机车DETA蓄电池故障分析及在线智能监测系统研究

摘要：本文结合当时阶段电力机车蓄电池的运用状况，对蓄电池毛病中的亏电状况原因进行查询剖析，并在此基础上对机车蓄电池在线智能监测体系进行提出，旨在下降机车蓄电池毛病发生率，然后进步蓄电池运用寿命。 关键词：机车；蓄电池；毛病剖析；在线智能监测体系 关于机车来说，蓄电池是非常重要的组成部分之一，更是机车主断路器和受电弓正常运转的动力源。蓄电池亏电是机车运用过程中常见的毛病品种，不仅会形成机车无法正常运转的状况，并且一定程度影响铁路运输秩序。 1机车蓄电池亏电原因查询剖析 （1）温度补偿欠缺。关于机车蓄电池而言其作业环境非常复杂，而温度环境等直接影响蓄电池电流和电压。机车蓄电池理想作业环境温度为25度，在此基础上蓄电池充电电流会随温度添加而添加，两者之间为正比例联系，温度每添加一度充电电流会进步20%左右。因而在蓄电池出厂时，产品阐明书会明确标识根据环境温度改变，要适当补偿相应的充电电流，通常状况下3-5mv/℃为补偿系数。经查询发现当时阶段机车蓄电池作业中很少能够做到温度补偿，因而也就下降了蓄电池的运用寿命。 （2）新品蓄电池组未进行监测。通常状况下新购入或许大修新装的蓄电池组仅仅根据厂家阐明进行简单的初级查验，不会再使用专业的检测设备进行全面查验，权威第三方验证更是不会履行。 （3）机车蓄电池保护保养手法不合理。大量查询数据得出，机车蓄电池现阶段保养和保护的项目仅仅是不良单节替换、单节电压丈量和恒压充电。机车蓄电池检测手法缺乏，蓄电池保养更是没有制定科学的制度，因而导致机车蓄电池劣化状况提早。浅显片面的维修保养项目对蓄电池问题不能及时发现及时处理，终究形成蓄电池劣化状况不断加剧，其运用寿命大幅度下降。 （4）浮充电压违背正常规模值。经查询发现在机车蓄电池作业中电压漂移现象非常常见，导致蓄电池欠充或许是过充的状况。蓄电池过充极易引发蓄电池正极腐蚀加剧、蓄电池负极硫酸化、蓄电池热失控及蓄电池失水等状况，对蓄电池运用性能形成严峻危害；蓄电池欠充极易导致蓄电池荷电不足的状况，然后对其容量形成影响，长此以往蓄电池运用功用势必遭到严峻危害。 （5）蓄电池替换及作废制度不科学。查询现阶段机车蓄电池替换和作废状况发现，作业经验是机车蓄电池替换和作废的直接根据，在实际运用中常常发生蓄电池存在严峻漏液、鼓包甚至无法充电等状况时才进行作废，而替换也是因蓄电池无法应对实际运用需求才进行，因而在运用过程中亏电现象极易发生。 2在线智能监测体系研讨设想 归纳机车蓄电池当时阶段运用状况和运用特征的查询剖析结果，并且与现阶段蓄电池智能芯片开展和信号处理技能进行有机结合，对在线智能监测体系进行深入研讨。 （1）体系构成 本次研讨的在线智能监测体系其构成可分为以下几个方面：电压、温度、内阻检测、主处理器、蓄电池监护、电流传感器等，此外IGBT保护动作操控模块、阻隔电路、外围保护、衔接电缆线也囊括其中。 1）体系首要构件挑选。本体系主机处理器选用ARM-coreX3，不仅具有数据掉电的保存功用并且其贮存容量高达4M，可对计算监护模块所收集和传动的电池温度、电池电压及电流数据等进行实时接纳，经过内设监测程序判别电池组和单节电压的作业状况。体系处理器具有自检功用，然后保障监测程序的正常运转。 2）丈量、收集电路。榜首，收集单体电压。将串联的单体电池分别在四个LTC6811-1芯片C0-C12电压收集输入端进行接入，并将一个5V稳定管在输入端口进行并联，对高电压的浪涌冲击进行有效按捺；第二，收集电流信号。蓄电池电流丈量经过AHKC-EKA型霍尔电流传感器进行，5V为其副边电压，电压数据为输出值，使用TLC6811辅助ADC对输出电压进行输入，两个与所供给VCC成比例输出值产生，而其衔接至GPIO引脚随其产生，电池组电池丈量作业完结；第三，收集温度信号。蓄电池温度收集探头对负温度系数热敏电阻进行使用，因而温度信号转化为电压信号。将V引脚标称3V电压作为基准使用ADC进行丈量，然后多个热敏电阻NTC被驱动，偏置所需电流由此供给。 3）IGBT操控模块。使用IGBT模块完结实时操控的意图，将IGBT通断技能作为根据，处理器接纳并处理监护模块的相应数据，当蓄电池电量到达既定限值时IGBT会遭到体系驱动，切除蓄电池供电回路的操控，然后保护蓄电池不会发生亏电状况。 4）信号发生、保护抗干扰电路。为了对体系稳定性进行进步，并防备和下降电压度芯片的冲击力，将5V稳压管并联在信号输入端；为将信号转化精度进行进步，体系对外部滤波器进行采用，使用电容和电阻低通去耦滤波电路形成，然后到达对高频噪声干扰按捺的意图。 （2）体系软件规划与功用完结 1）软件规划。该体系LTC6811命令代码发送的意图使用ARM-coreX3处理器经由SPI口达到。榜首，读电压、电流、温度等主动丈量体系启动；第二，将程序提早设置的门限值作为根据对蓄电池欠压、温度反常、内阻反常等状况进行主动判定；第三，对最近五百个采样周期规模内的蓄电池电流、电压、温度、内阻等监测数据，及最近期的一百个报警数据参数值进行主动贮存；第四，自检和校验的完结，对本机自检、通讯自检和A/D丈量自检进行履行。 2）功用完结。榜首，对单电池电流、电压、温度和内阻等参数进行在线实时监测，然后对蓄电池保护状况全面掌控；第二，将环境温度的检测结果作为根据决定充电电压及充电电流随环境温度改变的相应调整；第三，蓄电池各重要参数和报警信息的主动贮存；第四，参数规划的运转便于数据的实时查询；第五，支持体系程序随科技开展而升级。 3结束语 归纳上述所言，于机车而言蓄电池是非常重要的组成部分之一，直接影响机车的正常运转。本文首先对机车蓄电池亏电原因进行了查询剖析，结合当时阶段新技能和新的蓄电池监测理论对蓄电池在线监测体系计划进行提出，为机车蓄电池日后维修保养提出新的开展方向，旨在下降机车蓄电池毛病的发生率，然后促进我国机车行业持续稳定的开展。