电池信息采集单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电池信息采集单元，包括电源，电压处理板，温度处理板、温度变送器和采集电池电压、温度的采集小板；蓄电池组中的每个电池对应一个采集小板，各采集小板的输出端通过级联的方式连接，并将采集到的各个温度信息通过温度变送器轮流传送给温度处理板，将所采集到的电压信息传送给电压处理板，两处理板再上传给上位机，各信息采用巡检方式采集。此种电路结构易于安装，外形美观、操作方便，电路板个数及功能选配灵活，适用于不同制式的电池柜及电池架；温度采用继电器切换巡检方式，电压采用多路转换开关巡检方式，既实现了安全的隔离，又减少了接线，节约了采集成本。
【专利说明】电池信息采集单元
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子产品领域，特别涉及一种电池信息采集单元。
【背景技术】
[0002]随着高速铁路和城市轨道交通的发展，对信号供电系统的要求也越来越严格，目前客运专线和城轨的供电电源系统主要由信号电源屏、UPS和蓄电池组功能单元组成。电源系统两路输入电源断电后UPS和蓄电池组提供不间断供电，对蓄电池组的单节电池状态的监测意义重大，避免了因蓄电池故障导致两路输入电源停电后UPS无法正常供电。电池信息采集单元实现的功能是能够采集电池组每节电池的温度、电压、及电流信息，并上传给上位工控机进行显示。现有的电池信息采集点多时采集单元体积大，采集接线多，安装不方便，配置不灵活且电池电压测量回路与蓄电池组回路没有安全隔离，存在布线复杂、故障率高、成本高、安全隐患大灯问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的问题是提供一种配置灵活、减少接线，电池电压测量回路与蓄电池回路安全隔离，提高安全性的电池信息采集单元。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]一种电池信息采集单元，包括为各部分供电的供电电源，电池电压处理板，电池温度处理板、温度变送器和采集电池电压、温度的采集小板；蓄电池组中的每个电池对应一个采集小板，各所述采集小板的输出端通过级联的方式连接，并将采集到的各温度信息轮流通过温度变送器传送给所述电池温度处理板，将所采集到的电压信息传送给所述电池电压处理板，所述电池电压处理板和所述电池温度处理板对相应信号进行处理后上传给上位工控机，所述电池电压和温度采用巡检的方式进行采集。
[0006]所述采集小板包括温度采集模块和电压采集模块，所述电压采集模块采用多位电压拨码开关输入端短接将所采集到的电压信息通过电压拨码开关的输出端输出，通过电压拨码开关的选通来定位采集小板的序号，电池电压经过电压传感器隔离变换成DC0-5V信号，经电压拨码开关选通，传递到电池电压处理板；所述温度采集模块采用多位温度拨码开关控制继电器线圈，将所采集到的温度信息通过继电器接点输出，所述温度采集模块通过将温度传感器贴在电池表面来采集温度信息，电池温度处理板控制继电器吸合，温度信息由继电器接点输出给温度变送器。
[0007]所述电压拨码开关和所述温度拨码开关均为8位。
[0008]所述电压拨码开关和所述温度拨码开关的输出端均分别连接到接插件的不同引脚上输出信号，各电池电压、温度采集板的输出通过所述接插件进行级联。
[0009]还包括直流电流传感器，所述直流电流传感器采集电池组的电流信息传送给所述电池电压处理板处理后传送给上位工控机。
[0010]所述电池电压处理板和所述电池温度处理板均依次通过485总线、通信保护电路和通信接口与上位工控机连接。
[0011]所述电池温度处理板包括继电器驱动电路、单片机电路和通信电路，所述通信电路和继电器驱动电路均与所述单片机电路连接。
[0012]所述电池电压处理板包括单片机电路、电压处理电路和通信电路，所述电压处理电路、通信电路均与所述单片机电路连接。
[0013]本实用新型具有的优点和积极效果是:多个采集小板采用级联方式连接电池电压、温度处理板，数据经处理上传给工控机，此种电路结构易于安装，外形美观、操作方便，电路板(采集小板和处理板)个数选配灵活，功能选配灵活，适用于不同制式的电池柜及电池架；温度采用继电器切换巡检方式，电压采用多路转换开关巡检方式，既实现了安全的隔离，又减少了接线，节约了采集成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是该实用新型的原理框图；
[0015]图2是本实用新型采集小板的原理框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的实施例进行进一步说明。
[0017]如图1、2所示，一种电池信息采集单元，包括为各部分供电的供电电源，电池电压处理板，电池温度处理板、温度变送器和采集电池电压、温度的采集小板；蓄电池组中的每个电池对应一个采集小板，各所述采集小板的输出端通过级联的方式连接，并将采集到的温度信息通过温度变送器传送给所述电池温度处理板，将所采集到的电压信息传送给所述电池电压处理板，所述电池电压处理板和所述电池温度处理板对相应信号进行处理后上传给上位工控机，所述电池电压和温度采用巡检的方式进行采集。
[0018]供电电源包括依次顺序连接的交流电源、电源滤波器、DC24V开关电源和DC/DC转换电路，经DC/DC转换电路转换后输出DC5V和DC15V，为了适应和节省空间，两路输出(DC5V和DC15V)分别通过两块电源板引出给附近的线路供电。
[0019]电池温度处理板包括继电器驱动电路、单片机电路、和通信电路，通信电路和继电器驱动电路均与单片机电路连接。
[0020]电池电压处理板包括单片机电路、电压处理电路和通信电路，电压处理电路、通信电路均与单片机电路连接。
