专利名称：一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池检测装置，特别是用于高可靠性的实时检测锂一次电池组或锂二次电池组的航行推进动力单元和电子设备动力单元的总输出电压、电流等性能参数的锂电池组检测板装置。
背景技术：
目前，实时检测锂一次电池组或锂二次电池组的装置，多为简单的功能性可实现对锂电池的电压、电流等一些电池特性的采集，并可传送到主控制台。然而此类产品未能考虑到复杂的应用环境及条件，因此不能适应在高空、水下等作业时的环境。比如再水下靠锂电池作为推进动力的设备，在运行时由于运载体内部有大功率直流动力电机及各种电磁设备在运行，因此除了振动外还会产生很强的强磁场及高辐射，这可导致普通的电子监测设备无法进行正常的工作。
发明内容本实用新型为要解决上述提出的可导致普通的电子监测设备无法进行正常的工作的繁杂情况，而产生的技术问题，提出一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置。充分考虑到了检测锂一次电池组或锂二次电池组的装置在空中、水下等多种能够复杂环境下的干扰因素。采取了如图7所示的控制手段，控制干扰源、切断传播途径和保护敏感体等措施确保该装置可以实现采集、运算、存储后把所得到的电压、电流等信息值传送到主控制台。本实用新型提供的技术方案是一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，该装置包括强电保险电路，传感器电路，输入滤波器，分仓式壳体，检测电路，检测滤波器，其特征在于所述检测电路还包括滤波的D形连接器，该检测电路负责对电流、电压的数据采集、数据的处理，并通过485通讯接口与上位机的通讯，所述分仓式壳体设置有强电仓、传感器仓、检测仓和配线仓，由于电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时，会向外辐射电磁波，对邻近的其它设备产生干扰。另一方面，空间的各种电磁波也会感应到电路中， 对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。因此建立分仓式壳体，将强电电路与弱电电路分离并进行屏蔽可以达到有效地解决电磁干扰问题。该分仓式壳体还包括检测电路盖板组件、安装板组件、强电保险盖板组件和配线盖板组件，所述的强电保险电路，传感器电路和检测电路之间的连接都经过了配线仓降低了各电路间的干扰，所述安装板组件的两侧设有设备安装孔，用于将本装置固定在装备被检测锂电池组的电子设备上，作为锂电池组检测板装置是锂电池的附属设备，所需检测项目及本装置自身电力都需由设备外引入，因此，在该分仓式壳体的一侧设置有可扩展数据输入接口，电子设备动力输入接口和航行动力输入接口，由于所有输入的线必需完全保留，所以在该分仓式壳体的另一侧设置有航行动力输出接口 2，航行动力输出接口 1和电子设备输出接口，将电子设备动力输入接口和航行动力输入接口输入的线路再由航行动力输出接口 2，航行动力输出接口 1和电子设备输出接口输出，其中航行动力输出接口 2是航行动力输出接口 1 的扩展分支线，同时为了实现实时数据的通讯，在所述电子设备输出接口中增加了 485通讯接口线，所述的强电保险电路安置在强电仓内，实现强电隔离，所述的传感器电路安置在传感器仓内，实现采集信号数据隔离，所述的检测电路安置在检测仓内，实现弱电隔离；所述的航行动力输入接口中的输入线与强电保险电路连接，经强电保险电路再连接到航行动力输出接口 1的输出线，同时通过检测线经配线仓与传感器电路连接，经过传感器电路变送的电信号通过信号线经过配线仓到滤波的D形连接器再与检测电路相连，保证检测数据的稳定，检测电路通过变送、采集、运算、存储后把所得到的电压、电流等信息通过485通讯线与电子设备动力输出口连接把信息传送到航行控制中心；电子设备动力输入接口作为电子设备动力供电通道，该电子设备动力输入接口供电输入进入后通过输入滤波器后由电子设备输出接口输出，此电源同时通过配线仓供给传感器电路，同时通过配线仓到达检测仓内通过检测滤波器给检测电路供电；如图7屏蔽原理图所示，屏蔽体上的孔缝是造成屏蔽体泄漏的主要因素之一。孔缝产生的电磁泄漏与电磁波的频率、种类、辐射源与孔洞的距离等因素有关，因此所述的检测电路盖板组件、安装板组件、强电保险盖板组件和配线壳顶盖板组件分别与仓式壳体的对应部分其接口部位都贴有电磁屏蔽条通过紧配合螺钉固定连接。电磁环境要考虑电磁环境特性，频谱特性，电磁能量，因此所述的分仓式壳体以及检测电路盖板组件、安装板组件、强电保险盖板组件和配线壳顶盖板组件所采用的材料为高导电率材料、密度小、耐气候(经表面处理)的材料铝2A12-T3作为屏蔽体材料。