CN213633752U - 一种蓄电池组离线或开路监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓄电池组离线或开路监测装置，包括内置有多种类型电池在离线开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息的中央处理器模块，所述中央处理器模块电连接有用于对蓄电池组端电压或蓄电池单体电压进行采集的电压采集模块，所述中央处理器模块电连接有用于向用户发出告警信息的告警模块，所述中央处理器模块电连接有显示模块，所述显示模块用于显示当前检测信息，所述中央处理器模块还电连接有与后台主机通信连接的通信模块，用于将报警信息上传至后台主机上。本实用新型具有测量准确，出现故障误报、漏报的可能性极低的优点，同时由于不必使用高精度电流互感器，可以降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备监测技术领域，具体为一种蓄电池组离线或开路监测装置。
背景技术
电力***中，针对蓄电池组的离线、开路监测装置，大多采用测量蓄电池组浮充电流的装置。但在实际应用中，由于蓄电池组大部分时间都工作于浮充状态，而浮充电流又很小，为毫安级别。为了能准确测量出浮充电流，在不破换蓄电池组连接线的前提下，都会采用高精度的电流互感器来测量浮充电流，成本很高而且还无法保证实际测量效果。而且当采用高精度电流互感器时由于高精度互感器自身量程较小的原因，无法完成蓄电池组大电流充放电时的准确测量。因此我们提供一种蓄电池组离线或开路监测装置。
实用新型内容
为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种蓄电池组离线或开路监测装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
本实用新型一种蓄电池组离线或开路监测装置，包括内置有多种类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息的中央处理器模块，所述中央处理器模块电连接有用于对蓄电池组端电压或蓄电池单体电压进行采集的电压采集模块，所述中央处理器模块电连接有用于向用户发出告警信息的告警模块，所述中央处理器模块电连接有显示模块，所述显示模块用于当前检测信息，所述中央处理器模块还电连接有与后台主机通信连接的通信模块，用于将报警信息上传至后台主机上，该装置还包括电源模块，所述电源模块用于对中央处理器模块、通信模块、显示模块、电压采集模块和告警模块进行供电。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的当前检测信息包括当前蓄电池组实际状态、当前电池组电压和当前电池组温度。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的当前蓄电池组实际状态包括在线、离线和开路。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中央处理器模块将接收到的电压采集模块采集的电压信息，与中央处理器模块中内置的同类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息进行匹配对比，来对判断所检测的蓄电池组是否出现离线或开路故障，当检测到蓄电池组出现离线或开路故障时，告警模块发出告警信息同时利用显示模块显示当前检测信息。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的告警模块包括固定电阻R1、R2；三极管Q1；二极管D1和蜂鸣器；
所述固定电阻R1的一端与中央处理器模块中的ALMSP引脚电连接，固定电阻R1的三极管Q1基极电连接，所述固定电阻R2的一端与三极管Q1基极电连接，固定电阻R2的另一端与三极管Q1集电极电连接，所述三极管Q1集电极电连接有加载电压VCC1；所述三极管 Q1的发射极分别与蜂鸣器一端、二极管D1的阴极电连接；所述蜂鸣器的另一端、二极管D1的阳极接地。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电压采集模块包括采样电阻R3、R4；固定电阻R5；电容C1、C2和C3；电压采样芯片INA128；
