[发明专利]一种机车蓄电池在线检测方法及装置

说明书

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110V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110V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。