任一频率电磁波的波长为波长(λ)=光速(C)/频率(Ηζ)，孔缝长度为波长的 1/2时，电磁波开始以20dB/10倍频(1/10截止频率)或6dB/8倍频(1/2截止频率)的速率衰减，通过计算，将所述分仓式壳体与所述的检测电路盖板组件、安装板组件、强电保险盖板组件和配线壳顶盖板组件之间所固定的各螺钉的间距不大于150mm，可以使有效接触距离控制在15mm以内，该分仓式壳体与所述的检测电路盖板组件、安装板组件、强电保险盖板组件和配线壳顶盖板组件之间的连接面设有优质屏蔽条，用于仓式壳体的各个仓的缝间屏蔽的加强处理。 扩宽展数据输入接口，电子设备动力输入接口，和航行动力输入接口，航行动力输出接口 2，航行动力输出接口 1和电子设备输出接口采用的是航空插头，各航空插头与所述分仓式壳体的连接处设有优质电磁屏蔽密封垫，保证了线路连接的可靠性及屏蔽性。所述传感器电路实现电流、电压测量，通过检测线与所述检测电路连接，在检测电路中通过变送电路和AD转换电路及计算单元通过变送、采集、运算、存储将得到的电流、电压信号通过485通讯口传送到航行控制单元；其传感器电路、的供电电源是由电子设备输入接口输入，经过输入滤波器提供，检测电路的供电电源是通过输入滤波器后经过配线仓到达检测仓后再经过检测滤波器提供。本实用新型所实现的功能如下本实用新型一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，由4部分组成第一部分电流、电压测量采用电流、电压传感器通过AD转换把电流、电压传送给检测板上的单片机；第二部分是DC-DC电源，其作用是为系统供电，采用DC士 15V电源；第三部分由CPU和存储器及CPU外围元件组成检测电路，负责数据的采集、数据的处理； 第四部分是485通讯接口，负责与上位机的通讯。为了保证电磁兼容性，在电路中采用输入输出电路均采取了隔离、滤波处理、布线时强弱电分开、线间屏蔽。在结构上采用壳体采用分仓式结构，所有机械接口加屏蔽件，分隔屏蔽等措施。根据以上4个组成部分，结构上建立了 4个职能仓，分别为强电仓、传感器仓、控制仓和配线仓，将不同的电路安置在不同的仓内。保证了本实用新型一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置的安全性和可靠性，从而提高了该装置的在线监控的便利性。
图1为本实用新型一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置结构示意简图；图2为本实用新型该锂电池检测板装置的外观示意简图；图3为本实用新型该锂电池检测板装置的各个分仓装配效果示意图；图4为本实用新型该锂电池检测板装置的分仓示意图；图5为本实用新型该锂电池检测板装置的配线连接示意简图；图6为本实用新型该锂电池检测板装置的配线仓示意图；图7屏蔽原理图
具体实施方式
下面结合参考图更详细地解释本实用新型。以某水下推进器为例，该推进器安装有动力锂电池组。从该锂电池组检测电池组输出端电压，分别为一路航行推进动力输出电压Q60 400V)和一路电子设备动力输出电压(M 36V)。检测电池组输出端电流，分别为一路航行推进动力输出电流(0 30A)和一路电子设备动力输出电流(0 10A)。在该水下推进器上安装本实用新型的装置，可以进一步提高该水下推进器的使用效率，具体描述如下请参见图1，一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，该装置包括强电保险电路(9)，传感器电路(11)，输入滤波器(12)，分仓式壳体(14)，检测电路(15)，检测滤波器(16)，其特征在于请参考图3，所述检测电路(1 还包括滤波的 D形连接器(15-1)，该检测电路(1 负责对电流、电压的数据采集、数据的处理，并通过485 通讯接口与上位机的通讯，请参考图2，从图中可看出本装置为一封闭式结构的装置，因此可以满足水下作业的动力推进设备的环境要求，请参考图4、图6，所述分仓式壳体(14)设置有强电仓(14-1)、传感器仓(14-2)、检测仓(14- 和配线仓(14-4)，电池组检测板在水下工作环境中无明确的低电压大电流产生的低频磁场。仅用于锂电池组的电压、电流检测， 属于直流、低频低速的控制电路，产生的干扰主要表现为低功率密度的电场或电磁场干扰， 因此重点在屏蔽、接口滤波等。由于电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时， 会向外辐射电磁波，对邻近的其它设备产生干扰。另一方面，空间的各种电磁波也会感应到电路中，对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。因此
