一种蓄电池智能充电装置

技术领域

本发明涉及充电装置技术领域，特别是涉及一种蓄电池智能充电装置。

背景技术

现有的蓄电池充电装置中的充电单元和上位机控制显示单元都是通过有线的方式进行连接的，一旦接线端口上的通信线缆有接触不良或者断线的情况发生，亦或是有线通信单元自身有故障时，即会造成充电单元与上位机控制显示单元无法通信，进而导致蓄电池充电装置无法正常工作，因此采用现有的蓄电池充电装置对蓄电池进行充电时极易发生充电失败的情况，蓄电池充电的稳定性低，也间接性地降低了蓄电池的充电效率。

此外，现有的蓄电池充电装置只能在本地对蓄电池进行充电监视与控制，用户无法远程监视蓄电池的充电状态以及远程控制充电装置自身的启动、停止，也无法远程接收报警信号。现有技术中的这种携带上位机，通过上位机来给蓄电池充电的蓄电池充电装置，其输出充电接口要么是数量较少，进而导致一次性接入的蓄电池数量较少；要么是充电接口繁多，导致充电装置的外形结构臃肿，进而在使用过程中搬运不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓄电池智能充电装置，能有效减少充电失败的情况发生。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种蓄电池智能充电装置，所述装置包括充电单元、检测报警控制单元和上位机控制显示单元；

所述充电单元分别与蓄电池、所述检测报警控制单元和所述上位机控制显示单元有线连接；所述充电单元用于通过有线方式接收所述上位机控制显示单元发送的开始指令，并根据所述开始指令开始为蓄电池充电，还用于在充电过程中实时采样充电状态信息，并通过有线方式将所述充电状态信息发送给所述上位机控制显示单元，还用于当无法通过有线方式发送所述充电状态信息给所述上位机控制显示单元时，通过有线方式发送故障信息给所述检测报警控制单元；所述充电状态信息包括蓄电池的充电电压和充电电流；

所述检测报警控制单元与所述上位机控制显示单元有线连接；所述检测报警控制单元用于通过有线方式接收所述充电单元发送的所述故障信息，并将所述故障信息通过有线方式发送给所述上位机控制显示单元；

所述上位机控制显示单元用于当所述充电单元通过有线方式发送所述充电状态信息时，通过有线方式接收所述充电单元发送的所述充电状态信息，并对所述充电状态信息进行显示，以及通过有线方式发送停止指令给所述充电单元，以使所述充电单元根据所述停止指令停止为蓄电池充电；

所述上位机控制显示单元还用于当所述充电单元无法通过有线方式发送所述充电状态信息时，通过有线方式接收所述检测报警控制单元发送的所述故障信息，并根据所述故障信息通过无线方式发送开启指令给所述充电单元，以使所述充电单元开启所述充电单元与所述上位机控制显示单元之间的无线连接通路，实现所述充电单元通过无线方式发送所述充电状态信息给所述上位机控制显示单元以及接收所述上位机控制显示单元发送的所述停止指令。

可选地，所述装置还包括箱体，所述充电单元、所述检测报警控制单元与所述上位机控制显示单元均设置于所述箱体内。

可选地，所述检测报警控制单元具体包括温度检测模块和通信报警控制板；所述温度检测模块和所述通信报警控制板连接；

所述温度检测模块用于测量所述箱体内的温度信息，并将所述温度信息发送至所述通信报警控制板；

所述通信报警控制板分别与所述充电单元和所述上位机控制显示单元连接，所述通信报警控制板用于接收所述温度检测模块发送的所述温度信息以及所述充电单元发送的所述故障信息，将所述温度信息和所述故障信息发送给所述上位机控制显示单元进行显示。

可选地，所述装置还包括：

报警单元，设置于所述箱体中，与所述通信报警控制板连接，用于根据所述通信报警控制板发送的报警开启指令发出声光报警；所述报警开启指令是所述通信报警控制板根据所述故障信息生成的。

可选地，所述充电单元具体包括：

整流逆变电路，与交流电源连接，用于接收所述交流电源提供的三相交流电，将所述三相交流电转变为直流电，并按照第一设定电压将所述直流电逆变为交流电；

环形变压器，与所述整流逆变电路连接，用于按照第二设定电压对逆变后得到的交流电降压；

整流输出板，与所述环形变压器连接，用于按照第三设定电压将降压后的交流电整流为直流电；

输出LC滤波板，分别与所述整流输出板和蓄电池连接，用于对整流后得到的直流电进行平滑滤波，得到平滑滤波后的直流电，利用所述平滑滤波后的直流电为蓄电池充电，并实时采样蓄电池的充电电压和充电电流；

