专利名称：一种机车蓄电池在线检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种铁路机车运行部件的检测方法及装置，尤其是指一种铁路机 车蓄电池在线检测的方法及装置，用于对机车蓄电池性能、容量进行在线时实监控。
背景技术：
铁路机车用蓄电池组由48节左右的大容量阀控式铅酸蓄电池串联而成，是铁路 机车的关键性部件，对内燃机车它是柴油机的启动电源，当柴油机没有启动时给整个机车 提供Iiov直流电。在电力机车上蓄电池是备用电源和启动电源，其作用主要包括在降弓 状态下为机车的控制电路、低温预热电器、辅助压缩机、照明显示等低压电器提供110 V直 流电源，保证机车升弓并投入工作。在机车运行中110 V控制电源发生故障时，给控制电路 提供电源来维持机车的短时故障运行；机车正常运行过程中对控制电源起滤波作用，以降 低控制电源的纹波系数，提高控制电源的品质；为机车的低压试验提供控制电源和为机车 的故障检查提供照明电源。蓄电池的好坏直接影响机车的安全运行，蓄电池故障将引起如 下后果影响电池自身使用寿命；影响机车IlOV供电品质；机车不能正常启动；运用过程 中引起机破；引起其它电路系统误动作。目前对于蓄电池的检测和检修维护必须在库内进 行，连线复杂，操作耗时耗工，严重影响了机车的运用效率，急需一种智能化、自动化的蓄电 池在线监测装置填补这一领域的空白。

发明内容
本发明的目的在于针对现有电力机车上蓄电池的不足，提出一种可以随时掌握每 节电池使用状态，实时反映电池容量，为运检修提供依据，且可以提醒更换个别性能下降的 非正常电池，以延长其他正常电池使用寿命；防止有蓄电池引起的其他系统不正常运行，保 证机车正常工作的电力机车上蓄电池在线检测的方法及装置。本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种机车蓄电池在线检测方法，采用 非介入式实时监控测试方式，在每节蓄电池的正负极之间，分布安装有单片微机系统(蓄电 池智能采集传感器)，通过单片微机系统实时监控测试对蓄电池进行长时间的充放电电压、 电流曲线的数据进行采集，并初步分析每节蓄电池的数据，再通过无线传送的方式将数据 传送到机车主机，机车主机对数据进行集中分析和存储，并根据蓄电池在各种使用状态下 的数学模型进行容量分析，对蓄电池的容量进行预判、故障预警，输出结论，并声光提示，给 运、检、修工作提供依据，机务段工作人员只需要对装置提供的信息进行简单的整理和分析 就可以得出蓄电池的使用状态、保有容量、故障等级等详细信息。机车主机通过USB接口将 数据转储到地面分析软件。地面分析软件在计算机上建立蓄电池容量数据库，对数据进行 集中管理，根据数据对蓄电池的容量趋势进行预判、故障预警等方面的研究，为进一步优化 蓄电池使用状态、增加蓄电池使用寿命提供科学依据。所述机车主机用于数据的集中处理，综合判定蓄电池容量、状态，提供分析结果给 用户。机车主机包含主控制器、无线通信单元、存储器和USB转储单元等。主控制器通过无
3线通信单元获取蓄电池智能采集传感器所采集的数据，在通过主控制器运算后，再通过无 线方式向蓄电池智能采集传感器发送控制命令、广播数据；同时通过存储器收集蓄电池智 能采集传感器实时监测的蓄电池数据，并由USB转储单元将机车主机所监测的蓄电池数据 转储到地面数据系统，对数据进行集中管理，并通过地面分析软件根据数据对蓄电池的容 量趋势进行预判、故障预警等方面的研究。所述蓄电池智能采集传感器安装在每节蓄电池的正负极之间，主要负责采集单节 机车蓄电池充放电特性数据，并综合运用主机发来的蓄电池其他运行状态信息对本节蓄电 池容量及性能进行初步分析判断；蓄电池智能采集传感器包含主控制器、无线通信单元和 电压采集单元等。电压采集单元通过电压传感器采集数据，再经过主控制器初步分析后通 过无线通信单元以无线通信方式发送蓄电池电压数据；同时由无线通信单元接收主机的控 制命令和广播数据。所述地面数据系统用于将数据集中管理，在一个软件平台下进行专业的数据分 析、集中存储、图标作业，得到检修和更换的数据依据，发布趋势分析和结论。根据上述检测方法所提出的机车蓄电池在线检测系统是采用网络拓扑结构分布 式系统设计，主要部件包括蓄电池智能采集传感器、机车主机、地面数据系统；其中，蓄电池 智能采集传感器安装在每节蓄电池的正负极之间，蓄电池智能采集传感器为每一个蓄电池 安装有一个，蓄电池智能采集传感器实时监控每一节蓄电池的充放电特性变化，蓄电池智 能采集传感器与主机间采用无线通信。机车主机与地面数据系统数据转储采用USB方式。本发明采用非介入式采集、实时监控、实时记录、声光报警和专家分析预判相结 合，能分级反映电池容量和应用状态，根据经验数据适时给予用户运检修意见，数据精确、 提示及时准确。故障分析专家系统统计电池容量变化曲线，形成数据库，信息存取方便，操 作简单。


