CN103135059B - 一种电池短路电路及电池短路的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及短路电路，并公开了电池短路电路及电池短路的测试方法，包括：用于控制电池短路电路的通电/断电状态的开关模块、用于对待测电池进行短路的短路模块以及用于在电池短路电路的通电状态下控制短路模块对待测电池进行短路操作的计时模块。其中，在电池短路电路的通电状态下，开关模块向计时模块传递闭合信号，计时模块接收闭合信号开始计时，启动短路模块对待测电池进行短路操作；计时模块的计时时长达到预设延时时间后停止计时，短路模块则终止对待测电池的短路。根据本发明可实现自动短路与待测电池短路操作的自动停止。本发明的电池短路电路简单可靠、安全性高且测试效率稳定，本发明的方法方便易行、安全性高且可提高短路操作的效率。

Description

一种电池短路电路及电池短路的测试方法

技术领域

本发明涉及一种电池短路电路，更具体地，涉及一种电池短路电路及电池短路的测试方法。

背景技术

灯具照明在现代社会随处可见，电池放电灯具同样是一种常见的照明灯具。该类照明灯具对电池的性能有很高的可靠性要求；在其生产过程中通常需要对电池进行一些破坏性试验，例如对电池进行大电流放电操作。大电流放电时电池的瞬间电流可达几十安培，采用直接短路的大电流放电的瞬间电流甚至可达几百安培。现有技术中，对电池进行直接短路的破坏性试验都是由实验员使用导线直接短接电池的两极。由于电池直接短路时可能出现电池爆炸、电极液飞溅等情况，因此现有技术中的方法无疑对实验员造成安全隐患。另外，实验员手动短路的过程难以避免地引入了实验员的主观因素，短路过程可能进行不完全，影响电池的测试效率的稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中直接短路的电池短路破坏性试验可对实验员造成安全隐患且测试效率不稳定的问题，提供一种简单可靠、安全性高且测试效率稳定的电池短路电路及电池短路的测试方法。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现：提供一种电池短路电路，用于电池短路试验，其中，所述电池短路电路包括：

开关模块，用于控制电池短路电路的通电/断电状态；

短路模块，用于对待测电池进行短路操作；

计时模块，用于在电池短路电路的通电状态下控制短路模块对待测电池进行短路操作；

其中，在所述电池短路电路的通电状态下，所述开关模块向所述计时模块传递闭合信号：

所述计时模块接收所述闭合信号后开始计时，同时输出电流信号，启动短路模块对接入该短路模块的待测电池进行短路操作；所述计时模块的计时时长达到预设延时时间后停止计时，同时中断输送至短路模块的电流信号，短路模块则终止对待测电池的短路操作。

在上述电池短路电路中，所述电池短路电路还包括用于执行报警动作的报警模块，所述计时模块还用于在所述电池短路电路的通电状态下控制报警模块执行报警动作：

在所述电池短路电路的通电状态下，所述计时模块的计时时长达到所述预设延时时间后启动报警模块执行报警动作。

在上述电池短路电路中，所述短路模块包括继电器和短路导线，所述短路导线的一端分别与继电器的常开触点两端连接，所述短路导线的另一端分别与待测电池的两极连接；常开触点吸合时，所述短路导线对待测电池进行短路操作，常开触点释放时，所述短路导线停止对待测电池的短路操作。

在上述电池短路电路中，所述报警模块包括报警器、开关电路和供电电路，所述供电电路与所述开关模块连接、并控制报警模块的电源供应，所述开关电路与所述计时模块连接、并控制报警器执行报警动作。

在上述电池短路电路中，所述开关电路包括光耦合器和场效应管；光耦合器的输出端与场效应管的栅极连接，场效应管的漏极与报警器连接。

在上述电池短路电路中，所述供电电路包括变压器、整流器、稳压器、第一滤波电容和第二滤波电容；所述变压器的输入端连接所述开关模块的输出端，所述变压器的输出端连接所述整流器的输入端，所述整流器的输出经第一滤波电容滤波进入所述稳压器的输入端，所述稳压器的输出端分别与第二滤波电容和地线连接。

根据本发明的另一方面，提供一种电池短路的测试方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)延时时间预设步骤：根据对待测电池进行短路操作的短路时间预设计时模块的延时时间；

(2)待测电池短路步骤：开关模块接通电源后，电池短路电路进入通电状态，开关模块向计时模块传递闭合信号，所述计时模块接收所述闭合信号后开始计时，同时输出电流信号，启动短路模块对接入该短路模块的待测电池进行短路操作；

