一种自动充放电装置的制作方法

技术特征：
1.一种自动充放电装置，其特征在于，包括：负载，用以在电路中接收电能；充放电单元，其与电源相连，用以将电源输出的电能分别输送至所述负载和蓄电单元；所述充放电单元包括供电模块、充电模块以及主控板，主控板在装置运行时，根据装置中对应部件的运行状态判定所述供电模块和/或充电模块是否出现故障，若主控板判定供电模块出现故障，主控板控制供电模块停止运行并控制充电模块对负载进行供电，若主控板判定充电模块出现故障，主控板控制充电模块停止运行并控制供电模块对负载进行供电，若主控板判定供电模块和充电模块同时出现故障，主控板控制蓄电单元对负载供电；所述蓄电单元，其与所述充放电单元相连，用以存储充放电单元输出的电能；析氢传感器，其分别与所述蓄电单元和所述充放电单元相连，用以检测装置中的氢气浓度并将信息上传至所述主控板。2.根据权利要求1所述的一种自动充放电装置，其特征在于，所述充放电单元包括：所述供电模块，其设置在所述负载和所述电源之间，用以将电源输出的交流电转化为负载可用的直流电；所述供电模块所处的支路上设有第一接触器且第一接触器位于供电模块与所述负载之间，所述充电模块所处的支路上设有第二接触器且第二接触器位于充电模块与负载之间，第一接触器和第二接触器均与主控板相连且第一接触器和第二接触器相互联动，若主控板控制第一接触器断开，则第二接触器闭合，若主控板控制第一接触器闭合，则第二接触器断开；在所述充电模块和所述第二接触器之间还设有第三接触器；所述充电模块，其设置在所述负载和所述电源之间且充电模块与所述供电模块并联设置，用以对所述蓄电单元进行充电；所述主控板，其外接在所述供电模块和所述负载之间的干路上，用以根据装置中对应部件的运行状态分别将装置中对应部件的运行参数或运行状态调节至对应值；所述主控板另外通过通讯线路与所述供电模块和充电模块相连以进行通信；显示器，其与所述主控板相连，用以将主控板采集到的装置运行数据和报警信息通过电子屏幕的方式直观地显示出来且设置装置运行参数并通过主控板控制装置；电容器，其设置在所述负载和所述主控板之间，用以在所述供电模块和/或充电模块故障时对主控板进行供电，当主控板切换所述第一接触器、第二接触器和第三接触器的开闭状态时，电容器放电以对负载供电，当主控板完成对各接触器的开闭状态的切换时，所述蓄电单元对所述电容器充电；所述电容器与所述主控板之间设置有第二熔断器。3.根据权利要求2所述的一种自动充放电装置，其特征在于，在供电模块输入端和输出端均设有电路保护装置，在供电模块输出直流电之前，所述主控板控制供电模块中的供电微处理器对电压和电流进行反馈采样并接收供电微处理器的采样结果，主控板通过供电微处理器控制供电谐振控制器以改变供电dc/dc变换器的电压变换值；当所述电源将交流电输送至所述供电模块时，供电模块对交流电进行整流滤波，将交流电转化为直流电、通过供电模块内的供电dc/dc变换器以将直流电的电压调节至对应值并在调节后对直流电进行平滑滤波，平滑滤波后输出对应电压的直流电；在充电模块输入端和输出端均设有电路保护装置，在充电模块输出直流电之前，所述主控板控制充电模块中的充电微处理器对电压和电流进行反馈采样并接充电收微处理器的采样结果，主控板通过充电微处理器控制充电谐振控制器以改变充电dc/dc变换器的电
