蓄电池多路智能充电机的制作方法

本实用新型属于蓄电池技术领域，涉及一种蓄电池多路智能充电机。

背景技术：

传统的工频型充电机大多由工频变压器及(可控硅调相)整流电路组成，虽然线路极为简单，但存在着不容忽视的缺点：1.自身的笨重给运输及充电造成诸多不便；2.缺乏完善的保护功能，可靠性差；3.充电期间必须有人工值守，不断地调整充电电流，很难兼顾使蓄电池既充足电又避免过充电。蓄电池的过放电，过充电和长期欠充足电都会造成蓄电池的极板提早老化，影响蓄电池的使用寿命；因此，使蓄电池的每一次放电后都能及时可靠地充满电，是避免上述情况发生、延长蓄电池使用寿命的积极举措，在设备用电特性及配套蓄电池不变的情况下，选择不同功能类型的充电机也就成了延长蓄电池使用寿命的关键因素了，这也就是为什么有些采用传统充电机的用户反映电池的使用寿命不如厂方提供的标称寿命长的原因。因此，亟需一种能够解决上述问题的蓄电池多路智能充电机。

技术实现要素：

为了达到上述目的，本实用新型提供一种蓄电池多路智能充电机，解决了传统工频型充电机在充电期间必须人工不断地调整充电电流，消耗大量人力，且运输不便、可靠性差、蓄电池使用寿命低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种蓄电池多路智能充电机，包括主控单元、人机接口单元、交流电参数采集单元、温湿度采集模块、充电模块单元、继电器控制单元、供电单元；主控单元分别与人机接口单元、交流电参数采集单元、温湿度采集模块、充电模块单元连接，所述交流电参数采集单元采用型号为HZC903E的电力参数仪表采集各项电参数；所述充电模块单元包括多个支路充电模块，每个支路充电模块均与蓄电池连接；所述继电器控制单元包括进线电源端、总开关、分路开关、馈出开关、电源保护器、电流互感器、交流接触器、电源模块、指示灯；进线电源端与电源保护器连接，进线电源端与电源保护器之间设有总开关，进线电源端通过电流互感器与各分路开关连接，每个分路开关依次与对应的交流接触器、电源模块、馈出开关、指示灯连接，进线电源端与供电单元连接，供电单元采用开关电源，电流互感器与主控单元连接，主控单元与PC监控连接。

本实用新型的特征还在于，进一步的，所述充电模块单元的型号为BM2440TF BM1240TF。

进一步的，所述人机接口单元采用触摸液晶屏。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，运输方便，采用开关电源技术及智能充电技术，利用继电器控制单元及开关电源使蓄电池的每一次放电后都能及时可靠地充满电，避免蓄电池的过放电，过充电或长期欠充足电，从而避免蓄电池的极板提早老化，延长蓄电池的使用寿命。本实用新型的充电模块单元采用智能三阶段充电模式，可以实现均充/浮充、恒流/恒压自动转换功能，可设定并控制电压、电流等参数，触摸液晶屏显示控制，全中文菜单提示，操作简便，智能化程度高，完全做到免人工值守的全自动工作状态，特别适用于无人值守的充电场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的结构框图。

图2是本实用新型实施例中蓄电池充电特性曲线示意图。

图3是本实用新型实施例中继电器控制单元的电路图。

图中，1.主控单元，2.人机接口单元，3.交流电参数采集单元，4.温湿度采集模块，5.PC监控，6.充电模块单元，7.继电器控制单元，8.供电单元。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型实施例的结构，如图1所示，包括主控单元1、人机接口单元2、交流电参数采集单元3、温湿度采集模块4、PC监控5、充电模块单元6、继电器控制单元7、供电单元8；主控单元1分别与人机接口单元2、交流电参数采集单元3、温湿度采集模块4、PC监控5、充电模块单元6、继电器控制单元7连接。

在充电过程中，如果温度和湿度超过了设备的工作环境温度，会对设备造成损坏。温湿度采集模块4对于机柜内部温度和湿度进行实时监测，可以实时为用户提供机柜内部温度和湿度的变化情况，避免会对设备造成损坏。

人机接口单元2采用触摸液晶屏，完成操作设定参数实时查询数据功能；主控单元1完成各个单元之间协调工作及控制计算功能，主控单元1是整个实用新型设备的核心，通过主控单元1对其他模块单元进行数据采集，数据显示，切换控制，充电控制等重要的操作。

交流电参数采集单元3用于实时采集交流参数，用于实时监测交流电压等各项参数，通过输入端交流参数的数据分析输入端交流参数变化对于输出端充电模块单元造成的影响，分析出最大范围的使用条件。

如图3所示，继电器控制单元7，包括进线电源端、总开关Q0、分路开关(Q1-Q12)、馈出开关(Q13-Q24)、电源保护器U1、电流互感器(CTS1-CTS3)、交流接触器(KM1-KM12)、电源模块(M1-M12)、指示灯(HL1-HL12)；进线电源端与电源保护器连接，进线电源端与电源保护器之间设有总开关，进线电源端通过电流互感器与各分路开关连接，每个分路开关依次与对应的交流接触器、电源模块、馈出开关、指示灯连接，进线电源端与供电单元8连接，电流互感器与主控单元1连接。进线电源端经过总开关Q0后，将Q1～Q12路分路开关并入交流三相电压线中为电源模块M1至电源模块M12提供所需要的供电电源，电流互感器CTS1、电流互感器CTS2、电流互感器CTS3均与主控单元1连接，接收到主控单元1的控制信号后，根据控制信号吸合用户所需要使用的某路电源模块对应的分路开关，为其提供启动电源，从而为电池进行充电；用户可同时打开Q1-Q12中任意的控制开关，能够根据用户需求智能切换分路开关，继电器控制单元7完成各支路充电模块自动切换到充电过程，在对每一个支路充电模块进行操作时，需要进行控制开关的切换，切换到用户指定的该支路进行充电控制试验；无需将不使用的电源模块打开，达到智能供电，节省功耗，节约用电的目的。

