[發明專利]一種機車蓄電池在線檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201010265040.0
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101923144A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 胡燁;張勤月;左立民;唐勇;古志東;劉微;毛子妍
• 申請（專利權）人: 株洲天利鐵路機車車輛配件有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G08C17/02
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明專利涉及一種鐵路機車運行部件的檢測方法及裝置，尤其是指一種鐵路機車蓄電池在線檢測的方法及裝置，用于對機車蓄電池性能、容量進行在線時實監控。

背景技術

鐵路機車用蓄電池組由48節左右的大容量閥控式鉛酸蓄電池串聯而成，是鐵路機車的關鍵性部件，對內燃機車它是柴油機的啟動電源，當柴油機沒有啟動時給整個機車提供110V直流電。在電力機車上蓄電池是備用電源和啟動電源，其作用主要包括：在降弓狀態下為機車的控制電路、低溫預熱電器、輔助壓縮機、照明顯示等低壓電器提供110?V直流電源，保證機車升弓并投入工作。在機車運行中110?V控制電源發生故障時，給控制電路提供電源來維持機車的短時故障運行；機車正常運行過程中對控制電源起濾波作用，以降低控制電源的紋波系數，提高控制電源的品質；為機車的低壓試驗提供控制電源和為機車的故障檢查提供照明電源。蓄電池的好壞直接影響機車的安全運行，蓄電池故障將引起如下后果：影響電池自身使用壽命；影響機車110V供電品質；機車不能正常啟動；運用過程中引起機破；引起其它電路系統誤動作。目前對于蓄電池的檢測和檢修維護必須在庫內進行，連線復雜，操作耗時耗工，嚴重影響了機車的運用效率，急需一種智能化、自動化的蓄電池在線監測裝置填補這一領域的空白。

發明內容

本發明的目的在于針對現有電力機車上蓄電池的不足，提出一種可以隨時掌握每節電池使用狀態，實時反映電池容量，為運檢修提供依據，且可以提醒更換個別性能下降的非正常電池，以延長其他正常電池使用壽命；防止有蓄電池引起的其他系統不正常運行，保證機車正常工作的電力機車上蓄電池在線檢測的方法及裝置。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的，一種機車蓄電池在線檢測方法，采用非介入式實時監控測試方式，在每節蓄電池的正負極之間，分布安裝有單片微機系統（蓄電池智能采集傳感器），通過單片微機系統實時監控測試對蓄電池進行長時間的充放電電壓、電流曲線的數據進行采集，并初步分析每節蓄電池的數據，再通過無線傳送的方式將數據傳送到機車主機，機車主機對數據進行集中分析和存儲，并根據蓄電池在各種使用狀態下的數學模型進行容量分析，對蓄電池的容量進行預判、故障預警，輸出結論，并聲光提示，給運、檢、修工作提供依據，機務段工作人員只需要對裝置提供的信息進行簡單的整理和分析就可以得出蓄電池的使用狀態、保有容量、故障等級等詳細信息。機車主機通過USB接口將數據轉儲到地面分析軟件。地面分析軟件在計算機上建立蓄電池容量數據庫，對數據進行集中管理，根據數據對蓄電池的容量趨勢進行預判、故障預警等方面的研究，為進一步優化蓄電池使用狀態、增加蓄電池使用壽命提供科學依據。

所述機車主機用于數據的集中處理，綜合判定蓄電池容量、狀態，提供分析結果給用戶。機車主機包含主控制器、無線通信單元、存儲器和USB轉儲單元等。主控制器通過無線通信單元獲取蓄電池智能采集傳感器所采集的數據，在通過主控制器運算后，再通過無線方式向蓄電池智能采集傳感器發送控制命令、廣播數據；同時通過存儲器收集蓄電池智能采集傳感器實時監測的蓄電池數據，并由USB轉儲單元將機車主機所監測的蓄電池數據轉儲到地面數據系統，對數據進行集中管理，并通過地面分析軟件根據數據對蓄電池的容量趨勢進行預判、故障預警等方面的研究。

所述蓄電池智能采集傳感器安裝在每節蓄電池的正負極之間，主要負責采集單節機車蓄電池充放電特性數據，并綜合運用主機發來的蓄電池其他運行狀態信息對本節蓄電池容量及性能進行初步分析判斷；蓄電池智能采集傳感器包含主控制器、無線通信單元和電壓采集單元等。電壓采集單元通過電壓傳感器采集數據，再經過主控制器初步分析后通過無線通信單元以無線通信方式發送蓄電池電壓數據；同時由無線通信單元接收主機的控制命令和廣播數據。

所述地面數據系統用于將數據集中管理，在一個軟件平臺下進行專業的數據分析、集中存儲、圖標作業，得到檢修和更換的數據依據，發布趨勢分析和結論。

根據上述檢測方法所提出的機車蓄電池在線檢測系統是：采用網絡拓撲結構分布式系統設計，主要部件包括蓄電池智能采集傳感器、機車主機、地面數據系統；其中，蓄電池智能采集傳感器安裝在每節蓄電池的正負極之間，蓄電池智能采集傳感器為每一個蓄電池安裝有一個，蓄電池智能采集傳感器實時監控每一節蓄電池的充放電特性變化，蓄電池智能采集傳感器與主機間采用無線通信。機車主機與地面數據系統數據轉儲采用USB方式。