压变换值；当所述电源将交流电输送至所述充电模块时，充电模块对交流电进行整流滤波，将交流电转化为直流电、通过充电模块内的充电dc/dc变换器以将直流电的电压调节至对应值并在调节后对直流电进行平滑滤波，平滑滤波后输出对应电压的直流电。4.根据权利要求3所述的一种自动充放电装置，其特征在于，所述主控板中还包括：第一电压表，其与所述供电模块输出端相连，用以检测供电模块输出端电压值；第二电压表，其与所述充电模块输出端相连，用以检测充电模块输出端电压值；所述主控板中设有预设电压v0，当装置运行时，所述主控板控制第一电压表检测所述供电模块输出的电压值va并控制所述第二电压表检测所述充电模块输出的电压值vb，主控板分别将va和vb与v0进行比对以根据比对结果判定装置运行是否正常并在判定装置非正常运行时对装置中出现故障的位置进行初步判定；当所述供电模块和充电模块同时运行时，若va＝v0且vb＝v0，所述主控板判定装置运行正常，若va＝v0且vb≠v0，所述主控板初步判定装置非正常运行、判定充电模块故障并根据预设电压v0调节所述充电dc/dc变换器输出的电压；若vb＞v0，主控板控制充电dc/dc变换器降低输出电压，若vb＜v0，主控板控制充电dc/dc变换器增加输出电压，若va≠v0且vb＝v0，主控板初步判定装置非正常运行、判定供电模块故障并根据预设电压v0调节所述供电dc/dc变换器输出的电压；若va＞v0，主控板控制供电dc/dc变换器降低输出电压，若va＜v0，主控板控制供电dc/dc变换器增加输出电压，若va≠v0且vb≠v0，主控板初步判定装置非正常运行、判定供电模块和充电模块均发生故障、将va和vb进行比对以确定具体故障位置；当所述供电模块单独运行时，若va＝v0，所述主控板判定装置运行正常，若va≠v0，主控板初步判定装置非正常运行、判定供电模块故障并根据预设电压v0调节所述供电dc/dc变换器输出的电压；若va＞v0，主控板控制供电dc/dc变换器降低输出电压，若va＜v0，主控板控制供电dc/dc变换器增加输出电压；当所述充电模块单独运行时，若vb＝v0，所述主控板判定装置运行正常，若vb≠v0，主控板初步判定装置非正常运行、判定充电模块故障并根据预设电压v0调节所述充电dc/dc变换器输出的电压；若vb＞v0，主控板控制充电dc/dc变换器降低输出电压，若vb＜v0，主控板控制充电dc/dc变换器增加输出电压。5.根据权利要求4所述的一种自动充放电装置，其特征在于，当所述主控板完成对所述供电模块的dc/dc变换器输出的电压的调节时，主控板控制所述第一电压表检测调节后的供电模块输出的电压值va’并将测得的数据传输至主控板，主控板将va’与v0进行比对并根据比对结果判定所述供电整流滤波器、供电dc/dc变换器以及供电平滑滤波器运行是否正常；若va’≠v0，所述主控板判定所述供电整流滤波器故障、供电dc/dc变换器故障以及供电平滑滤波器故障，并通过提示灯警示；若va’＝v0，所述主控板判定判定所述供电整流滤波器、供电dc/dc变换器以及供电平滑滤波器运行正常，供电模块中的其他部件存在故障，并通过提示灯警示，故障的原因包括所述供电模块中的所述供电微处理器故障、供电微处理器与主控板之间的通讯连接故障以及供电模块中的所述供电谐振控制器故障；
当所述主控板完成对所述充电模块的dc/dc变换器输出的电压的调节时，主控板控制所述第一电压表检测调节后的充电模块输出的电压值vb’并将测得的数据传输至主控板，主控板将vb’与v0进行比对并根据比对结果判定所述充电整流滤波器、充电dc/dc变换器以及充电平滑滤波器运行是否正常；若vb’≠v0，所述主控板判定所述充电整流滤波器故障、充电dc/dc变换器故障以及充电平滑滤波器故障，并通过提示灯警示；若vb’＝v0，所述主控板判定判定所述充电整流滤波器、充电dc/dc变换器以及充电平滑滤波器运行正常，充电模块中的其他部件存在故障，并通过提示灯警示，故障的原因包括所述充电模块中的所述充电微处理器故障、充电微处理器与主控板之间的通讯连接故障以及充电模块中的所述充电谐振控制器故障。6.根据权利要求5所述的一种自动充放电装置，其特征在于，所述主控板中设有预设电压差值