(3)待测电池短路终止步骤：所述计时模块的计时时长达到预设延时时间后停止计时，同时中断输送至短路模块的电流信号，短路模块则终止对待测电池的短路操作。

在上述电池短路的测试方法中，所述步骤(3)还包括：所述计时模块的计时时长达到预设延时时间后停止计时并启动报警模块执行报警动作。

在上述电池短路的测试方法中，在所述步骤(3)之后，所述方法还包括以下步骤：所述开关模块断开电源，所述电池短路电路进入断电状态，所述开关模块向计时模块传递断开信号，所述计时模块接收所述断开信号复位并且所述报警模块停止执行报警动作。

实施本发明的电池短路电路及电池短路的测试方法，可以获得以下技术效果：根据本发明，通过控制开关模块即可实现待测电池的短路、而不需要直接接触待测电池，从而增强了电池短路试验的安全性；计时模块根据其内的预设延时时间可控制短路模块对待测电池进行短路操作的短路时间，该过程精确有效，从而使得待测电池的测试效率稳定。本发明的电池短路电路简单可靠、安全性高且测试效率稳定，本发明所提供的电池短路的测试方法方便易行、安全性高且可提高短路操作的效率。

附图说明

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。附图中：

图1是本发明的实施例1的电池短路电路的电路图；

图2是本发明的实施例2的电池短路电路的电路图；

图3是根据本发明实施例2的电池短路的测试方法的示例性流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，图1为本发明的电池短路电路的电路图，该电池短路电路用于电池短路试验。该短路电路包括：用于控制电池短路电路的通电/断电状态的开关模块1；用于对待测电池进行短路操作的短路模块3；用于在电池短路电路的通电状态下控制短路模块3对待测电池进行短路操作的计时模块2；其中，在电池短路电路的通电状态下，开关模块1向计时模块2传递闭合信号：计时模块2接收闭合信号后开始计时，同时输出电流信号，启动短路模块3对接入该短路模块3的待测电池进行短路操作；计时模块2的计时时长达到预设延时时间后停止计时，同时中断输送至短路模块3的电流信号，短路模块3则终止对待测电池的短路操作。

参考图1，短路模块3一端与开关模块1连接、另一端通过计时模块2的常开触点6与开关模块1连接。当常开触点6吸合时，短路模块3与开关模块1形成回路，此时短路模块3导通，并可对待测电池进行短路。本发明的短路模块3可采用继电器K1得以实现，由于待测电池短路时通常产生很高的瞬时电流，因此，优选使用大电流继电器实现短路模块3。具体实现过程中，本发明的短路模块3包括继电器K1与两条短路导线32。两条短路导线32的一端分别与继电器K1的两个常开触点连接，其另一端则与待测电池两极连接。开关模块1与电源接通后，开关模块1向计时模块2传递闭合信号，此时计时模块2接收闭合信号开始计时，且计时模块2的常开触点6吸合，从而输出电流信号，使继电器K1导通以及其常开触点吸合，这样可通过短路导线32对短接的待测电池进行短路。本发明优选使用较长的短路导线32，这样待测电池短路的地点可远离开关模块1。

计时模块2用于在电池短路电路的通电状态下控制短路模块3对待测电池进行短路。从图1中可知，计时模块2计时的开启受开关模块1的控制。当开关模块1与电源接通后，开关模块1向计时模块2传递闭合信号，此时计时模块2则接收闭合信号并开始计时。本发明的计时模块2采用单循环双设定时间继电器DH48S-S(例如双设定数显时间继电器)。执行待测电池的短路操作前，首先设定DH48S-S的延时时间T1和T2。本实施例中将T1设定为零，T2设定为待测电池短路所需要的时间。T1设定为零，从而当计时模块2接收到闭合信号后即开始计时；达到预设延时时间T2后，计时模块2停止计时，由于DH48S-S为单循环时间继电器，此时计时模块2并不会自动复位，直到接收到开关模块1传递的断开信号后计时模块2才复位。开关模块1与电源接通后，单循环时间继电器DH48S-S根据接收的闭合信号开始计时，此时其内的常开触点吸合，从而使短路模块3开始对待测电池进行短路操作；当计时时长达到预设延时时间T2时，其内的常开触点释放，从而使短路模块3停止对待测电池的短路操作。

如上所述，单循环双设定时间继电器DH48S-S在使用前需设定延时时间(即预设延时时间)，且该预设延时时间应与待测电池短路所需要的短路时间相匹配(二者通常相同)。不同型号与容量的电池的短路时间必然是不同的。确定电池的短路时间的方法是本领域技术人员已知的常见技术，在此并不展开叙述；本实施例中仅需确保预设延时时间与短路时间相匹配即可。

