一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具和维护方法技术

本发明专利技术提供了一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具和维护方法，在不改变现有船舶用第一代独立式应急灯的外形结构和安装方法情况下，对应急灯内蓄电池的选用方式和维护方式进行了重新设计，在控制模块中增加充电控制模块、电量检测模块、电池维护模块和应急控制模块，使其在满足应急照明要求的条件下进行自主维护，并增加了备用蓄电池来预防可能会出现的电池异常，提高了独立式应急照明灯具的性能指标，解决了应急灯具因缺乏维护而导致的故障问题。

【技术实现步骤摘要】
一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具和维护方法
本专利技术属于船舶照明
，具体涉及一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具和维护方法。
技术介绍
船舶用独立式应急照明灯是在船上普通照明系统突发失电情况时，为全船提供照明需求的应急灯具。作为电力系统中照明系统的重要组成，独立式应急照明灯具的作用至关重要，其性能的好坏也直接影响了船舶的生命力，所以对独立式应急照明灯具的研究也就显得十分必要。通常，独立式应急照明灯具应满足如下几个性能指标：在正常供电情况下，独立式应急照明灯具不具备照明功能；独立式应急照明灯具自带蓄电池，在失电时利用蓄电池进行应急照明；独立式应急照明灯具每次持续的应急照明时间不小于2小时；独立式应急照明灯具的自带蓄电池在400个充放电循环内有不少于5年的使用寿命；独立式应急照明灯具具备按所配置蓄电池的要求定时为蓄电池进行放电的功能，以维护保养蓄电池。目前国内外船舶上使用的第一代独立式应急照明灯具主要通过硬件和简单的单片机实现对电池的充放电控制，一般采用继电器、三极管等开关元器件实现对电池的充放电功能，且需要手动定期对电池进行维护；而对安装在人手难以触及位置的灯具实施手动放电操作困难，导致大量独立式应急灯因为缺少维护，其自带的蓄电池的使用寿命大大降低，应急照明供电时间缩短。第一代独立式应急照明灯具能满足上述的第一项和第二项两个性能指标；但由于使用的白炽灯功耗较大，所需的电力要求较高，相应配备的蓄电池的尺寸也较大。此外，第一代独立式应急灯具的结构较为简单，在长时间使用后，会出现由于蓄电池故障导致的应急灯照明时间不足2小时、使用寿命不足5年等问题。这些问题隐患在一些突发紧急情况下会影响船上人员的工作和生活，甚至可能造成人员伤亡。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具和维护方法，用于在不改变现有船舶用第一代独立式应急灯的外形结构和安装方式的前提下进行灯具的自动维护。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，包括电源模块、蓄电池、控制模块、应急灯和大功率电阻；控制模块包括充电控制模块、电量检测模块、电池维护模块和应急控制模块；电源模块的能量输入端连接外部电源，电源模块用于将外部电源转换为直流电源并输出；蓄电池的充放电端分别连接电源模块的能量输出端和光源的能量输入端，蓄电池用于储备电能并在外部电源失电时为应急灯提供电源；充电控制模块的第一信号收发端与电源模块的信号收发端连接，充电控制模块的第二信号收发端与电池维护模块的信号收发端连接，充电控制模块的信号输出端与应急控制模块的信号输入端连接；充电控制模块用于采集电源模块的充电接口的电压和电流并发送给电池维护模块和应急控制模块，充电控制模块还用于将电池维护模块发送的充电命令转发给电源模块；电量检测模块的检测端与蓄电池连接，电量检测模块的信号输出端分别与充电控制模块、电池维护模块和应急控制模块的信号输入端连接，电量检测模块用于采集蓄电池的放电电压并发送给充电控制模块、电池维护模块和应急控制模块；电池维护模块的信号输出端与大功率电阻的信号输入端连接，电池维护模块用于连通或切断蓄电池对大功率电阻的放电回路；应急控制模块的信号输出端与应急灯的信号输入端连接，应急控制模块用于连通或切断蓄电池对应急灯的放电回路。按上述方案，蓄电池包括主电池和备用电池。进一步的，还包括电池切换模块；电池切换模块的信号输入端与充电控制模块的信号输出端、电池维护模块的信号输出端、应急控制模块的信号输出端连接，电池切换模块的切换端分别与主电池和备用电池连接，电池切换模块用于选择主电池或备用电池进行充电或放电；电池切换模块的信号输出端与应急控制模块的信号输入端连接，电池切换模块用于监测蓄电池的连续放电时间并发送给应急控制模块。按上述方案，应急灯采用LED光源。按上述方案，还包括指示灯；控制模块还包括指示灯控制模块；指示灯控制模块的信号输入端与应急控制模块的信号输出端连接，指示灯控制模块的信号输出端与指示灯的信号输入端连接，指示灯控制模块用于根据应急控制模块发送的报警信号控制指示灯发出故障报警提示；报警信号包括电源模块的充电接口的电压或电流异常、蓄电池的放电电压异常、蓄电池的连续放电时间异常。