主控板，分别与所述整流逆变电路、所述环形变压器、所述整流输出板、所述输出LC滤波板和所述上位机控制显示单元连接，用于接收所述上位机控制显示单元发送的所述第一设定电压，并将所述第一设定电压发送给所述整流逆变电路；所述主控板还接收所述上位机控制显示单元发送的所述第二设定电压，并将所述第二设定电压发送给所述环形变压器；所述主控板还接收所述上位机控制显示单元发送的所述第三设定电压，并将所述第三设定电压发送给所述整流输出板；所述主控板还接收所述输出LC滤波板发送的所述蓄电池的充电电压和充电电流，并将所述蓄电池的充电电压和充电电流发送给所述上位机控制显示单元进行显示；所述主控板还用于当无法通过有线方式发送所述充电状态信息给所述上位机控制显示单元时，通过有线方式发送故障信息给所述检测报警控制单元，同时根据所述上位机控制显示单元发送的所述开启指令开启无线连接通路。

可选地，所述充电单元还包括：

电源板，分别与所述整流逆变电路和所述主控板连接，用于通过所述主控板接收所述上位机控制显示单元发送的第四设定电压，并将所述三相交流电转变为第四设定电压的直流电，利用所述第四设定电压的直流电为所述主控板供电。

可选地，所述充电单元还包括：

电阻放电板，与所述输出LC滤波板连接，用于在所述输出LC滤波板停止为蓄电池充电时，给所述输出LC滤波板放电。

可选地，所述充电单元还包括：

至少一个直流输出接口，分别与所述输出LC滤波板和蓄电池连接，用于将所述平滑滤波后的直流电输出给蓄电池；

防反二极管板，串接在所述输出LC滤波板和所述直流输出接口之间，用于防止蓄电池的正负极与所述直流输出接口的正负极反接。

可选地，所述装置还包括：

至少一个四通道输出分配器，分别与所述直流输出接口和蓄电池连接，用于将一个所述直流输出接口扩展为四个所述直流输出接口。

可选地，所述装置还包括：

移动终端，与所述充电单元无线连接，用于远程监视所述充电状态信息和所述故障信息，以及远程发送所述开始指令和所述停止指令给所述充电单元。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开的蓄电池智能充电装置，充电单元与上位机控制显示单元之间既可以有线连接，也可以无线连接，有线连接时，充电单元与上位机控制显示单元之间采用有线通信方式进行通信，无线连接时，充电单元与上位机控制显示单元之间采用无线通信方式进行通信，两种通信方式可切换使用，正常情况下默认采用有线通信方式，当充电单元检测到有线通信出现故障时即会切换充电单元与上位机控制显示单元的通信方式为无线通信方式，以让蓄电池智能充电装置恢复正常工作状态，从而有效减少充电失败的情况发生，进而在提高了蓄电池充电的稳定性的同时，也间接性地提高了蓄电池的充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明蓄电池智能充电装置实施例的结构图；

图2为本发明充电单元结构示意图；

图3为本发明检测报警控制单元结构示意图；

图4为本发明上位机控制显示单元结构示意图；

图5为本发明报警单元结构示意图；

图6为本发明四通道输出分配器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种蓄电池智能充电装置，能有效减少充电失败的情况发生。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明蓄电池智能充电装置实施例的结构图。参见图1，该蓄电池智能充电装置包括箱体10以及设置于所述箱体10内的充电单元20、上位机控制显示单元(上位机控制与显示单元)50、检测报警控制单元(温度测量与报警控制单元)30和报警单元40。

所述箱体10用于承载充电单元20、检测报警控制单元30、报警单元40以及上位机控制显示单元50。

所述充电单元20分别与蓄电池、所述检测报警控制单元30和所述上位机控制显示单元50有线连接；所述充电单元20用于通过有线方式接收所述上位机控制显示单元50发送的开始指令，并根据所述开始指令开始为蓄电池充电，还用于在充电过程中实时采样充电状态信息，并通过有线方式将所述充电状态信息发送给所述上位机控制显示单元50，还用于当无法通过有线方式发送所述充电状态信息给所述上位机控制显示单元50时，通过有线方式发送故障信息给所述检测报警控制单元30；所述充电状态信息包括蓄电池的充电电压和充电电流。