5建立分仓式壳体(14)，将强电电路与弱电电路分离并进行屏蔽可以达到有效地解决电磁干扰问题。请参考图1，该分仓式壳体(14)还包括检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、 强电保险盖板组件⑶和配线盖板组件(10)，所述的强电保险电路(9)，传感器电路(11) 和检测电路(15)之间的连接都经过了配线仓降低了各电路间的干扰，所述安装板组件(2) 的两侧设有设备安装孔，用于将本装置固定在装备被检测锂电池组的水下推进器上，作为锂电池组检测板装置是锂电池的附属设备，所需检测项目及本装置自身电力都需由设备外引入，对本实例所引入的检测项目分别是检测电池组输出电压，航行推进动力输出电压 (260 400V)和一路电子设备动力输出电压04 36V)。检测电池组输出端电流，分别为一路航行推进动力输出电流(0 30A)和一路电子设备动力单元输出电流(0 10A)。因此，在该分仓式壳体(14)的一侧设置有可扩展数据输入接口(4)，电子设备动力输入接口(5)和航行动力输入接口(6)，由于所有输入的线必需完全保留，所以在该分仓式壳体(14)的另一侧设置有航行动力输出接口 2 (7)，航行动力输出接口 1(8)和电子设备输出接口(13)，将电子设备动力输入接口( 和航行动力输入接口(6)输入的线路再由航行动力输出接口 2 (7)，航行动力输出接口 1(8)和电子设备输出接口(13)输出，其中航行动力输出接口 2(7)是航行动力输出接口 1(8)的扩展分支线，同时为了实现实时数据的通讯， 在所述电子设备输出接口(1 中增加了 485通讯接口线，请参考图3、图4，所述的强电保险电路(9)安置在强电仓(14-1)内，实现强电隔离，所述的传感器电路(11)安置在传感器仓(14-2)内，实现采集信号数据隔离，所述的检测电路(15)安置在检测仓(14-3)内，实现弱电隔离；请参考图5、图6，所述的航行动力输入接口(6)中的输入线与强电保险电路(9) 连接，经强电保险电路(9)再连接到航行动力输出接口 1(8)的输出线，同时通过检测线经配线仓(14-4)与传感器电路(11)连接，经过传感器电路(11)变送的电信号通过信号线经过配线仓(14-4)到滤波的D形连接器(15-1)再与检测电路(15)相连，配线仓(14_4)起到了连接强电仓(14-1)，传感器仓(14-2)和检测仓(14-3)的过渡作用，保证检测数据的稳定，检测电路(1 通过变送、采集、运算、存储后把所得到的电压、电流等信息通过485通讯线与电子设备动力输出口(1 连接把信息传送到航行控制控制中心；电子设备动力输入接口(5)作为电子设备动力供电通道，该电子设备动力输入接口(5)供电输入进入后通过输入滤波器(1 后由电子设备输出接口(1 输出，此电源同时通过配线仓(14-4)供给传感器电路(11)，同时通过配线仓(14-4)到达检测仓(14-3)内通过检测滤波器(16)给检测电路(1 供电；如图7屏蔽原理图所示，屏蔽体上的孔缝是造成屏蔽体泄漏的主要因素之一。孔缝产生的电磁泄漏与电磁波的频率、种类、辐射源与孔洞的距离等因素有关，因此所述的检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件C3)和配线壳顶盖板组件(10)分别与仓式壳体(14)的对应部分其接口部位都贴有电磁屏蔽条通过紧配合螺钉固定连接。请参考图1，电磁环境要考虑电磁环境特性，频谱特性，电磁能量，因此所述的分仓式壳体(14)以及检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件(3)和配线壳顶盖板组件(10)所采用的材料为高导电率材料、密度小、耐气候(经表面处理)的材料铝 2A12-T3作为屏蔽体材料。[0033]任一频率电磁波的波长为波长(λ)=光速(C)/频率(Ηζ)，孔缝长度为波长的 1/2时，电磁波开始以20dB/10倍频(1/10截止频率)或6dB/8倍频(1/2截止频率)的速率衰减，通过计算，将所述分仓式壳体(14)与所述的检测电路盖板组件(1)、安装板组件 O)、强电保险盖板组件(3)和配线壳顶盖板组件(10)之间所固定的各螺钉的间距不大于 150mm，可以使有效接触距离控制在15mm以内，该分仓式壳体(14)与所述的检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件(3)和配线壳顶盖板组件(10)之间的连接面设有优质屏蔽条，用于仓式壳体(14)的各个仓的缝间屏蔽的加强处理。扩宽展数据输入接口(4)，电子设备动力输入接口( ，和航行动力输入接口(6)， 航行动力输出接口 2 (7)，航行动力输出接口 1(8)和电子设备输出接口(13)采用的是航空插头，各航空插头与所述分仓式壳体(14)的连接处设有优质密封垫，保证了线路连接的可靠性及屏蔽性。所述传感器电路(11)实现电流、电压测量，通过检测线与所述检测电路(15)连接，在检测电路(1 中通过变送电路和AD转换电路及计算单元通过变送、采集、运算、存储将得到的电流、电压信号通过485通讯口传送到航行控制单元；由于已经对强辐射电路或高度敏感电路采取了局部屏蔽，再对干扰源或干扰电路采取板级滤波，因此在其传感器电路(11)、的供电电源是由电子设备输入接口(5)输入，经过输入滤波器(1 提供，检测电路(1 的供电电源是通过输入滤波器(1 后经过配线仓 (14-4)到达检测仓(14- 后再经过检测滤波器(16)提供，经过两次滤波进一步降低了链路中的信号干扰。