本领域技术人员已知的是，单循环时间继电器在达到其预设延时时间后若需要恢复原始状态，则需要复位或断开电源。本实施例中通过开关模块1对单循环双设定继电器DH48S-S进行上述控制。开关模块1与电源断开时，电池短路电路处于断电状态，此时开关模块1向单循环双设定继电器DH48S-S传递断开信号，单循环继电器DH48S-S接收该断开信号并复位。

计时模块2在本实施例的电池短路电路中具有重要作用。该模块可使短路模块3开始自动对待测电池进行短路操作；更重要的是，其内的预设延时时间与短路时间相匹配，因此还可使短路模块3自动停止待测电池的短路操作。计时模块2与短路模块3的配合使得本发明的自动短路与自动停止短路得以实现。进一步地，计时模块2可实现短路时间的精确控制。

开关模块1为两相开关SW1，其与外接电源连接并控制电池短路电路的通电/断电状态。当两相开关SW1与电源接通时，电池短路电路通电，两相开关SW1向计时模块2传递闭合信号；当两相开关SW1与电源断开时，电池短路电路断电，两相开关SW1向计时模块传递断电信号。

以下将参考图1与以上描述详细说明本发明的电池短路电路的工作原理：

1.两相开关SW1与电源断开的情况下，电池短路电路未通电；此时单循环时间继电器DH48S-S为计时初始状态，继电器K1不会对待测电池进行短路；

2.两相开关SW1接通电源后，电池短路电路通电，两相开关SW1向单循环双设定时间继电器DH48S-S传递闭合信号：

(1)单循环双设定时间继电器DH48S-S接收到闭合信号后开始计时，此时其常开触点6吸合、触点5释放并输出电流信号，因此继电器K1所在的电路导通，继电器K1的线圈通电且其内的常开触点吸合，继电器K1继而通过常开触点两端连接的短路导线32对待测电池进行短路操作；

(2)达到预设延时时间T2后，单循环双设定时间继电器DH48S-S停止计时，此时其常开触点6释放、触点5吸合并中断输送至继电器K1的电流信号，因此继电器K1所在的电路并未与两相开关SW1形成闭合回路，此时继电器K1的线圈无电流通过，其常开触点释放因而停止对待测电池的短路操作、即电池短路试验完成。

实施例2

如图2所示，图2为本发明的实施例2的电池短路电路的电路图，该电池短路电路同样用于电池短路试验。与实施例1不同的是，该电池短路电路还包括报警模块4。因此，除了实施例1中所涉及的可实现自动短路与自动停止短路的功能外，实施例2还可在完成待测电池短路时执行报警动作，提醒相关人员的注意。报警模块4同样受计时模块2的控制；具体地，在电池短路电路的通电状态，计时模块2的计时时长达到预设延时时间后启动报警模块4执行报警动作。

本实施例的报警模块4包括报警器SP1、开关电路41和供电电路42。参见图1，开关电路41与计时模块2连接、控制报警器SP1执行报警动作；供电电路42与开关模块1连接、并控制报警器SP1的电源供应。

本发明的开关电路包括光耦合器PC817与场效应管Q1。光耦合器PC817的输出端与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的漏极则与报警器SP1连接。本领域技术人员已知的是，光耦合管具有单向的电信号传输功能，因此应用于本发明的电池短路电路可保证从计时模块2向报警器SP1的单向电信号传输；场效应管Q1为电压控制元件，通过栅极与漏极的电势差可控制场效应管的导通和断开，从而控制报警器SP1所在电路的导通与断开。本领域技术人员可理解的是，此处可选用其他单向导通元件和电压控制元件代替光耦合器与场效应管。例如，可使用三极管代替场效应管Q1控制报警器SP1所在支路的导通和断开。

另外，如图2所示，本发明的开关电路还包括一系列整流元件、滤波元件与单向导通元件。例如，单向导通元件第一二极管D1和第二二极管D2可实现所在电路的单向导通，滤波元件电容C1可实现电压滤波，整流元件电阻R3可控制场效应管Q1两端的分压。

报警模块4的供电电路42包括变压器、整流器、稳压器、第一滤波电容和第二滤波电容。其具体连接关系参加图2。如图2所示，变压器的输入端连接开关模块1的输出端，变压器的输出端连接整流器的输入端，整流器的输出经第一滤波电容C2滤波后进入稳压器的输入端，稳压器的输出端分别与第二滤波电容C2和地线连接；稳压器的输出(电压)经第二滤波电容滤波C2后作用于场效应管Q1；电阻R2和R3可起到分压作用。具体实施过程中，整流器可采用桥堆B1，稳压器可采用三端稳压电路管Q2。当开关模块1与电源接通后，电源所提供的电压经变压器T变压，然后经桥堆B1整流、第一滤波电容C3滤波，并经三端稳压电路管Q2输出稳定的直流电压(通常为12V)，最后经第二滤波电容C2滤波得到作用于场效应管Q1的电压。