所述检测报警控制单元30与所述上位机控制显示单元50有线连接；所述检测报警控制单元30用于通过有线方式接收所述充电单元20发送的所述故障信息，并将所述故障信息通过有线方式发送给所述上位机控制显示单元50。

所述上位机控制显示单元50用于当所述充电单元20通过有线方式发送所述充电状态信息时，通过有线方式接收所述充电单元20发送的所述充电状态信息，并对所述充电状态信息进行显示，以及通过有线方式发送停止指令给所述充电单元20，以使所述充电单元20根据所述停止指令停止为蓄电池充电。

所述上位机控制显示单元50还用于当所述充电单元20无法通过有线方式发送所述充电状态信息时，通过有线方式接收所述检测报警控制单元30发送的所述故障信息，并根据所述故障信息通过无线方式发送开启指令给所述充电单元20，以使所述充电单元20开启所述充电单元20与所述上位机控制显示单元50之间的无线连接通路，实现所述充电单元20通过无线方式发送所述充电状态信息给所述上位机控制显示单元50以及接收所述上位机控制显示单元50发送的所述停止指令。

其中，所述充电单元20与蓄电池之间采用蓄电池连接线缆100实现有线连接，所述上位机控制显示单元50与所述充电单元20之间采用RS485通信线缆70实现有线连接。

充电单元20是整个蓄电池智能充电装置的核心，用于将输入的380V交流电转换为适配蓄电池电压特性的直流电，以给蓄电池充电。充电单元20与上位机控制显示单元50之间既可以通过无线模块实现无线通信，也可以通过RS485通信线缆70进行通信。

所述上位机控制显示单元50可用于给充电单元20发送充电配置与控制指令，以控制充电单元20的整个充电过程。其中，充电配置指令即充电电压阈值与充电电流阈值配置指令，控制指令即开始充电与停止充电控制指令，也即所述开始指令与所述停止指令。另外，上位机控制显示单元50还可用于接收并显示充电单元20传送而来的充电状态信息。图4为本发明上位机控制显示单元结构示意图。参见图4，该上位机控制显示单元50包括RS485转RS232转换器4020以及工控触摸一体机4010。RS485转RS232转换器4020分别与检测报警控制单元30、充电单元20以及工控触摸一体机4010相连接，RS485转RS232转换器4020用于将充电单元20传送而来的充电状态信息、发生故障时的故障信息以及由检测报警控制单元30传送而来的温度信息传输至上位机软件所在的工控触摸一体机4010上来。

所述检测报警控制单元30一方面用于测量所述箱体10内的温度信息，另一方面用于接收充电单元20发出的所述故障信息，将所述温度信息以及所述故障信息均发送至所述上位机控制显示单元50进行显示。图3为本发明检测报警控制单元结构示意图。参见图3，该检测报警控制单元30具体包括温度检测模块(高精度温度检测模块)2020和通信报警控制板(通信与报警控制板)2010；所述温度检测模块2020和所述通信报警控制板2010连接；所述温度检测模块2020用于测量所述箱体10内的温度信息，并将所述温度信息发送至所述通信报警控制板2010，即完成对箱体10内温度值的检测与传输；所述通信报警控制板2010分别与所述充电单元20和所述上位机控制显示单元50连接，所述通信报警控制板2010用于接收所述温度检测模块2020发送的所述温度信息以及所述充电单元20发送的所述故障信息，将所述温度信息和所述故障信息发送给所述上位机控制显示单元50进行显示。

所述报警单元40与所述通信报警控制板2010连接。所述报警单元40用于根据所述通信报警控制板2010发送的报警开启指令，即接收所述通信报警控制板2010的控制指令后，在所述通信报警控制板2010的控制下发出声光报警。所述报警开启指令是所述通信报警控制板2010根据所述故障信息生成的。所述报警开启指令用于控制报警单元40发出声光报警以提示用户发生了故障。图5为本发明报警单元结构示意图。参见图5，该报警单元40包括扬声器5020和带橙色指示灯的自复位式按钮5010。扬声器5020与检测报警控制单元30相连接，扬声器5020用于发出故障报警声，以提示用户正在使用的蓄电池智能充电装置发生了故障；带橙色指示灯的自复位式按钮5010与检测报警控制单元30相连接，带橙色指示灯的自复位式按钮5010用于发出表示报警的闪烁的橙色光，并且手动按住此带橙色指示灯的自复位式按钮5010五秒以上即可解除此报警。