权利要求1.一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，该装置包括强电保险电路(9)，传感器电路(11)，输入滤波器(12)，分仓式壳体(14)，检测电路(15)，检测滤波器(16)，其特征在于所述检测电路(1 还包括滤波的D形连接器(15-1)，所述分仓式壳体(14)设置有强电仓(14-1)、传感器仓(14-2)、检测仓(14-3)和配线仓(14-4), 该分仓式壳体(14)还包括检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件(3) 和配线盖板组件(10)，所述安装板组件O)的两侧设有设备安装孔，在该分仓式壳体(14) 的一侧设置有可扩展数据输入接口 G)，电子设备动力输入接口( 和航行动力输入接口(6)，在该分仓式壳体(14)的另一侧设置有航行动力输出接口 2(7)，航行动力输出接口 1(8)和电子设备输出接口(13)，所述电子设备输出接口(1 中含有485通讯接口线，所述的强电保险电路(9)安置在强电仓(14-1)内，所述的传感器电路(11)安置在传感器仓 (14-2)内，所述的检测电路(15)安置在检测仓(14-3)内；所述的航行动力输入接口(6)中的输入线与强电保险电路(9)连接，经强电保险电路 (9)再连接到航行动力输出接口 1(8)的输出线，同时通过检测线经配线仓(14-4)与传感器电路(11)连接，经过传感器电路(11)变送的电信号通过信号线经过配线仓(14-4)到滤波的D形连接器(15-1)再与检测电路(1 相连，检测电路(1 通过通讯线与电子设备动力输出口 (13)连接；电子设备动力输入接口( 供电输入进入后通过输入滤波器(1 后由电子设备输出接口(1 输出，所述检测滤波器(16)连接检测电路路(15)；所述的检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件(3)和配线壳顶盖板组件(10)分别与仓式壳体(14)的对应部分其接口部位都贴有电磁屏蔽条通过紧配合螺钉固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，其特征在于所述的分仓式壳体(14)以及检测电路盖板组件(1)、安装板组件 O)、强电保险盖板组件C3)和配线壳顶盖板组件(10)所采用的材料为铝2A12-T3。
3.根据权利要求1所述的一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，其特征在于所述分仓式壳体(14)与所述的检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件⑶和配线壳顶盖板组件(10)之间所固定的各螺钉的间距不大于150mm，该分仓式壳体(14)与所述的检测电路盖板组件(1)、安装板组件O)、强电保险盖板组件(3)和配线壳顶盖板组件(10)之间的连接面设有优质屏蔽条。
4.根据权利要求1所述一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，其特征在于扩宽展数据输入接口 G)，电子设备动力输入接口(5)，和航行动力输入接口(6)，航行动力输出接口 2 (7)，航行动力输出接口 1(8)和电子设备输出接口(13) 采用的是航空插头，各航空插头与所述分仓式壳体(14)的连接处设有优质密封垫。
5.根据权利要求1所述一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，其特征在于所述传感器电路(11)实现电流、电压测量，通过检测线与所述检测电路(15)连接。
专利摘要本实用新型一种高可靠性的航行推进动力与电子设备动力的锂电池组检测板装置，该装置包括强电保险电路，传感器电路，检测电路，输入滤波器和分仓式壳体，该装置充分考虑到了在空中、水下等多种能够复杂环境下的干扰因素，采取了控制干扰源、切断传播途径和保护敏感体等措施，确保该装置可以实现采集、运算、存储后把所得到的电压、电流等信息值传送到使用锂一次电池组或锂二次电池组的航行推进动力单元和电子设备动力单元的主控制台。
文档编号G01R31/36GK202196160SQ20112032445
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者郭衡, 马德明 申请人:北京嘉捷恒信能源技术有限责任公司