风电变桨叶片动力电池监测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风电变桨叶片动力电池监测的设备，尤其涉及一种风电变桨叶片动力电池监测仪。
【背景技术】
[0002]风电变桨叶片动力电池是风力发电系统的重要组成部分，通常动力电池剩余电量是人们非常关心的一个问题，用来给风力发电叶片调整扭矩的供电系统动力电池更是如此，因为动力电池电量的多少直接影响整个供电系统的可靠性，而供电系统的可靠性将决定风力发电叶片能否正常运行。因此，如何及时而准确的检测风电动力电池剩余电量便变得非常重要。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够及时而准确的检测风电动力电池剩余电量的监测仪。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种风电变桨叶片动力电池监测仪，其包括:电池电量检测芯片、单片机、供电单元以及通讯串口，其中，所述电池电量检测芯片分别与外部的风电变桨叶片电池和单片机相连接，所述电池电量检测芯片对所述风电变桨叶片电池的放电数据进行采样，并将其模拟量转为数字量，然后发送给所述单片机。所述单片机接收到电池电量检测芯片传送的数字量后，通过所述通讯串口发送给计算机主机，所述供电单元分别连接所述电池电量检测芯片及单片机，用于给所述电池电量检测芯片及单片机提供合适的电源电压。
[0005]进一步地，所述电池电量检测芯片包括至少两个Λ Σ模-数转换器和高速电能计算器。
[0006]优选地，所述电池电量检测芯片为CS5460A芯片。
[0007]优选地，所述单片机为STC12C5201AD单片机。
[0008]优选地，所述通讯串口采用RS232串口。
[0009]进一步地，所述供电单元采用220V交流供电或12V直流供电。
[0010]与现有技术相比，本实用新型所提供的风电变桨叶片动力电池监测仪，通过对风电变桨叶片动力电池的实时高精度检测，便于用户随时了解电池的充放电状态，有助于风电动力电池的高效利用，可以提高风电变桨叶片动力电池使用寿命，发挥动力电池最大工作效率，并降低其维护成本，延长其生命周期。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例所述的风电变桨叶片动力电池监测仪的系统框图。
[0012]图2是图1所述的供电单元的接线原理图。
[0013]图3是图1所述的CS5460芯片的接线原理图。
[0014]图4是图1所述的STC12C5201AD芯片的接线原理图。
[0015]图5是图1所述的RS232串口通讯的接线原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0017]参照附图1，图1为本实用新型实施例所述的一种风电变桨叶片动力电池监测仪的系统结构框图。所述风电变桨叶片动力电池监测仪，主要用于风力发电系统，其包括电池电量检测芯片20、单片机30、供电单元50以及通讯串口 40，其中，所述电池电量检测芯片20分别与外部的风电变桨叶片电池10和单片机30相连接，所述电池电量检测芯片20对所述风电变桨叶片电池10的放电数据进行采样，并将其模拟量转为数字量，然后发送给所述单片机30。所述单片机30接收到电池电量检测芯片20传送的数字量后，通过所述通讯串口 40发送给外部的计算机主机60，所述供电单元50分别连接所述电池电量检测芯片20及单片机30，所述供电单元50分别给所述电池电量检测芯片20及单片机30提供合适的电源电压。
[0018]本实用新型所公开的电池监测仪，通过电池电量检测芯片20及单片机30的作用，能够实现对动力电池的工作状态的实时监控，便于用户随时了解电池的充放电状态，从而避免了动力电池因过充、过放而损坏的状况，有助于风电动力电池的高效利用，延长了动力电池组的使用寿命，使动力电池的使用更加节能和环保。
[0019]参照图3所示，具体来说，所述电池电量检测芯片20为CS5460A芯片，所述CS5460A芯片为带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片，包含两个转换器与微控制器通讯的双向串口，芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比且具有高速电能计算功能，可用来检测电压信号的大小。该芯片特有的自动引脚模式功能，能使芯片独立工作，得电时自动初始化，由外部的E2PROM引导开始工作，并从中读取数据。所述CS5460A芯片是具有有功功率计算引擎的CMOS单片功率测量芯片，它包含了两个增益可编程放大器、两个高速滤波器，具有系统校准和有效值/功率计算功能，以提供瞬时电压/电流/功率数据采样及有功能量的周期计算结果，专为功率测量进行了优化，它适合与分流器或电流互感器相连来测量电流；与分压电阻或电压互感器相连来测量电压。