一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具的维护方法，包括以下步骤：S1：充电控制模块采集电源模块的充电接口电压并与失电电压比较大小，若充电接口电压小于失电电压，则充电控制模块判断外部电源失电并将判断结果发送给应急控制模块，执行步骤S2；若充电接口电压大于等于失电电压，则充电控制模块判断外部电源正常并将判断结果发送给电池维护模块，执行步骤S3；S2：应急控制模块控制蓄电池对应急灯放电进行应急照明，执行步骤S1；S3：电量检测模块采集蓄电池的放电电压并与满电电压比较大小，若放电电压小于满电电压，则电量检测模块判断蓄电池不满电并将判断结果发送给充电控制模块，执行步骤S4；若放电电压大于等于满电电压，则电量检测模块判断蓄电池满电并将判断结果发送给电池维护模块，执行步骤S5；S4：充电控制模块控制电源模块对蓄电池进行充电，执行步骤S1；S5：电池维护模块判断当前时间是否为电池维护时间，若否则执行步骤S6；若是则执行步骤S7；S6：电池维护模块通过充电控制模块控制电源模块对蓄电池进行浮充，执行步骤S1；S7：电池维护模块控制蓄电池对大功率电阻进行深度放电，执行步骤S1。进一步的，所述的步骤S2中，具体步骤为：S21：电量检测模块采集主电池和备用电池的放电电压并分别与最低放电电压比较大小，若主电池的放电电压大于最低放电电压，则电量检测模块判断主电池具备放电照明条件，并将判断结果发送给应急控制模块，执行步骤S22；若主电池的放电电压小于等于最低放电电压且备用电池的放电电压大于最低放电电压，则电量检测模块判断备用电池具备放电照明条件，并将判断结果发送给应急控制模块，执行步骤S23；若主电池和备用电池的放电电压均小于等于最低放电电压，则电量检测模块判断蓄电池不具备放电照明条件，并将判断结果发送给应急控制模块，执行步骤S24；S22：应急控制模块向电池切换模块发送切换命令选择主电池，应急控制模块向应急灯发送控制信号连通放电回路，开始放电应急照明，执行步骤S1；S23：应急控制模块向电池切换模块发送切换命令选择备用电池，应急控制模块向应急灯发送控制信号连通放电回路，开始放电应急照明，执行步骤S1；S24：应急控制模块向应急灯发送控制信号断开放电回路，停止放电应急照明，执行步骤S1。进一步的，所述的步骤S4中，具体步骤为：S41：若主电池不满电，则执行步骤S42；若主电池满电且备用电池不满电，则执行步骤S43；S42：充电控制模块向电池切换模块发送切换命令选择主电池，充电控制模块向电源模块发送控制信号连通充电回路，按先恒流、再恒压的方式进行充电，执行步骤S3；S43：充电控制模块向电池切换模块发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，其特征在于：/n包括电源模块、蓄电池、控制模块、应急灯和大功率电阻；/n控制模块包括充电控制模块、电量检测模块、电池维护模块和应急控制模块；电源模块的能量输入端连接外部电源，电源模块用于将外部电源转换为直流电源并输出；/n蓄电池的充放电端分别连接电源模块的能量输出端和光源的能量输入端，蓄电池用于储备电能并在外部电源失电时为应急灯提供电源；/n充电控制模块的第一信号收发端与电源模块的信号收发端连接，充电控制模块的第二信号收发端与电池维护模块的信号收发端连接，充电控制模块的信号输出端与应急控制模块的信号输入端连接；充电控制模块用于采集电源模块的充电接口的电压和电流并发送给电池维护模块和应急控制模块，充电控制模块还用于将电池维护模块发送的充电命令转发给电源模块；/n电量检测模块的检测端与蓄电池连接，电量检测模块的信号输出端分别与充电控制模块、电池维护模块和应急控制模块的信号输入端连接，电量检测模块用于采集蓄电池的放电电压并发送给充电控制模块、电池维护模块和应急控制模块；/n电池维护模块的信号输出端与大功率电阻的信号输入端连接，电池维护模块用于连通或切断蓄电池对大功率电阻的放电回路；/n应急控制模块的信号输出端与应急灯的信号输入端连接，应急控制模块用于连通或切断蓄电池对应急灯的放电回路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，其特征在于：
包括电源模块、蓄电池、控制模块、应急灯和大功率电阻；
控制模块包括充电控制模块、电量检测模块、电池维护模块和应急控制模块；电源模块的能量输入端连接外部电源，电源模块用于将外部电源转换为直流电源并输出；
蓄电池的充放电端分别连接电源模块的能量输出端和光源的能量输入端，蓄电池用于储备电能并在外部电源失电时为应急灯提供电源；
充电控制模块的第一信号收发端与电源模块的信号收发端连接，充电控制模块的第二信号收发端与电池维护模块的信号收发端连接，充电控制模块的信号输出端与应急控制模块的信号输入端连接；充电控制模块用于采集电源模块的充电接口的电压和电流并发送给电池维护模块和应急控制模块，充电控制模块还用于将电池维护模块发送的充电命令转发给电源模块；
电量检测模块的检测端与蓄电池连接，电量检测模块的信号输出端分别与充电控制模块、电池维护模块和应急控制模块的信号输入端连接，电量检测模块用于采集蓄电池的放电电压并发送给充电控制模块、电池维护模块和应急控制模块；
电池维护模块的信号输出端与大功率电阻的信号输入端连接，电池维护模块用于连通或切断蓄电池对大功率电阻的放电回路；
应急控制模块的信号输出端与应急灯的信号输入端连接，应急控制模块用于连通或切断蓄电池对应急灯的放电回路。


