基于电池仪和放电仪智能化充放电系统的研发

邢诒政 黄孙新 李炳介 谢培功 吴清川 王虎天

摘 要：通过电池仪的蓄电池电压采集功能和放电仪的充电/放电功能，开发一种带有人机操作界面、数据通讯的智能化控制系统，实现蓄电池数据的实时监测和蓄电池充电/放电测试的控制。

关键词：电池仪；放电仪；充放电

中图分类号：U653 文献标志码：A 文章编号：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

变电站直流系统中蓄电池是交流失电或其他事故时唯一的能源供给，是保证不间断供电的关键设备。但目前蓄电池充放电测试需要维护人员定期去现场操作，会有各种外部原因导致蓄电池信号传输异常，导致放电数据发生误差以及需要重新反复进行充放电测试，所以存在一定的局限性和安全隐患。

因此，本文设计了基于电池仪和放电仪智能化充放电系统，可以实时监测蓄电池数据和控制蓄电池充放电测试。

1 总体方案设计

基于电池仪和放电仪智能化充放电系统是由控制模块、电池仪采集模块、人机交互模块、充放电模块和通讯模块组成，其总体结构如图1所示。各个模块的功能如表1所示。

2 系统硬件设计

2.1 控制模块

控制模块CPU主频300MHz以上，内存64M以上。主要硬件电路包括：输入/输出电路、电源电路、时钟电路、串口电路。

2.2 数据采集模块

数据采集模块主要实现蓄电池组24节电池单体电压的采集，具体的硬件接口如图2所示。

2.3 人机交互模块

人机交互模块采用全触摸屏，主界面有电池测试、实时数据、历史数据和系统参数四个主菜单，点击主菜单可进入相应的子菜单。电池测试包括电池放电、电池充电和自动放充。实时数据主要包括蓄电池单体电压。历史数据包括工作方式、启动时间和运行时间。系统参数包括本机地址、日期时间、采集方式等。

2.4 充放电模块

充放电模块主要由继电器、充电机和放电负载组成。系统正常状态下继电器和充电机、放电设备断开。启动放电时，控制模块触发继电器吸合放电负载，此时蓄电池充当电源，形成放电回路。启动充电时，控制模块触发继电器吸合充电机，此时蓄电池充当负载，形成充电回路。

2.5 通讯模块

通讯模块采用RS485硬件接口，波特率1200/2400/4800/9600BPS，字符格式采用奇偶校验位、1位起始位、8位数据位、1位停止位的异步串行通讯格式。

3 系统软件设计

软件流程图

软件开发所用的系统是Windows win98/NT4.0/XP。

4 系統测试

外部硬件接线完毕后，启动本系统，在触摸屏上设置好相关参数并进行保存。

可以查看到蓄电池的工作状态、单体电压和充放电时间、容量等参数。触摸屏上启动蓄电池放电/充电后，主控制器通过电池仪采集模块采集蓄电池电压并且计算充电/放电相关数据，当达到放电/充电停止条件时，能自动停止放电/充电测试。

5 结束语

本文设计了一种基于电池仪和放电仪智能化充放电系统，其优点在于：可以实时采集蓄电池数据实现在线监测，可以实时以及自动控制蓄电池充放电测试过程。降低了人工维护成本，操作更加安全。

参考文献：

[1]雷煜卿，李建岐，候宝素.面向智能电网的配用电通信网路研究[J].电网技术，2011，35（12）：14-19.

[2]李会庆.无线接入技术在电力通信网中的应用研究[J].信息通信，2013，4：227-228.

[3]李升.单片机原理与接口技术[M].北京大学出版社，2011，7.

[4]谭浩强.C程序设计（第三版）[M].清华大学出版社，2005，7.

[5]周润景，景晓松.Mentor高速电路板设计与仿真[M].电子工业出版社，2008，2.