所述采样电阻R3的一端连接第一采样端A,所述采样电阻R3的另一端、电容C2的一端、电容C3的一端分别与电压采样芯片INA128 上的VIN+引脚电连接，所述采样电阻R4的一端连接第二采样端B, 所述采样电阻R4的另一端、电容C1的一端、电容C2的另一端分别与电压采样芯片INA128上的VIN-引脚电连接，所述电容C3的另一端、电容C1的另一端接地；所述R4串联在电压采样芯片INA128的 1和8引脚之间，所述电压采样芯片INA128上的IN引脚与中央处理器模块电连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源模块包括电源芯片，电容C4、C5、C6、C7和C8；非极性电容C9、C10；电感L；电阻R6；
所述的电容C4、C5、C6和C10并联形成电容稳压电路，所述电源芯片的V0+引脚与电感L的一端、电容C7的一端、电阻R6的一端、非极性电容C9的正极、电阻电连接，电感L的另一端与电容稳压电路的一端电连接，所述电容稳压电路的另一端，电容C7的另一端、非极性电容C9的负极、电阻R6的一端分别与电源芯片的0V引脚电连接，所述电源芯片的V0+引脚连接有驱动电压VDD；所述电源芯片的VIN+引脚连接电压输出端，所述电容C8连接在电源芯片的VIN+ 引脚和GND引脚之间。
本实用新型的有益效果是：该种蓄电池组离线或开路监测装置，通过内置有多种类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息的中央处理器模块，将接收到的电压采集模块采集的电压信息，与中央处理器模块中内置的同类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息进行匹配对比，来对判断所检测的蓄电池组是否出现离线或开路故障，当检测到蓄电池组出现离线或开路故障时，告警模块发出告警信息同时利用显示模块显示当前检测信息，解决了检测过程中必须使用高精度电流互感器测量浮充电流的问题，具有测量准确，出现故障误报、漏报的可能性极低的优点，同时由于不必使用高精度电流互感器，可以降低成本。本实用新型通过设置特定的电压采样模块来进行采样，具有采样稳定的特点，并且通过特定电路的电源进行供电，采用多个并联设置电容进行补偿起到稳压稳流的作用，使得对电源供电的电压以及电流稳定。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型一种蓄电池组离线或开路监测装置的结构示意图；
图2是本实用新型一种蓄电池组离线或开路监测装置的告警模块的电路图；
图3是本实用新型一种蓄电池组离线或开路监测装置的电压采集模块的电路图；
图4是本实用新型一种蓄电池组离线或开路监测装置的电源模块的电路图；
图5是实施例中对蓄电池组离线监测的监测示意图；
图6是实施例中对蓄电池组开路监测的监测示意图。
图中：1、中央处理器模块；2、电压采集模块；3、显示模块；4、告警模块；5、通信模块；6、电源模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例：如图1-6所示，本实用新型一种蓄电池组离线或开路监测装置，包括内置有多种类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息的中央处理器模块1，所述中央处理器模块1电连接有用于对蓄电池组端电压或蓄电池单体电压进行采集的电压采集模块2，所述中央处理器模块1电连接有用于向用户发出告警信息的告警模块4，所述中央处理器模块1电连接有显示模块3，所述显示模块3用于当前检测信息，所述中央处理器模块1还电连接有与后台主机通信连接的通信模块5，用于将报警信息上传至后台主机上，该装置还包括电源模块6，所述电源模块6用于对中央处理器模块1、通信模块5、显示模块3、电压采集模块2和告警模块4进行供电。
所述的当前检测信息包括当前蓄电池组实际状态、当前电池组电压和当前电池组温度。
所述的当前蓄电池组实际状态包括在线、离线和开路。
所述中央处理器模块1将接收到的电压采集模块2采集的电压信息，与中央处理器模块1中内置的同类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息进行匹配对比，来对判断所检测的蓄电池组是否出现离线或开路故障，当检测到蓄电池组出现离线或开路故障时，告警模块4发出告警信息同时利用显示模块3显示当前检测信息。