[0020]本实施例中，所述电池电量检测芯片20包括两个Δ Σ模-数转换器和高速电能计算器。它可以精确测量和计算有功电能、瞬时功率、瞬间电压、瞬间电流、I RMS和V RMSo所述CS5460A芯片使用分流器测量电流，电流的检测精度可达到2.98nA，可承载最大20A的过载电流。且使用分压电阻测量电压，电压检测精度可达到29.8nV，同时CS5460A对电能的采样精度为8.8209E-11AH，从而保证了测量的精确度。
[0021]参照图4所示，所述电池电量检测芯片20对采集的风电变桨叶片电池10的放电数据，包括放电过程中的电压大小、电流大小、功率大小等电池在放电工作中的各项参数发送给所述单片机30。所述单片机30优选采用STC12C5201AD单片机30，该系列单片机30具有多串口、高速A/D转换、低功耗高速运行、稳定性好，强抗静电，强抗干扰的优点。所述单片机30对接收的电池的各项电量数据信息进行相应处理，如进行模数转换、驱动调制、多路转换、电量计算等。
[0022]参照图2所示，为了方便与外部的计算机主机60进行通讯，所述通讯串口 40采用通用的RS232串口。通过该串口，计算机主机60可以显示放电数据，也可以通过该串口实现对监测仪的管理，通过对单片机30的控制实现对电池电量检测芯片20的控制，如进行参数设置或参数修改等等。
[0023]在本实施例中，所述供电单元50采用220V交流供电或12V直流供电，且具有多种输入电压可选性，供电单元50上还设有变压器，输入电压可通过变压器提供给芯片或单片机30各种不同的输入电压，输出开关量可直接接到PLC可编程逻辑控制器上，也可直接作为逻辑开关直接接到电路中，输出接口方便实用。
[0024]本实用新型所述的监测仪基于STC单片机30和电池电量检测芯片20CS5460A开发，用于风电动力电池电量实时监测和管理，本监测仪利用大量铅酸电池自放电数据进行了曲线拟合，修正了由电池自身内阻极微弱的耗电和电池正负两极间电池极其微弱的空气放电造成的误差，保证了电池剩余容量误差在合理的范围之内，在电池监测领域具有很好的推广和运用。
[0025]值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。
【主权项】
1.一种风电变桨叶片动力电池监测仪，其特征在于包括:电池电量检测芯片、单片机、供电单元以及通讯串口，其中，所述电池电量检测芯片分别与外部的风电变桨叶片电池和单片机相连接，所述电池电量检测芯片对所述风电变桨叶片电池的放电数据进行采样，并将其模拟量转为数字量，然后发送给所述单片机，所述单片机接收到电池电量检测芯片传送的数字量后，通过所述通讯串口发送给计算机主机，所述供电单元分别连接所述电池电量检测芯片及单片机，用于给所述电池电量检测芯片及单片机提供合适的电源电压。
2.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述电池电量检测芯片包括两个AΣ模-数转换器和高速电能计算器。
3.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述电池电量检测芯片为CS5460A芯片。
4.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述单片机为STC12C5201AD单片机。
5.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述通讯串口采用RS232串口。
6.如权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述供电单元采用220V交流供电或12V直流供电。
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电变桨叶片动力电池监测仪，其包括：电池电量检测芯片、单片机、供电单元以及通讯串口，其中，所述电池电量检测芯片分别与外部的风电变桨叶片电池和单片机相连接，所述电池电量检测芯片对所述风电变桨叶片电池的放电数据进行采样，并将其模拟量转为数字量，然后发送给所述单片机，所述单片机接收到电池电量检测芯片传送的数字量后，通过所述通讯串口发送给计算机主机。本实用新型所提供的风电变桨叶片动力电池监测仪，通过对风电变桨叶片动力电池的实时高精度检测，便于用户随时了解电池的充放电状态，有助于风电动力电池的高效利用，提高风电变桨叶片动力电池使用寿命，发挥动力电池最大工作效率，并降低其维护成本，延长其生命周期。
【IPC分类】G01R31-36
【公开号】CN204422728
【申请号】CN201520148363
【发明人】王涛, 王金国, 高德康, 韩召
【申请人】保定奥奇机电科技服务有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月16日