△
v0，当va≠v0且vb≠v0时，主控板初步判定装置非正常运行、判定供电模块和充电模块均发生故障时，主控板计算供电模块和充电模块的电压差值
△
v以确定具体故障位置，设定
△
v＝|va-vb|；若
△
v≤
△
v0，所述主控板判定所述供电模块与充电模块的电压差值在可允许的误差范围内，并判定所述电源提供的交流电电压异常，同时主控板通过提示灯警示电源电压故障；若
△
v＞
△
v0，所述主控板初步判定所述供电模块和/或充电模块故障并比较供电模块与充电模块的电流以对供电模块和充电模块中的部件进行进一步排查。7.根据权利要求6所述的一种自动充放电装置，其特征在于，所述主控板中还包括：第一电流表，其与所述供电模块输出端相连，用以检测供电模块电流值；第二电流表，其与所述充电模块输出端相连，用以检测充电模块电流值；当装置运行时，主控板控制所述第一电流表检测所述供电模块输出的电流值ia并控制所述第二电流表检测充电模块输出的电流值ib并将测得的数据传输至主控板，主控板将ia和ib进行以根据比对结果判定装置运行是否正常并在判定装置非正常运行时对装置中出现故障的位置进行初步判定；当ia＝ib时，所述主控板判定所述装置非正常运行、供电模块或充电模块故障，并对
△
v0a和
△
v0b进行比较进一步判定故障的电子元件，所述主控板计算所述供电模块电压与预设电压差值
△
v0a，设定
△
v0a＝|v0-va|,主控板计算所述充电模块电压与预设电压差值
△
v0b，设定
△
v0b＝|v0-vb|,若
△
v0a＜
△
v0b，主控板判定供电模块故障、并判定供电模块中的电阻元件故障，主控板通过提示灯警示电阻元件故障，若
△
v0a＞
△
v0b，主控板判定充电模块故障、并判定充电模块中的电阻元件故障，主控板通过提示灯警示电阻元件故障，若
△
v0a＝
△
v0b，主控板判定供电模块和充电模块均故障、并判定供电模块和充电模块中的电阻元件均故障，主控板通过提示灯警示电阻元件故障；当ia＞ib时，若va＞vb，所述主控板判定所述供电模块和充电模块中的电阻元件没有损坏，并判定装置中的线路发生故障，主控板通过提示灯警示线路故障；若va＜vb，所述主控板判定所述供电模块和充电模块中的电阻元件均故障，主控板通过提示灯警示电阻元件故障；当ia＜ib时，若va＞vb，所述主控板判定所述供电模块和充电模块中的电阻元件均故
障，主控板通过提示灯警示电阻元件故障；若va＜vb，所述主控板判定所述供电模块和充电模块中的电阻元件没有损坏，并判定装置中的线路发生故障，主控板通过提示灯警示线路故障。8.根据权利要求7所述的一种自动充放电装置，其特征在于，当所述蓄电池储电量充足时，所述主控板通过调节所述第一接触器、第二接触器和第三接触器的开闭状态以使所述供电模块和充电模块轮流供电，主控板中设有供电模块工作周期fa和充电模块工作周期fb，当所述主控板控制所述供电模块进行单独供电时，主控板控制第一接触器闭合、第二接触器断开、第三接触器断开以使供电模块对装置内的部件进行单独供电，当所述供电模块的单独供电总时长达到fa时，主控板依次切换第一接触器、第二接触器以及第三接触器的开闭状态以使充电模块对装置内的部件进行单独供电，当所述充电模块的