图2为本发明充电单元结构示意图。参见图2，所述充电单元20具体包括整流逆变电路(充电开关管板)1020、环形变压器1030、整流输出板1040、输出LC滤波板1050、主控板1010、电源板1060、电阻放电板1080、至少一个直流输出接口1090和防反二极管板1070。

所述整流逆变电路1020与交流电源通过交流输入线缆80连接，所述整流逆变电路1020用于接收所述交流电源提供的三相交流电，将所述三相交流电转变为直流电，并按照第一设定电压将所述直流电逆变为交流电。整流逆变电路1020主要用于AC-DC-AC电源变换，即将三相交流电转变为直流电后再经过整流逆变电路1020中的IGBT模块及其驱动电路逆变为第一设定电压和一定频率的交流电。其中，所述第一设定电压的峰值是交流21.5V，所述一定频率为20KHz。

所述环形变压器1030与所述整流逆变电路1020连接，所述环形变压器1030用于按照第二设定电压对逆变后得到的交流电降压。

所述整流输出板1040与所述环形变压器1030连接，所述整流输出板1040用于按照第三设定电压将降压后的交流电整流为直流电。

所述输出LC滤波板1050分别与所述整流输出板1040和蓄电池连接，所述输出LC滤波板1050用于对整流后得到的直流电进行平滑滤波，得到平滑滤波后的直流电，利用所述平滑滤波后的直流电为蓄电池充电，并利用输出LC滤波板1050中的采样电阻电路及采样芯片电路实时采样蓄电池的充电电压和充电电流，反馈电压、电流值至主控板1010。

所述主控板1010分别与所述整流逆变电路1020、所述环形变压器1030、所述整流输出板1040、所述输出LC滤波板1050和所述上位机控制显示单元50连接，所述主控板1010用于接收所述上位机控制显示单元50发送的所述第一设定电压，并将所述第一设定电压发送给所述整流逆变电路1020；所述主控板1010还接收所述上位机控制显示单元50发送的所述第二设定电压，并将所述第二设定电压发送给所述环形变压器1030；所述主控板1010还接收所述上位机控制显示单元50发送的所述第三设定电压，并将所述第三设定电压发送给所述整流输出板1040；所述主控板1010还接收所述输出LC滤波板1050发送的所述蓄电池的充电电压和充电电流，并将所述蓄电池的充电电压和充电电流发送给所述上位机控制显示单元50进行显示；所述主控板1010还用于当无法通过有线方式发送所述充电状态信息给所述上位机控制显示单元50时，通过有线方式发送故障信息给所述检测报警控制单元30，同时根据所述上位机控制显示单元50发送的所述开启指令开启无线连接通路。主控板1010一方面用于控制所述整流逆变电路1020的PWM脉冲波形的产生与调节，另一方面用于滤波输出电压(蓄电池的实时充电电压)的采样。PWM脉冲波形是由主控板1010中的PWM控制芯片和单片机，整流逆变电路1020中的IGBT模块及其驱动电路所共同产生的，由主控板1010中的单片机发出的驱动信号来驱动PWM控制芯片对PWM脉冲波形进行调节。由于主控板1010与输出LC滤波板1050相连接，输出LC滤波板1050与蓄电池之间存在连接关系，因此输出LC滤波板1050不断采样蓄电池的充电电压及充电电流情况并反馈至主控板1010。此外主控板1010中集成了GPIS收发模块，附加上配套的手机APP软件，用户即可远程监视蓄电池充电状态、接收报警信号以及远程启、停蓄电池智能充电装置，也能远程设置充电电压阈值和充电电流阈值，以便于用户及时发现故障以及及时做出相应的处理。由于主控板1010与上位机控制显示单元50直接是交互关系，因此可接收上位机控制显示单元50的报警开启指令。特别地，主控板1010中集成了无线模块，当主控板1010中的检测模块检测到主控板中的RS485通信模块的收发信号不正常时即会通知检测报警控制单元30，再由检测报警控制单元30驱动报警单元40发出表示通信故障的声光报警信息，以告知用户发生了故障。与此同时，充电单元20中的通信模式切换装置被触发，该切换装置切换充电单元20与上位机控制显示单元50的通信方式为无线通信方式，以让蓄电池智能充电装置恢复正常工作状态。检测模块并不用于获取蓄电池充电状态，RS485通信模块用于接收蓄电池充电状态，检测模块中的代码校验芯片及其外围电路用于判断RS485通信模块收发的代码是否是预设代码，以此来检验收发的信号是否正常。