[0021]如图2所示，每个采集小板包括一个温度采集模块和一个电压采集模块，电压采集模块包括电压传感器HV03、8位电压拨码开关S1，电池电压经过电压传感器HV03隔离变换成DC0-5V信号，送入电压拨码开关S1的输入端，电压拨码开关S1的8个输入端短接，经电压拨码开关S1选通一路输出，将信息传递到电池电压处理板；温度采集模块包括温度传感器、继电器J2和8位的温度拨码开关，电池温度信息经继电器J2接点送入温度变送器，温度拨码开关S2的8个输入端短接选通一路输出，用于控制继电器的线圈吸合，温度采集模块通过将温度传感器(本实施例中为热电偶)贴在电池表面来采集温度信息，电池温度处理板经温度编码开关S2控制继电器J2吸合，温度拨码开关选通1位，温度信息由温度传感器采集，经继电器、输出给温度变送器。8块电池温度转换成电阻信号依次通过继电器选通到温度变送器输入端。电池温度采集板每2分钟发出断开继电器n，吸合继电器n+1的指令，8个继电器轮流吸合，16分钟完成8个电池温度的巡检。
[0022]多节电池对应多个采集小板，每个采集小板的电压拨码开关和温度拨码开关的8位输出均分别连接到DB25针插头的不同引脚上，多节电池上的多个采集小板的输出端，也就是DB25针插头采用并联连接的方式级联，比如本实施例采用8节电池对应8块采集小板，每个采集小板选通拨码开关位数与采集小板的顺序号对应，比如第一块采集小板选通其上的电压或温度拨码开关的第一位来传送信息，第二采集小板选通其上的电压或温度拨码开关第二位来传送信息，第三采集小板选通其上的电压或温度拨码开关的第三位来传送信息，以此类推；每个采集小板的输出对不同的电池进行信息采集时就选通不同位的拨码开关即可实现对不同电池信息的巡检，因此，每个采集小板对于不同的电池具有通用性，而且8个采集小板对应一个电压处理板和一个温度处理板，每个温度处理板处理8路温度信号，每个电压处理板处理8路电压信号，处理后均上传给上位工控机。
[0023]根据电池的具体个数选择采集小板和电池温度处理板及电池电压处理板的个数。本实用新型电路板个数选配灵活、接线少，安装方便，适应性强。本实用新型采用巡检的方式可以节约很多器件、连接线和空间，因此节约了空间和成本。
[0024]为了完成对电池组电流的检测，本实施例还包括直流电流传感器，直流电流传感器采集电池组的电流信息传送给电池电压处理板处理后传送给上位工控机。
[0025]为了数据传输的稳定性，电池电压处理板和所述电池温度处理板均依次通过485总线、通信保护电路和通信接口与上位工控机连接。
[0026]本实施例将通信保护电路、通信接口 DB25针插座都设置在插座板上，将供电电源的两路输出、插座板、电池电压处理板、电池温度处理板安装在铝合金机笼中，高度为3U，宽度为84HP ;采集小板安装在ABS+PC的合金材料方盒中国，置于蓄电池组附近，8个采集小板输出端通过插头插座级联后由最后一级的插头连接到插座板上的插座上；温度传感器通过安装于一个特定的金属模具内，贴于电池表面。
[0027]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种电池信息采集单元，其特征在于:包括为各部分供电的供电电源，电池电压处理板，电池温度处理板、温度变送器和采集电池电压、温度的采集小板；蓄电池组中的每个电池对应一个采集小板，各所述采集小板的输出端通过级联的方式连接，并将采集到的各温度信息轮流通过温度变送器传送给所述电池温度处理板，将所采集到的电压信息传送给所述电池电压处理板，所述电池电压处理板和所述电池温度处理板对相应信号进行处理后上传给上位工控机，所述电池电压和温度采用巡检的方式进行采集。
2.如权利要求1所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述采集小板包括温度采集模块和电压采集模块，所述电压采集模块采用多位电压拨码开关输入端短接将所采集到的电压信息通过电压拨码开关的输出端输出，通过电压拨码开关的选通来定位采集小板的序号，电池电压经过电压传感器隔离变换成DC0-5V信号，经电压拨码开关选通，传递到电池电压处理板；所述温度采集模块采用多位温度拨码开关选通继电器线圈，将所采集到的温度信息通过继电器接点输出，所述温度采集模块通过将温度传感器贴在电池表面来采集温度信息，电池温度处理板控制继电器吸合，温度信息由继电器接点输出给温度变送器。
3.如权利要求2所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述电压拨码开关和所述温度拨码开关均为8位。
4.如权利要求3所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述电压拨码开关和所述温度拨码开关的输出端均分别连接到接插件的不同引脚上输出信号，各电池电压、温度采集板的输出通过所述接插件进行级联。
5.如权利要求1-4任一项所述的电池信息采集单元，其特征在于:还包括直流电流传感器，所述直流电流传感器采集电池组的电流信息传送给所述电池电压处理板处理后传送给上位工控机。
6.如权利要求1-4任一项所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述电池电压处理板和所述电池温度处理板均依次通过485总线、通信保护电路和通信接口与上位工控机连接。
7.如权利要求5所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述电池电压处理板和所述电池温度处理板均依次通过485总线、通信保护电路和通信接口与上位工控机连接。
8.如权利要求1所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述电池温度处理板包括继电器驱动电路、单片机电路和通信电路，所述通信电路和继电器驱动电路均与所述单片机电路连接。
9.如权利要求1所述的电池信息采集单元，其特征在于:所述电池电压处理板包括单片机电路、电压处理电路和通信电路，所述电压处理电路、通信电路均与所述单片机电路连接。
【文档编号】G01R31/36GK204215025SQ201420659198
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】许双双, 李同丽, 蒋晓凡, 薛志远 申请人:天津铁路信号有限责任公司