所述的告警模块4包括固定电阻R1、R2；三极管Q1；二极管D1 和蜂鸣器；
所述固定电阻R1的一端与中央处理器模块中的ALMSP引脚电连接，固定电阻R1的三极管Q1基极电连接，所述固定电阻R2的一端与三极管Q1基极电连接，固定电阻R2的另一端与三极管Q1集电极电连接，所述三极管Q1集电极电连接有加载电压VCC1；所述三极管 Q1的发射极分别与蜂鸣器一端、二极管D1的阴极电连接；所述蜂鸣器的另一端、二极管D1的阳极接地。
所述电压采集模块2包括采样电阻R3、R4；固定电阻R5；电容 C1、C2和C3；电压采样芯片INA128；
所述采样电阻R3的一端连接第一采样端A,所述采样电阻R3的另一端、电容C2的一端、电容C3的一端分别与电压采样芯片INA128 上的VIN+引脚电连接，所述采样电阻R4的一端连接第二采样端B, 所述采样电阻R4的另一端、电容C1的一端、电容C2的另一端分别与电压采样芯片INA128上的VIN-引脚电连接，所述电容C3的另一端、电容C1的另一端接地；所述R4串联在电压采样芯片INA128的 1和8引脚之间，所述电压采样芯片INA128上的IN引脚与中央处理器模块电连接。通过内置有多种类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息的中央处理器模块1，将接收到的电压采集模块2采集的电压信息，与中央处理器模块1中内置的同类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息进行匹配对比，来对判断所检测的蓄电池组是否出现离线或开路故障，当检测到蓄电池组出现离线或开路故障时，告警模块4发出告警信息同时利用显示模块3显示当前检测信息，解决了检测过程中必须使用高精度电流互感器测量浮充电流的问题，具有测量准确，出现故障误报、漏报的可能性极低的优点，同时由于不必使用高精度电流互感器，可以降低成本。本实用新型通过设置特定的电压采样模块来进行采样，具有采样稳定的特点，并且通过特定电路的电源进行供电，采用多个并联设置电容进行补偿起到稳压稳流的作用，使得对电源供电的电压以及电流稳定。
所述电源模块(6)包括电源芯片，电容C4、C5、C6、C7和C8；非极性电容C9、C10；电感L；电阻R6；
所述的电容C4、C5、C6和C10并联形成电容稳压电路，所述电源芯片的V0+引脚与电感L的一端、电容C7的一端、电阻R6的一端、非极性电容C9的正极、电阻电连接，电感L的另一端与电容稳压电路的一端电连接，所述电容稳压电路的另一端，电容C7的另一端、非极性电容C9的负极、电阻R6的一端分别与电源芯片的0V引脚电连接，所述电源芯片的V0+引脚连接有驱动电压VDD；所述电源芯片的VIN+引脚连接电压输出端，所述电容C8连接在电源芯片的VIN+ 引脚和GND引脚之间。
在利用本实用新型对蓄电池组离线或开路监测时，图5为蓄电池组离线监测部分，图中开关点1和开关点2分别代表蓄电池组与充电机连接时的正负极保险丝或空开接触点。电压采集模块2通过采集充电机端电压Ucd和蓄电池组端电压Uab，当Ucd和Uab的电压差值超过额定值的5‰且大于0.4V，且蓄电池组端电压Uab的值符合蓄电池组离线状态下的组端电压变化曲线时，则判断蓄电池组离线。此时通过交叉测量判断蓄电池组离线故障点，如果Uad＝Ucd，Uab＝Ucb，则离线故障点在开关点2处，即负极的保险丝或空开断开；如果 Uad＝Uab，Ucd＝Ucb，则离线故障点在开关点1处，即正极的保险丝或空开断开；如果Uad＝0，Ucb＝0，则开关点1和2均出现故障，即正负极的保险丝或空开均断开。
图6为蓄电池组开路监测部分，图中采集点1、2、3、4可以完成对蓄电池组1、2、3号蓄电池的单体电压的测量，n表示蓄电池组的整体节数。电压采集模块将采集到的蓄电池组单体电压实时送给中央处理器，当检测到被测蓄电池的单体平均电压低于浮充电压时，以该点为起始点建立单体平均电压随时间变化曲线图，如果变化曲线符合蓄电池开路状态下的单体电压变化曲线时，则认为蓄电池组开路。文档中为了便于理解，仅列举了三只采样电池的情况，实际应用中可以根据需求增加更多的采样电池。本实施例提供了一种蓄电池组离线、开路监测装置可以通过交叉测量法完成对离线故障点的判断。
