基于電池儀和放電儀智能化充放電系統的研發

邢詒政 黃孫新 李炳介 謝培功 吳清川 王虎天

摘 要：通過電池儀的蓄電池電壓采集功能和放電儀的充電/放電功能，開發一種帶有人機操作界面、數據通訊的智能化控制系統，實現蓄電池數據的實時監測和蓄電池充電/放電測試的控制。

關鍵詞：電池儀；放電儀；充放電

中圖分類號：U653 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0044-02

Abstract： An intelligent control system with man-machine interface and data communication is developed by means of battery voltage acquisition function and charge/discharge function of discharge instrument. The real-time monitoring of battery data and the control of battery charge/discharge test are realized.

Keywords： battery meter； discharge meter； charge and discharge

變電站直流系統中蓄電池是交流失電或其他事故時唯一的能源供給，是保證不間斷供電的關鍵設備。但目前蓄電池充放電測試需要維護人員定期去現場操作，會有各種外部原因導致蓄電池信號傳輸異常，導致放電數據發生誤差以及需要重新反復進行充放電測試，所以存在一定的局限性和安全隱患。

因此，本文設計了基于電池儀和放電儀智能化充放電系統，可以實時監測蓄電池數據和控制蓄電池充放電測試。

1 總體方案設計

基于電池儀和放電儀智能化充放電系統是由控制模塊、電池儀采集模塊、人機交互模塊、充放電模塊和通訊模塊組成，其總體結構如圖1所示。各個模塊的功能如表1所示。

2 系統硬件設計

2.1 控制模塊

控制模塊CPU主頻300MHz以上，內存64M以上。主要硬件電路包括：輸入/輸出電路、電源電路、時鐘電路、串口電路。

2.2 數據采集模塊

數據采集模塊主要實現蓄電池組24節電池單體電壓的采集，具體的硬件接口如圖2所示。

2.3 人機交互模塊

人機交互模塊采用全觸摸屏，主界面有電池測試、實時數據、歷史數據和系統參數四個主菜單，點擊主菜單可進入相應的子菜單。電池測試包括電池放電、電池充電和自動放充。實時數據主要包括蓄電池單體電壓。歷史數據包括工作方式、啟動時間和運行時間。系統參數包括本機地址、日期時間、采集方式等。

2.4 充放電模塊

充放電模塊主要由繼電器、充電機和放電負載組成。系統正常狀態下繼電器和充電機、放電設備斷開。啟動放電時，控制模塊觸發繼電器吸合放電負載，此時蓄電池充當電源，形成放電回路。啟動充電時，控制模塊觸發繼電器吸合充電機，此時蓄電池充當負載，形成充電回路。

2.5 通訊模塊

通訊模塊采用RS485硬件接口，波特率1200/2400/4800/9600BPS，字符格式采用奇偶校驗位、1位起始位、8位數據位、1位停止位的異步串行通訊格式。

3 系統軟件設計

軟件流程圖

軟件開發所用的系統是Windows win98/NT4.0/XP。

4 系統測試

外部硬件接線完畢后，啟動本系統，在觸摸屏上設置好相關參數并進行保存。

可以查看到蓄電池的工作狀態、單體電壓和充放電時間、容量等參數。觸摸屏上啟動蓄電池放電/充電后，主控制器通過電池儀采集模塊采集蓄電池電壓并且計算充電/放電相關數據，當達到放電/充電停止條件時，能自動停止放電/充電測試。

5 結束語

本文設計了一種基于電池儀和放電儀智能化充放電系統，其優點在于：可以實時采集蓄電池數據實現在線監測，可以實時以及自動控制蓄電池充放電測試過程。降低了人工維護成本，操作更加安全。

參考文獻：

[1]雷煜卿，李建岐，候寶素.面向智能電網的配用電通信網路研究[J].電網技術，2011，35（12）：14-19.

[2]李會慶.無線接入技術在電力通信網中的應用研究[J].信息通信，2013，4：227-228.

[3]李升.單片機原理與接口技術[M].北京大學出版社，2011，7.

[4]譚浩強.C程序設計（第三版）[M].清華大學出版社，2005，7.

[5]周潤景，景曉松.Mentor高速電路板設計與仿真[M].電子工業出版社，2008，2.