所述电源板1060分别与所述整流逆变电路1020和所述主控板1010连接，所述电源板1060用于通过所述主控板1010接收所述上位机控制显示单元50发送的第四设定电压，并将从整流逆变电路1020上引入的所述三相交流电转变为第四设定电压的直流电，利用所述第四设定电压的直流电为所述主控板1010供电。其中，所述三相交流电为380V交流电。所述第四设定电压的值为5V、19V、24V或-10V。整流逆变电路1020用于给电源板1060中的三相工频小变压器提供三相交流电。

所述电阻放电板1080与所述输出LC滤波板1050连接，所述电阻放电板1080用于在所述输出LC滤波板1050停止为蓄电池充电时，能够快速给所述输出LC滤波板1050中的电解电容放电。

所述直流输出接口1090分别与所述输出LC滤波板1050和蓄电池连接，所述直流输出接口1090用于将所述平滑滤波后的直流电输出给蓄电池。所述直流输出接口1090可以用于连接直流输出线缆90后直接给蓄电池充电。

所述防反二极管板1070串接在所述输出LC滤波板1050和所述直流输出接口1090之间，起到一种防反接的作用，所述防反二极管板1070用于防止因蓄电池的正负极与所述直流输出接口1090或所述直流输出线缆90的正负极反接而导致蓄电池自身以及蓄电池智能充电装置受损。

该蓄电池智能充电装置还包括至少一个四通道输出分配器60和移动终端(图中未示出)。

所述四通道输出分配器60分别与所述直流输出接口1090和蓄电池连接，所述四通道输出分配器60用于将一个所述直流输出接口1090扩展为四个所述直流输出接口1090，以实现蓄电池智能充电装置的多路输出。所述直流输出接口1090可以用于连接直流输出线缆90后再经过直流输出线缆90连接四通道输出分配器60，通过四通道输出分配器60连接至蓄电池以给蓄电池充电。蓄电池智能充电装置的每个直流输出接口1090都配备一个用于扩展输出充电接口的四通道输出分配器60，从而一次能够同时实现12块24V蓄电池独立式充电以及60块24V蓄电池串联式充电。图6为本发明四通道输出分配器结构示意图。参见图6，该四通道输出分配器60包括输入接口6010、保险盒6020以及1-4号输出接口6030。输入接口6010与保险盒6020相连接，输入接口6010用于连接直流输出线缆90的正负接线端；保险盒6020分别连接输入接口6010与1-4号输出接口6030，保险盒6020用于防止蓄电池正负极接反时能及时切断与蓄电池智能充电装置直接的连接，防止烧坏蓄电池智能充电装置；1-4号输出接口6030分别与保险盒6020以及蓄电池相连接，1-4号输出接口6030用于输出直流电以给蓄电池充电。

所述移动终端与所述充电单元20无线连接，所述移动终端用于远程监视所述充电状态信息和所述故障信息，以及远程发送所述开始指令和所述停止指令给所述充电单元20。由于充电单元20的内部集成有GPIS收发模块，因此可通过手机APP软件对充电过程进行远程监视和启、停控制。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明中的充电单元与上位机控制显示单元之间采用无线模块和RS485这两种通信方式进行通信，两种通信方式可切换使用，正常情况下默认采用RS485通信，当充电单元中的检测模块检测到RS485通信模块的收发信号不正常时即会通知检测报警控制单元，再由检测报警控制单元驱动报警单元发出表示通信故障的声光报警信息，以告知用户发生了故障。与此同时，充电单元中的通信模式切换装置被触发，该切换装置切换充电单元与上位机控制显示单元的通信方式为无线通信方式，以让蓄电池智能充电装置恢复正常工作状态。显而易见，本发明中的蓄电池智能充电装置为智能化蓄电池充电装置，能有效减少充电失败的情况发生，进而在提高了蓄电池充电的稳定性的同时，也间接性地提高了蓄电池的充电效率。

2、本发明中的蓄电池智能充电装置，其充电单元内部集成有GPIS收发模块，集合配套的手机APP软件，用户即可远程监视蓄电池充电状态、接收报警信号以及远程启、停蓄电池智能充电装置，以便于用户及时发现故障以及及时做出相应的处理，从而在很大程度上提高了用户的使用体验。

3、本发明中的多路输出的蓄电池智能充电装置，其每个输出口都配备一个用于扩展输出充电接口的四通道输出分配器，从而一次能够同时实现12块24V蓄电池独立式充电以及60块24V蓄电池串联式充电，在有效保证输出充电接口数量的同时也不会增加蓄电池智能充电装置本身的体积，给用户运输带来了便利。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。