一种蓄电池单体性能监测装置的制作方法

本实用新型一种蓄电池单体性能监测装置，属于蓄电池单体性能监测装置技术领域。

背景技术：

目前应用于变电站通信电源系统主要由交流输入端，整流模块，监控模块，直流输出端和蓄电池供电系统组成；其中蓄电池供电系统是通信电源系统比较重要的一个组成部分，对蓄电池的日常维护非常重要，当蓄电池在运行一段时间后，电池组中个别电池的性能可能变差，如果继续使用，电池内部的化学物质将失效，造成电池组整体性能下降，最终导致整个变电站系统的可靠性降低，一旦蓄电池的直流供电中断，在没有备用电源可供切换时，可能使设备出现故障，甚至损坏，造成不可挽回的损失。

而目前对蓄电池的监控主要有以下两种方式：一种是对整组蓄电池供电系统性能的监控，另一种是通过导线有线连接的方式对单节蓄电池性能的监控，第一种方法无法监控蓄电池的单体性能，第二种方法存在接线复杂，维护困难，造价成本高等缺点。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种结构简单、可对单体蓄电池的运行状态进行实时监测、反馈、预警的蓄电池单体性能监测装置；为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种蓄电池单体性能监测装置，包括中央控制器、蓄电池监测模块、LCD显示屏、无线通信模块，所述中央控制器的信号输入端与蓄电池监测模块相连，所述中央控制器的信号输出端分别与LCD显示屏、无线通信模块相连；

所述无线通信模块通过工业无线网络与监控计算机无线连接；

所述中央控制器的电源输入端还连接有电源控制模块；

所述中央控制器还通过导线分别与LED报警灯、蜂鸣器相连；

所述中央控制器的电路结构为：

所述中央控制器使用的芯片为控制芯片U1，所述蓄电池监测模块使用的芯片为电池监测芯片U2；

所述控制芯片U1的1脚接地；

所述控制芯片U1的2脚接电源控制模块的3.3V输出电源；

所述控制芯片U1的3脚、4脚、6脚、7脚、10脚、11脚与LCD显示屏的输入端相连；

所述控制芯片U1的8脚、9脚接地；

所述控制芯片U1的12脚串接电阻R16后接电源控制模块的20V输出电源；

所述控制芯片U1的15脚并接电阻R8的一端后与LED报警灯的一端相连，所述电阻R8的另一端与三极管Q1的基极相连，所述LED报警灯的另一端与电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端并接电阻R9的一端后与单刀双掷开关S1的2脚相连，所述电阻R9的另一端与三极管Q1的发射极相连，所述三极管Q1的集电极并接二极管D2的负极后与蜂鸣器LS的正极相连，所述蜂鸣器LS的负极并接二极管D2的正极、单刀双掷开关S1的1脚后接地，所述单刀双掷开关S1的3脚接电源控制模块的3.3V输出电源；

所述控制芯片U1的16脚并接电阻R4的一端后与电池监测芯片U2的8脚相连，所述电阻R4的另一端接电源控制模块的3.3V输出电压；

所述电池监测芯片U2的1脚接地；

所述电池监测芯片U2的2脚与待监测蓄电池的正极相连；

所述电池监测芯片U2的3脚与待监测蓄电池的负极相连；

所述电池监测芯片U2的4脚并接电容C6的一端后与电源控制模块的信号输出端相连；

所述电池监测芯片U2的5脚并接电容C7的一端后接电源控制模块的5V输出电源，所述电容C7的另一端并接电容C6的另一端后接地；

所述控制芯片U1的24脚并接电阻R10的一端后与电容C8的一端相连，所述电阻R10的另一端接电源控制模块的3.3V输出电源，所述电容C8的另一端接地。

所述电源控制模块的电源输入端设置有电源插座，所述电源控制模块通过稳压器向监测装置提供2V、3.3V、5V、20V的输出电压。

所述无线通信模块为Zigbee无线通信模块。

所述控制芯片U1的型号为CC2530；所述电池监测芯片U2的型号为DS2438。

本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的监测装置解决了目前变电站内通信蓄电池性能单体性能无法实时监测，其具体性能只能通过定期的充放电试验进行判断的问题，并且能够解决目前蓄电池单体监测装置中接线复杂，不易操作的问题；本实用新型在使用时，将各种测量装置进行了集成，并将得到的数据通过无线传输发送至监控端电脑，在改造和升级时，安装简单、可拆卸、可扩展、可回收，监控端电脑对数据进行分析，能够对蓄电池当前的性能做出判断，给出运行数据，并将数据显示在显示屏上；装置本身可根据蓄电池的使用情况适时投入使用，并能实现一套设备的多点监控，掌握多节蓄电池的状态，也可实现对蓄电池长期监控，确保整个变电站系统安全稳定运行。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构示意图；

