一种蓄电池单体电压自动测量仪的设计

摘要：蓄电池是列车辅助系统一个非常重要的组成部分，在列车受电弓未给列车供电的情况下可为控制电路提供电力。在蓄电池维护过程中要求检查电池单体电压，以确保蓄电池能正常工作，传统方法是使用万用表逐个测量和记录蓄电池单体，由于一个蓄电池单元具有分布在两个电池盒中的80个电池单体，因此测量时需要重复80次测量动作以完成工作。为此，介绍了一种在维保生产管理系统现有平台下开发的智能工具——蓄电池单体电压自动测量仪，可以一次测量多组数据，并将数据实时上传到维保生产管理系统服务器，从而减少重复操作，提高测量工作的准确性和工作效率。关键词：蓄电池；单体电压；维保生产管理系统；智能工具0引言蓄电池是一种可反复充电、放电的装置。当前，蓄电池容量的检测和监测已逐渐成为一个热门话题，尤其是在电动汽车的开发和应用领域。蓄电池作为城轨列车辅助系统的重要组成部分，保证蓄电池测试的可靠性显得尤为重要。目前市场上有许多用于蓄电池维护的工具，例如充电装置、放电装置等，但是很少有能够批量测量蓄电池的单体电压并自动记录蓄电池单体电压数据的工具。1蓄电池单体电压自动测量仪设计目前，城轨列车在进行日常维护保养时，一般要求每三个月测量蓄电池单体电压，并依据测量结果判断蓄电池单体状态。为了减轻员工的工作负荷，提高测量效率，保证测量的准确性，本文设计了一次能测量多个蓄电池单体电压的自动测量仪，这也是企业由传统的维保模式向智能化维保模式发展的必经之路。蓄电池单体电压自动测量仪的设计分为软件控制逻辑图设计和硬件流程图设计，根据设计要求对部件进行选型和编程。1.1软件控制逻辑图设计蓄电池单体电压自动测量仪将通过车间的Wi-Fi无线网络连接到维保生产管理系统，维保生产管理系统使用AT命令通过MODBUS协议调用工具，控制器板将解析AT命令并打开/关闭继电器，测量蓄电池单体电压，并将测量数据发送回维保生产管理系统服务器。蓄电池单体电压自动测量仪的软件控制逻辑结构如图1所示。1.2硬件流程图设计由于不同城轨列车项目选用不同型号甚至不同厂家的蓄电池，为此需设计一款能依据单体大小来调节长度的蓄电池单体电压自动测量仪夹具，夹具需选择不导电且有硬度的材料进行3D打印。将蓄电池单体电压自动测量仪装夹至蓄电池上，开始测量蓄电池单体电压，测量结果通过网络直接传输到维保生产管理系统，其硬件流程图如图2所示。蓄电池单体电压自动测量仪推荐使用的部件如表1所示。2蓄电池单体电压自动测量仪组装测试蓄电池单体电压自动测量仪的制造分为零件采购、组装、程序记录和测试四部分。组装配件：基于PCB板，用电烙铁焊接。首先焊接电容器、电阻器、续流二极管，需要注意的是，安装和焊接续流二极管时要注意二极管的极性；其次焊接4个连接器底座；最后焊接直流继电器。完成所有焊接工作后，需要对PCB板上的焊点进行检验，焊点应为圆形，完整，无焊点，且焊点中心应不透明。根据原理图接线及航空插座引线的示意图焊接连接器插头。PCB板组装完成后，首先将PCB板转移到安装盒，将绝缘子安装在PCB板下端；其次安装电源模块、工业控制板；最后将连接器对接至PCB板上的插座，对接时注意插座的顺序。使用RS232通信电缆将工业控制板连接到计算机，打开蓄电池单体电压测量仪的电源，进行软件编程，将维护手册中蓄电池单体电压要求的范围写入程序，这样系统会根据预设的蓄电池单体电压的标准值来判断测量的单体电压是否符合要求，并在维保生产管理系统中将结果反馈至作业员工，最后盖上安装盒盖，并在壳体和盖之间添加一个密封层条，以防灰尘进入。蓄电池单体电压自动测量仪如图3所示。蓄电池单体电压自动测量仪通过车间的Wi-Fi无线网络连接到维保生产管理系统后，员工可以在蓄电池维护任务期间调用维保生产管理系统中的工具，只需按照维保生产管理系统的指示，将测量工具夹在蓄电池上，蓄电池单体电压自动测量仪就开始测量，测量结果通过网络直接传输到维保生产管理系统，减少了员工的工作时间。该工具可一次测量10个蓄电池单体电压，自动记录数据，并对记录数据进行判断反馈。3结语蓄电池单体电压自动测量仪在马来西亚安邦城轨车辆和SCS城际动车组项目应用后，将原