附图1 装置原理框图； 附图2 装置主机原理框图； 附图3 蓄电池智能采集传感器原理框图； 附图4 地面分析软件原理框图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做进一步的描述。从附图1可以看出，本发明为一种机车蓄电池在线检测方法，采用非介入式实时 监控测试方式，在每节蓄电池的正负极之间，分布安装有单片微机系统(蓄电池智能采集传 感器)，通过单片微机系统实时监控测试对蓄电池进行长时间的充放电电压、电流曲线的数 据进行采集，并初步分析每节蓄电池的数据，再通过无线传送的方式将数据传送到机车主 机，机车主机对数据进行集中分析和存储，并根据蓄电池在各种使用状态下的数学模型进 行容量分析，对蓄电池的容量进行预判、故障预警，输出结论，并声光提示，给运、检、修工作 提供依据，机务段工作人员只需要对装置提供的信息进行简单的整理和分析就可以得出蓄 电池的使用状态、保有容量、故障等级等详细信息。机车主机通过USB接口将数据转储到地 面分析软件。地面分析软件在计算机上建立蓄电池容量数据库，对数据进行集中管理，根据数据对蓄电池的容量趋势进行预判、故障预警等方面的研究，为进一步优化蓄电池使用状 态、增加蓄电池使用寿命提供科学依据。所述机车主机用于数据的集中处理，综合判定蓄电池容量、状态，提供分析结果给 用户。机车主机包含主控制器、无线通信单元、存储器和USB转储单元等。主控制器通过无 线通信单元获取蓄电池智能采集传感器所采集的数据，在通过主控制器运算后，再通过无 线方式向蓄电池智能采集传感器发送控制命令、广播数据；同时通过存储器收集蓄电池智 能采集传感器实时监测的蓄电池数据，并由USB转储单元将机车主机所监测的蓄电池数据 转储到地面数据系统，对数据进行集中管理，并通过地面分析软件根据数据对蓄电池的容 量趋势进行预判、故障预警等方面的研究。所述蓄电池智能采集传感器安装在每节蓄电池的正负极之间，主要负责采集单节 机车蓄电池充放电特性数据，并综合运用主机发来的蓄电池其他运行状态信息对本节蓄电 池容量及性能进行初步分析判断；蓄电池智能采集传感器包含主控制器、无线通信单元和 电压采集单元等。电压采集单元通过电压传感器采集数据，再经过主控制器初步分析后通 过无线通信单元以无线通信方式发送蓄电池电压数据；同时由无线通信单元接收主机的控 制命令和广播数据。所述地面数据系统用于将数据集中管理，在一个软件平台下进行专业的数据分 析、集中存储、图标作业，得到检修和更换的数据依据，发布趋势分析和结论；地面数据系统 为常规的机车地面数据系统。根据上述检测方法所提出的机车蓄电池在线检测系统是采用网络拓扑结构分布 式系统设计，主要部件包括蓄电池智能采集传感器、机车主机、地面数据系统；其中，蓄电池 智能采集传感器安装在每节蓄电池的正负极之间，蓄电池智能采集传感器为每一个蓄电池 安装有一个，蓄电池智能采集传感器实时监控每一节蓄电池的充放电特性变化，蓄电池智 能采集传感器与主机间采用无线通信。机车主机与地面数据系统数据转储采用USB方式。
权利要求
一种机车蓄电池在线检测方法，其特征在于采用非介入式实时监控测试方式，在每节蓄电池的正负极之间，分布安装有蓄电池智能采集传感器，通过单片微机系统实时监控测试对蓄电池进行长时间的充放电电压、电流曲线的数据进行采集，并初步分析每节蓄电池的数据，再通过无线传送的方式将数据传送到机车主机，机车主机对数据进行集中分析和存储，并根据蓄电池在各种使用状态下的数学模型进行容量分析，对蓄电池的容量进行预判、故障预警，输出结论，并声光提示，给运、检、修工作提供依据，机务段工作人员只需要对装置提供的信息进行简单的整理和分析就可以得出蓄电池的使用状态、保有容量、故障等级等详细信息。
2.如权利要求1所述的机车蓄电池在线检测方法，其特征在于机车主机通过USB接 口将数据转储到地面分析软件。
3.如权利要求1所述的机车蓄电池在线检测方法，其特征在于地面分析软件在计算 机上建立蓄电池容量数据库，对数据进行集中管理，根据数据对蓄电池的容量趋势进行预 判、故障预警等方面的研究。
4.一种机车蓄电池在线检测装置，其特征在于采用网络拓扑结构分布式系统设计， 主要部件包括蓄电池智能采集传感器、机车主机、地面数据系统；其中，蓄电池智能采集传 感器安装在每节蓄电池的正负极之间，蓄电池智能采集传感器为每一个蓄电池安装有一 个，蓄电池智能采集传感器实时监控每一节蓄电池的充放电特性变化，蓄电池智能采集传 感器与主机间采用无线通信。
5.如权利要求4所述的机车蓄电池在线检测装置，其特征在于机车主机与地面数据 系统数据转储采用USB方式。
全文摘要
一种机车蓄电池在线检测方法及装置，采用非介入式实时监控测试方式，在每节蓄电池的正负极之间，分布安装有单片微机系统，通过单片微机系统实时监控测试对蓄电池进行长时间的充放电电压、电流曲线的数据进行采集，并初步分析每节蓄电池的数据，再通过无线传送的方式将数据传送到机车主机，机车主机对数据进行集中分析和存储，并根据蓄电池在各种使用状态下的数学模型进行容量分析，对蓄电池的容量进行预判、故障预警，输出结论，并声光提示，给运、检、修工作提供依据，机务段工作人员只需要对装置提供的信息进行简单的整理和分析就可以得出蓄电池的使用状态、保有容量、故障等级等详细信息。
文档编号G01R31/36GK101923144SQ201010265040
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者刘微, 古志东, 唐勇, 左立民, 张勤月, 毛子妍, 胡烨 申请人:株洲天利铁路机车车辆配件有限公司