图中：1为中央控制器、2为蓄电池监测模块、3为LCD显示屏、4为无线通信模块、5为监控计算机、6为电源控制模块、7为LED报警灯、8为蜂鸣器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型一种蓄电池单体性能监测装置，包括中央控制器1、蓄电池监测模块2、LCD显示屏3、无线通信模块4，所述中央控制器1的信号输入端与蓄电池监测模块2相连，所述中央控制器1的信号输出端分别与LCD显示屏3、无线通信模块4相连；

所述无线通信模块4通过工业无线网络与监控计算机5无线连接；

所述中央控制器1的电源输入端还连接有电源控制模块6；

所述中央控制器1还通过导线分别与LED报警灯7、蜂鸣器8相连；

所述中央控制器1的电路结构为：

所述中央控制器1使用的芯片为控制芯片U1，所述蓄电池监测模块2使用的芯片为电池监测芯片U2；

所述控制芯片U1的1脚接地；

所述控制芯片U1的2脚接电源控制模块6的3.3V输出电源；

所述控制芯片U1的3脚、4脚、6脚、7脚、10脚、11脚与LCD显示屏3的输入端相连；

所述控制芯片U1的8脚、9脚接地；

所述控制芯片U1的12脚串接电阻R16后接电源控制模块6的20V输出电源；

所述控制芯片U1的15脚并接电阻R8的一端后与LED报警灯7的一端相连，所述电阻R8的另一端与三极管Q1的基极相连，所述LED报警灯7的另一端与电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端并接电阻R9的一端后与单刀双掷开关S1的2脚相连，所述电阻R9的另一端与三极管Q1的发射极相连，所述三极管Q1的集电极并接二极管D2的负极后与蜂鸣器LS的正极相连，所述蜂鸣器LS的负极并接二极管D2的正极、单刀双掷开关S1的1脚后接地，所述单刀双掷开关S1的3脚接电源控制模块6的3.3V输出电源；

所述控制芯片U1的16脚并接电阻R4的一端后与电池监测芯片U2的8脚相连，所述电阻R4的另一端接电源控制模块6的3.3V输出电压；

所述电池监测芯片U2的1脚接地；

所述电池监测芯片U2的2脚与待监测蓄电池的正极相连；

所述电池监测芯片U2的3脚与待监测蓄电池的负极相连；

所述电池监测芯片U2的4脚并接电容C6的一端后与电源控制模块6的信号输出端相连；

所述电池监测芯片U2的5脚并接电容C7的一端后接电源控制模块6的5V输出电源，所述电容C7的另一端并接电容C6的另一端后接地；

所述控制芯片U1的24脚并接电阻R10的一端后与电容C8的一端相连，所述电阻R10的另一端接电源控制模块6的3.3V输出电源，所述电容C8的另一端接地。

所述电源控制模块6的电源输入端设置有电源插座，所述电源控制模块6通过稳压器向监测装置提供2V、3.3V、5V、20V的输出电压。

所述无线通信模块4为Zigbee无线通信模块。

所述控制芯片U1的型号为CC2530；所述电池监测芯片U2的型号为DS2438。

本实用新型主要由两部分结构组成；包括测量装置和显示装置；所述测量装置主要由升压电路、降压电路、智能电池监测芯片DS2438和主控芯片CC2530组成，其中主控芯片CC2530内含8051cpu内核，8kbsram，256kb闪存，另外连接有一个规格为802.15.4兼容无线收发器，使其具备数据处理功能，同时通过短距离、低功耗zigbee无线通信协议对数据进行传输；所述LCD显示屏3为定制的LCD128-64显示屏。

本实用新型在工作时，通过对待监测蓄电池的各项参数进行测量和处理，然后将检测数据显示在LCD显示屏3上，同时通过无线通信模块4将数据上传至监控计算机5并显示，当实时监测的数据低于或超过预设数值时，中央控制器1将向LED报警灯7和蜂鸣器8发出信号，进行声光报警装置，方便工作人员及时对故障蓄电池进行定位。

为方便同时监测多块独立工作的蓄电池，本实用新型可以通过操作电源控制模块6实现工作模式的切换；在现实中，单个蓄电池的额定电压一般为2V一隔，12V为6个隔的蓄电池进行串联后的电压，一般是汽车电池、电动车用电池；本实用新型可根据实际测量电池数量上限调整电压量程，提供有2V和12V两个档位。

本实用新型使用的电源控制模块6由档位开关和稳压器组成，其中稳压器的型号为AMS1117-3.3，可对外输出多规格稳定电源，用于对控制芯片U1和电池监测芯片U2供电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。