體溫度數據、單體電壓數據傳輸給主控單元I。
[0035]主控單元I，包括:
[0036]第一處理器14 ;
[0037]電流傳感器11，與第一處理器14連接，用于監測蓄電池的總電流；
[0038]電壓傳感器12，與第一處理器14連接，用于監測蓄電池的總電壓；
[0039]存儲器16，用于存儲蓄電池性能相關參數；
[0040]輸入按鍵13，用于設置各種控制參數，報警值，如蓄電池節數、充電過流報警值、放電過流報警值、欠電壓報警值、高溫報警值等；
[0041]顯示器17，用于接收所述第一處理器傳輸的數據并進行顯示；
[0042]傳輸接口，用于接收采集單元2傳輸的數據；
[0043]通信總線接口 15，與第一處理器14連接，用于提供一總線接口，通過通信總線將所述第一處理接收的數據傳輸出去。傳輸出去的數據作為資源供外部計算單元、模塊采用。
[0044]在具體實施例中，存儲器16采用大容量非易失性存儲器，通信總線接口 15可以是基于TCN網絡標準的MVB總線接口。
[0045]進一步地，所述采集單元2，包括:
[0046]第二處理器23 ；
[0047]第二電壓傳感器22，與第二處理器23連接，用于監測蓄電池組單體的電壓，并將單體電壓數據傳輸出去；
[0048]溫度傳感器21，與第二處理器23連接，并將單體溫度數據傳輸出去；
[0049]與所述第二處理器連接的傳輸接口，用于接收所述單體電壓數據和單體溫度數據，并將所述單體電壓數據、單體溫度數據傳輸至所述主控單元。
[0050]在實際應用中，采集單元2安裝在電池箱里的，每個采集單元2上的一對第二電壓傳感器22和溫度傳感器21分別采集一個蓄電池單體的數據，一采集單元2可配置多對第二電壓傳感器22和溫度傳感器21從而可以檢測多個蓄電池單體數據。比如機車有400節電池，分為8個電池箱，每個電池箱安裝一個采集單元2，每個采集單元2配置50對第二電壓傳感器22和溫度傳感器21從而實現監測50個電池單體。
[0051]在具體實施例中，第一處理器14和第二處理器23均采用MCU，所述現場總線采用雙冗余CAN總線，I路損壞，另I路可以立即投入使用，確保通信可靠。提供穩定可靠的數據通信，實現各個控制單元之間的數據分發和匯集。管理系統采用分布式控制，可以監控多達500節的機車牽引蓄電池組。
[0052]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種機車牽引蓄電池管理系統，其特征在于，包括主控單元和若干采集單元，主控單元與各采集單元之間采用現場總線進行連接，其中，各采集單元分別設置在蓄電池組電池箱內； 所述主控單元，用于監測蓄電池組總電流數據，同時匯集所述采集單元傳輸的數據并傳送出去； 所述采集單元，用于監測蓄電池組各單體的電壓及溫度，并將監測到的單體溫度數據、單體電壓數據傳輸給所述主控單元。
2.如權利要求1所述的機車牽引蓄電池管理系統，其特征在于，所述現場總線采用雙幾余CAN總線。
3.如權利要求1所述的機車牽引蓄電池管理系統，其特征在于，所述主控單元包括: 第一處理器； 與所述第一處理器連接的電流傳感器，用于監測蓄電池的總電流； 與所述第一處理器連接的第一電壓傳感器，用于監測蓄電池的總電壓； 與所述第一處理器連接的存儲器，用于存儲蓄電池性能相關參數； 與所述第一處理器連接的輸入按鍵，用于設置控制參數，報警值； 與所述第一處理器連接的傳輸接口，用于接收采集單元傳輸的數據； 顯示器，用于接收所述第一處理器傳輸的數據并進行顯示； 與所述第一處理器連接的通信總線接口，用于提供一總線接口，通過通信總線將所述第一處理接收的數據傳輸出去。
4.如權利要求3所述的機車牽引蓄電池管理系統，其特征在于，所述存儲器采用大容量非易失性存儲器。
5.如權利要求3所述的機車牽引蓄電池管理系統，其特征在于，所述通信總線接口采用基于TCN網絡標準的MVB總線接口。
6.如權利要求1所述的機車牽引蓄電池管理系統，其特征在于，所述采集單元，包括: 第二處理器； 與所述第二處理器連接的第二電壓傳感器，用于監測蓄電池組單體的單體電壓數據； 與所述第二處理器連接的溫度傳感器，用于監測蓄電池組單體的單體溫度數據； 與所述第二處理器連接的傳輸接口，用于接收所述單體電壓數據和單體溫度數據，并將所述單體電壓數據、單體溫度數據傳輸至所述主控單元。
【專利摘要】本實用新型適用于軌道交通設備領域，提供了一種機車牽引蓄電池管理系統，包括主控單元和若干采集單元，主控單元與各采集單元之間采用現場總線進行連接，其中，各采集單元分別設置在蓄電池組各電池箱內；所述主控單元，用于監測蓄電池組總電流數據，同時匯集所述采集單元傳輸的數據并傳送出去；所述采集單元，用于監測蓄電池組各單體的電壓及溫度，并將監測到的單體溫度數據、單體電壓數據傳輸給所述主控單元。本實用新型可以為計算蓄電池容量提供數據，方便計算準確的蓄電池電池容量，還提供MVB通信接口，方便系統并入列車通信網絡，同時系統采用雙冗余CAN通信總線，保證數據通信。
【IPC分類】B61C17-00
【公開號】CN204309775
【申請號】CN201420827450
【發明人】李嘉慶, 譚詩干, 唐建明, 涂卉原
【申請人】深圳市通業科技發展有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月23日