李繼優(yōu)　汪彥宏

摘要：蓄電池是列車輔助系統(tǒng)非常重要的組成部分，在列車受電弓未給列車供電的情況下可為控制電路提供電力。在蓄電池維護過程中要求檢查電池單體電壓，以確保蓄電池能正常工作，傳統(tǒng)方法是使用萬用表逐個測量和記錄蓄電池單體，由于一個蓄電池單元具有分布在兩個電池盒中的80個電池單體，因此測量時需要重復80次測量動作以完成工作。為此，介紹了一種在維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)現(xiàn)有平臺下開發(fā)的智能工具——蓄電池單體電壓自動測量儀，可以一次測量多組數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)實時上傳到維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)服務器，從而減少重復操作，提高測量工作的準確性和工作效率。

關鍵詞：蓄電池;單體電壓;維保生產(chǎn)管理系統(tǒng);智能工具

0 引言

蓄電池是一種可反復充電、放電的裝置。當前，蓄電池容量的檢測和監(jiān)測已逐漸成為一個熱門話題，尤其是在電動汽車的開發(fā)和應用領域。蓄電池作為城軌列車輔助系統(tǒng)的重要組成部分，保證蓄電池測試的可靠性顯得尤為重要。目前市場上有許多用于蓄電池維護的工具，例如充電裝置、放電裝置等，但是很少有能夠批量測量蓄電池的單體電壓并自動記錄蓄電池單體電壓數(shù)據(jù)的工具。

1 蓄電池單體電壓自動測量儀設計

目前，城軌列車在進行日常維護保養(yǎng)時，一般要求每三個月測量蓄電池單體電壓，并依據(jù)測量結果判斷蓄電池單體狀態(tài)。為了減輕員工的工作負荷，提高測量效率，保證測量的準確性，本文設計了一次能測量多個蓄電池單體電壓的自動測量儀，這也是企業(yè)由傳統(tǒng)的維保模式向智能化維保模式發(fā)展的必經(jīng)之路。蓄電池單體電壓自動測量儀的設計分為軟件控制邏輯圖設計和硬件流程圖設計，根據(jù)設計要求對部件進行選型和編程。

1.1? ? 軟件控制邏輯圖設計

蓄電池單體電壓自動測量儀將通過車間的Wi-Fi無線網(wǎng)絡連接到維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)，維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)使用AT命令通過MODBUS協(xié)議調用工具，控制器板將解析AT命令并打開/關閉繼電器，測量蓄電池單體電壓，并將測量數(shù)據(jù)發(fā)送回維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)服務器。蓄電池單體電壓自動測量儀的軟件控制邏輯結構如圖1所示。

1.2? ? 硬件流程圖設計

由于不同城軌列車項目選用不同型號甚至不同廠家的蓄電池，為此需設計一款能依據(jù)單體大小來調節(jié)長度的蓄電池單體電壓自動測量儀夾具，夾具需選擇不導電且有硬度的材料進行3D打印。將蓄電池單體電壓自動測量儀裝夾至蓄電池上，開始測量蓄電池單體電壓，測量結果通過網(wǎng)絡直接傳輸?shù)骄S保生產(chǎn)管理系統(tǒng)，其硬件流程圖如圖2所示。

蓄電池單體電壓自動測量儀推薦使用的部件如表1所示。2 蓄電池單體電壓自動測量儀組裝測試

蓄電池單體電壓自動測量儀的制造分為零件采購、組裝、程序記錄和測試四部分。

組裝配件：基于PCB板，用電烙鐵焊接。首先焊接電容器、電阻器、續(xù)流二極管，需要注意的是，安裝和焊接續(xù)流二極管時要注意二極管的極性;其次焊接4個連接器底座;最后焊接直流繼電器。完成所有焊接工作后，需要對PCB板上的焊點進行檢驗，焊點應為圓形，完整，無焊點，且焊點中心應不透明。根據(jù)原理圖接線及航空插座引線的示意圖焊接連接器插頭。

PCB板組裝完成后，首先將PCB板轉移到安裝盒，將絕緣子安裝在PCB板下端;其次安裝電源模塊、工業(yè)控制板;最后將連接器對接至PCB板上的插座，對接時注意插座的順序。

使用RS232通信電纜將工業(yè)控制板連接到計算機，打開蓄電池單體電壓測量儀的電源，進行軟件編程，將維護手冊中蓄電池單體電壓要求的范圍寫入程序，這樣系統(tǒng)會根據(jù)預設的蓄電池單體電壓的標準值來判斷測量的單體電壓是否符合要求，并在維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)中將結果反饋至作業(yè)員工，最后蓋上安裝盒蓋，并在殼體和蓋之間添加一個密封層條，以防灰塵進入。蓄電池單體電壓自動測量儀如圖3所示。

蓄電池單體電壓自動測量儀通過車間的Wi-Fi無線網(wǎng)絡連接到維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)后，員工可以在蓄電池維護任務期間調用維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的工具，只需按照維保生產(chǎn)管理系統(tǒng)的指示，將測量工具夾在蓄電池上，蓄電池單體電壓自動測量儀就開始測量，測量結果通過網(wǎng)絡直接傳輸?shù)骄S保生產(chǎn)管理系統(tǒng)，減少了員工的工作時間。該工具可一次測量10個蓄電池單體電壓，自動記錄數(shù)據(jù)，并對記錄數(shù)據(jù)進行判斷反饋。

3 結語

蓄電池單體電壓自動測量儀在馬來西亞安邦城軌車輛和SCS城際動車組項目應用后，將原來每臺列車蓄電池單體電壓測量時間由2 h縮短至0.5 h，每臺每次節(jié)約人工工時1.5 h，減少了重復操作，提高了工作效率，有效避免了蓄電池單體電壓的誤測、漏測，提高了測量的準確性。

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收稿日期：2020-03-05

作者簡介：李繼優(yōu)（1989—），男，云南宣威人，助理工程師，研究方向：轉向架輪對設計。

汪彥宏（1988—），男，甘肅天水人，工程師，研究方向：轉向架輪對設計。