采集三只蓄电池单体平均电压作为样本，通过电压变化曲线判断蓄电池组是否开路。为了便于描述，仅列举了三只蓄电池，实际操作中，凡通过采集单只或多只蓄电池单体平均电压判断是否开路均在本专利保护范围之内。
以上所述，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种蓄电池组离线或开路监测装置，包括内置有多种类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息的中央处理器模块(1)，其特征在于：所述中央处理器模块(1)电连接有用于对蓄电池组端电压或蓄电池单体电压进行采集的电压采集模块(2)，所述中央处理器模块(1)电连接有用于向用户发出告警信息的告警模块(4)，所述中央处理器模块(1)电连接有显示模块(3)，所述显示模块(3)用于当前检测信息，所述中央处理器模块(1)还电连接有与后台主机通信连接的通信模块(5)，用于将报警信息上传至后台主机上，该装置还包括电源模块(6)，所述电源模块(6)用于对中央处理器模块(1)、通信模块(5)、显示模块(3)、电压采集模块(2)和告警模块(4)进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池组离线或开路监测装置，其特征在于，所述的当前检测信息包括当前蓄电池组实际状态、当前电池组电压和当前电池组温度。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池组离线或开路监测装置，其特征在于，所述的当前蓄电池组实际状态包括在线、离线和开路。
4.根据权利要求1所述的一种蓄电池组离线或开路监测装置，其特征在于，所述中央处理器模块(1)将接收到的电压采集模块(2)采集的电压信息，与中央处理器模块(1)中内置的同类型电池在离线、开路状态下的组端和单体随时间的电压变化曲线信息进行匹配对比，来对判断所检测的蓄电池组是否出现离线或开路故障，当检测到蓄电池组出现离线或开路故障时，告警模块(4)发出告警信息同时利用显示模块(3)显示当前检测信息。
5.根据权利要求1所述的一种蓄电池组离线或开路监测装置，其特征在于，所述的告警模块(4)包括固定电阻R1、R2；三极管Q1；二极管D1和蜂鸣器；
所述固定电阻R1的一端与中央处理器模块中的ALMSP引脚电连接，固定电阻R1的三极管Q1基极电连接，所述固定电阻R2的一端与三极管Q1基极电连接，固定电阻R2的另一端与三极管Q1集电极电连接，所述三极管Q1集电极电连接有加载电压VCC1；所述三极管Q1的发射极分别与蜂鸣器一端、二极管D1的阴极电连接；所述蜂鸣器的另一端、二极管D1的阳极接地。
6.根据权利要求1所述的一种蓄电池组离线或开路监测装置，其特征在于，所述电压采集模块(2)包括采样电阻R3、R4；固定电阻R5；电容C1、C2和C3；电压采样芯片INA128；
所述采样电阻R3的一端连接第一采样端A,所述采样电阻R3的另一端、电容C2的一端、电容C3的一端分别与电压采样芯片INA128上的VIN+引脚电连接，所述采样电阻R4的一端连接第二采样端B,所述采样电阻R4的另一端、电容C1的一端、电容C2的另一端分别与电压采样芯片INA128上的VIN-引脚电连接，所述电容C3的另一端、电容C1的另一端接地；所述R4串联在电压采样芯片INA128的1和8引脚之间，所述电压采样芯片INA128上的IN引脚与中央处理器模块电连接。
7.根据权利要求1所述的一种蓄电池组离线或开路监测装置，其特征在于，所述电源模块(6)包括电源芯片，电容C4、C5、C6、C7和C8；非极性电容C9、C10；电感L；电阻R6；
所述的电容C4、C5、C6和C10并联形成电容稳压电路，所述电源芯片的V0+引脚与电感L的一端、电容C7的一端、电阻R6的一端、非极性电容C9的正极、电阻电连接，电感L的另一端与电容稳压电路的一端电连接，所述电容稳压电路的另一端，电容C7的另一端、非极性电容C9的负极、电阻R6的一端分别与电源芯片的0V引脚电连接，所述电源芯片的V0+引脚连接有驱动电压VDD；所述电源芯片的VIN+引脚连接电压输出端，所述电容C8连接在电源芯片的VIN+引脚和GND引脚之间。
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