单独供电总时长达到fb时，主控板依次切换第一接触器、第二接触器以及第三接触器的开闭状态以使供电模块对装置内的部件进行单独供电；所述主控板中设有周期比值α＝fa/fb，主控板在装置运行时根据所述供电模块和充电模块的运行状态和故障频率对fa和fb的比值α进行调节，当供电模块故障频率高于充电模块故障频率时，主控板调节周期比值α以减少供电模块的使用频率，当充电模块故障频率高与供电模块故障频率时，主控板调节周期比值α以减少对充电模块的使用频率，当供电模块和充电模块故障频率相同时，主控板通过控制周期比值α使供电模块和充电模块的使用频率相等。9.根据权利要求8所述的一种自动充放电装置，其特征在于，当装置运行时，所述主控板计算所述供电模块电压与预设电压差值
△
v0a和所述充电模块电压与预设电压差值
△
v0b的差值
△
vab，设定
△
vab＝|
△
v0a
‑△
v0b|，主控板中还设有第一预设电压差值
△
vab1、第二预设电压差值
△
vab2、第一预设周期比值α1、第二预设周期比值α2、第三预设周期比值α3，其中，
△
vab1＜
△
vab2，1＜α1＜α2＜α3＜1.5；当
△
v0a＜
△
v0b时，所述主控板增加所述供电模块的使用频率，若
△
vab≤
△
vab1，主控板将周期比值设置为α1，若
△
vab1＜
△
vab≤
△
vab2，主控板将周期比值设置为α2，若
△
vab＞
△
vab2，主控板将周期比值设置为α3；当
△
v0a＞
△
v0b时，所述主控板将周期比值设置为1；当
△
v0a＞
△
v0b时，所述主控板增加所述充电模块的使用频率，若
△
vab≤
△
vab1，主控板将周期比值设置为1/α1，若
△
vab1＜
△
vab≤
△
vab2，主控板将周期比值设置为1/α2，若
△
vab＞
△
vab2，主控板将周期比值设置为1/α3。10.根据权利要求1所述的一种自动充放电装置，其特征在于，所述蓄电单元包括蓄电池、温度计和舱内通风机，蓄电池用以储存电能，舱内通风机用以为蓄电池室通风、降温；所述主控板与舱内通风机相连，用以控制舱内通风机的开启与关闭，主控板还与温度计相连，当温度计测得的温度超过预设温度上限或析氢传感器测得的氢气浓度超过预设氢气浓度上限时，主控板通过控制舱内通风机开启，当温度计测得的温度降低到预设温度下限或析氢传感器测得的氢气浓度降低到预设氢气浓度下限时，主控板通过控制舱内通风机关闭；所述舱内通风机上设置有联锁触头，其与所述蓄电池相连，蓄电池在充电状态时，联锁触头控制自动开启舱内通风机。

技术总结
本发明涉及充放电监控技术领域，尤其涉及一种自动充放电装置，包括负载，分别与负载和电源相连的充放电单元，与充放电单元相连的蓄电单元，分别与蓄电单元和充放电单元相连的析氢传感器，其中充放电单元包括供电模块、充电模块以及主控板，本发明实时的监测船用充放电单元的电压和电流情况，当电路发生故障时能发出声光报警，并且充放电单元中的配备两路整流模块，并且两条回路交替使用，增加了电路使用寿命。本发明对蓄电单元具有完备的监测和保障系统，充放电装置能监测蓄电单元氢气浓度，当舱室含氢量超过设定值时，充放电装置发出报警并停止位蓄电池充电，并且蓄电池在充电状态时，自动开启舱内通风机，以保证蓄电单元处于适宜的工作温度。适宜的工作温度。适宜的工作温度。


技术研发人员：李小伟 刘旭杰 赵涛 屈海涛
受保护的技术使用者：朝阳市加华电子有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2022/7/8