供电单元8采用开关电源，给整个测试仪表提供操作电源，开关电源是用于对蓄电池进行充电操作的重要组成部分，将输入端的交流电通过开关电源内部转换为所需要的直流电，为蓄电池进行充电维护试验。

充电模块单元6为蓄电池充电；充电模块单元6包括12个支路充电模块，12个支路充电模块均与蓄电池连接，可多路同时单独充电，也可选择其中某几路充电，充电过程中可灵活终止或启动某一路而不影响其它几路充电；内置多种充电模式：恒流充电模式、恒压充电模式、三阶段充电模式；每一路充电参数可以单独设置如：设置信息(机车号、电池组号、电压类型、电池容量)、充电参数(充电模式、电压、电流、比例)、终止条件(充入容量、充入时间)；设置充电时间和充入容量，当充电时间和充入容量达到用户设定值时自动终止充电并提交日志和声光。充电时间和充入容量设置为零时表示此终止条件无效，不进行终止判断；运行中可以随时调整充电参数；严格按照蓄电池充电特性曲线进行自动充电，如图2所示，设计的充电模式是“恒流→(均充稳压值)定压减流→(自动判别转为)涓流浮充”，具有充电速度快、充电还原效率高、无需人工值守、超长时间充电无过充电危险、确保蓄电池使用寿命等优点；液晶彩色大触摸屏中文显示，可直接在屏上进行点击操作，操作更简单明了；设有交流输入过欠压保护，输出过压保护、输出短路保护，过热自动终止充电保护功能，反应速度快、寿命长。确保用户放心安全使用；利用PC监控5实现监测功能：PC机通过RJ45与设备相连，在PC机上实时查看各路充电状态；市电异常智能处理功能：在线充电出现市电异常，仪表可根据客户设置，停止充电，既保证供电安全，市电正常后继续完成充电工作，可保证充电顺利完成；可以对充电模块地址进行修改，以便出现模块故障后能及时更换，不影响测试进度；仪表内置充电电流自动计算功能，可根据电池的标称容量和需要的充电小时率来自动计算需要设置的充电电流；仪表内置充电参数预设功能，允许预先内置最少8种常用的充电参数设置，方便使用者充电操作；仪表内置内存至少可存储1G的测试数据，并能提示剩余内存；充电过程中可查看充电曲线图，以便观察电压、电流、容量变化情况；具有智能菜单式操作提示，便于用户操作使用。

开关电源控制芯片采用进口军用级IC，其余元件则采用进口工业级器件，充电机的原理设计优化合理，生产工艺严格完善，保证机器的可靠性和稳定性。功率开关管采用美国产(IGBT)器件，提高整机的可靠性。均充电压可在(180.0～270.0V)范围内连续调整，在面板上采用数字设定，以适应不同蓄电池的充电特性要求和蓄电池初次充电的需要。浮充电压可在(180.0V～均充电压)范围内连续调整，在面板上采用数字设定；充电电流可在(1A～30A)范围内连续调整，在面板上采用数字设定，不受输入交流电压变化的影响，在恒流充电期间电流维持不变，无需人为再调整。严格按照蓄电池充电特性曲线进行自动充电，设计的充电模式是“恒流→(均充稳压值)定压减流→(自动判别转为)涓流浮充”，具有充电速度快、充电还原效率高、无需人工值守、超长时间充电无过充电危险、确保蓄电池使用寿命等优点。液晶中文显示，界面友好。设有交流输入过流保护，交流输入欠压保护，交流输入过压保护、输出短路保护，反应速度快、寿命长。并设有过热自动关机保护功能，确保用户放心安全使用。体积小、重量轻，便于移动。

充电采用高频充电模块；主控板用STM32F429方案，采集及控制电路延用PTC全在线电路，增加SD卡作为测试数据存储，增加RJ45网路接口；液晶用串口触摸10.1寸彩屏，进行人机交换操作。

采用标准电力高频充电屏结构；屏内一路交流输入总开关和指示灯，各模块有交流输入开关和直流输出开关指示灯；充电模块采用插拔安装结构；各支路充电输出接口采用固定式螺栓安装；三相总输入端加防雷器。

本实用新型的工作原理：

充电机以所设置均充充电电流的五分之一作为均充-浮充转换的判别阈值，大于阈值处于均充状态，小于阈值处于浮充状态。充电过程是：充电早期以所选的充电电流对蓄电池进行恒流充电；当蓄电池(组)端电压到达充电机所设定的均充稳压值时，自动转为恒压减流充电；当电流减小至均充/浮充的转换阈值时自动转为浮充。如蓄电池(组)端电压等于充电机的稳压值，充电电流为零；一般可认定此时蓄电池已充满，完成充电。若此时继续充电，经过一段时间后，会逐渐出现维持浮充状态的涓流。设计成上述的充电特性，即先以较高的(均充)电压使蓄电池组的每节电池都能较快地充分地充满电，继而以较低的(浮充)维持电压使蓄电池避免过充电，实现无人值守或减轻操作人员工作强度。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。