2.根据权利要求1所述的一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，其特征在于：蓄电池包括主电池和备用电池。


3.根据权利要求2所述的一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，其特征在于：还包括电池切换模块；
电池切换模块的信号输入端与充电控制模块的信号输出端、电池维护模块的信号输出端、应急控制模块的信号输出端连接，电池切换模块的切换端分别与主电池和备用电池连接，电池切换模块用于选择主电池或备用电池进行充电或放电；电池切换模块的信号输出端与应急控制模块的信号输入端连接，电池切换模块用于监测蓄电池的连续放电时间并发送给应急控制模块。


4.根据权利要求1所述的一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，其特征在于：应急灯采用LED光源。


5.根据权利要求1所述的一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具，其特征在于：还包括指示灯；控制模块还包括指示灯控制模块；指示灯控制模块的信号输入端与应急控制模块的信号输出端连接，指示灯控制模块的信号输出端与指示灯的信号输入端连接，指示灯控制模块用于根据应急控制模块发送的报警信号控制指示灯发出故障报警提示；报警信号包括电源模块的充电接口的电压或电流异常、蓄电池的放电电压异常、蓄电池的连续放电时间异常。


6.基于权利要求1至5中任意一项所述的一种智能船用自动维护独立式应急照明灯具的维护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：充电控制模块采集电源模块的充电接口电压并与失电电压比较大小，若充电接口电压小于失电电压，则充电控制模块判断外部电源失电并将判断结果发送给应急控制模块，执行步骤S2；若充电接口电压大于等于失电电压，则充电控制模块判断外部电源正常并将判断结果发送给电池维护模块，执行步骤S3；
S2：应急控制模块控制蓄电池对应急灯放电进行应急照明，执行步骤S1；
S3：电量检测模块采集蓄电池的放电电压并与满电电压比较大小，若放电电压小于满电电压，则电量检测模块判断蓄电池不满电并将判断结果发送给充电控制模块，执行步骤S4；若放电电压大于等于满电电压，则电量检测模块判断蓄电池满电并将判断结果发送给电池维护模块，执行步骤S5；
S4：充电控制模块控制电源模块对蓄电池进行充电，执行步骤S1；
S5：电池维护模块判断当前时间是否为电池维护时间，若否则执行步骤S6；若是则执行步骤S7；
S6：电池维护模块通过充电控制模块控制电源模块对蓄电池进行浮充，执行步骤S1；
S7：电池维护模块控制蓄电池对大功率电阻进行深度放电，执行步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毓蓉，晋建厂，李乐，邱诚，杨程，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：湖北;42