本发明的报警器SP1的作用在于执行报警动作、从而引起相关人员的注意。已知的是，可采用发出报警提示音或发光的元件执行报警动作。例如，图2中的报警器SP1即为在导通情况下可发出报警提示音的蜂鸣器。报警器SP1的选择为本领域的常见技术，在此不展开叙述。

由以上叙述可知，设置报警模块4的优点在于：当本发明的电池短路电路自动停止待测电池的短路操作后，报警模块4可执行报警动作，提醒相关人员待测电池的短路操作已完成，从而进一步提高待测电池的短路操作的效率与灵活性。

以下将参考图2与以上描述详细说明实施例2的电池短路电路的工作原理：

1.两相开关SW1与电源断开的情况下，电池短路电路未通电；此时单循环时间继电器DH48S-S为计时初始状态，继电器K1不会对待测电池进行短路操作，同时报警器SP1不发出报警；

2.两相开关SW1接通电源后，电池短路电路通电，电流经两相开关SW1使单循环双设定时间继电器DH48S-S开始计时，此时其内的常开触点6吸合、触点5释放并输出电流信号：

(1)这样常开触点6至继电器K1的线路与两相开关SW1导通，继电器K1所在电路导通且有电流流过继电器K1，此时继电器K1的常开触点吸合并可通过短路导线32对待测电池进行短路操作；

(2)另一方面，电流经第一二极管D1和阻流电阻R1作用于光耦合器PC817，光耦合器PC817导通；当电池短路电路通电时，报警模块4的供电电路42同时工作，电压经变压器T变压、然后经桥堆B1整流、第一滤波电容C3滤波、并经三端稳压电路管Q2输出稳定的直流电压(通常为12V)；当光耦合器PC817以及二极管D2导通时，供电电路42的电流经R2后直接经光耦合器PC817和二极管D2接地，因此使得场效应管Q1的栅极电压为零，场效应管Q1不导通，蜂鸣器SP1不发出报警音；

供电电路42中由于设置有第一滤波电容C3和第二滤波电容C2因此具有一定的延时时间，在第一滤波电容C3和第二滤波电容C2的充电过程中(即在延时时间内)，光耦合管PC817已经导通，从而确保对待测电池进行短路操作时蜂鸣器SP1不会发出误报；

3.两相开关SW1接通电源后，电池短路电路通电，单循环双设定时间继电器DH48S-S的计时时长达到预设延时时间后停止计时，此时其内的常开触点6释放、触点5吸合并停止对继电器K1输出电流信号：

(1)这样继电器K1与两相开关SW1的连接断开，其线圈无电流通过、常开触点释放从而停止对待测电池的短路操作，此时待测电池短路试验已完成；

(2)另一方面，常开触点6释放后，第一二极管D1和第二二极管D2、阻流电阻R1与光耦合器PC817不导通，供电电路42的电流经R2后不再经光耦合器PC817和二极管D2接地、而是经电阻R2流入地线，此时电阻R2和电阻R3构成场效应管Q1和蜂鸣器SP1的分压电路，实施例2通过对分压电路中电阻阻值的调整使场效应管Q1的栅极为高电压，此时场效应管Q1导通，因此蜂鸣器SP1执行报警动作；

4.两相开关SW1再次与电源断开，电池短路电路未通电，此时单循环时间继电器DH48S-S恢复计时初始状态，继电器K1不会对待测电池进行短路操作，同时蜂鸣器SP1停止执行报警动作。

如上所述，采用实施例2的电池短路电路，可通过控制开关模块1实现自动短路、通过计时模块实现自动停止短路、以及通过报警模块实现停止短路后的报警提示。

如图3所示，图3是根据本发明的电池短路的测试方法的示例性流程图。该方法开始于步骤200。在步骤200中，根据待测电池所需要的短路时间设置计时模块2的延时时间，即预设延时时间。随后，在下一步骤202，接通开关模块1与电源，电池短路电路通电，开关模块1向计时模块2传递闭合信号。在下一步骤204，计时模块2接收闭合信号开始计时，同时输出电流信号，并控制短路模块3对接入该短路模块3的待测电池进行短路操作。在下一步骤206，计时模块2计时完成，并控制短路模块3终止对待测电池的短路操作、以及报警模块4开始执行报警动作。在下一步骤208，断开开关模块1与电源，此时电池短路电路为断电状态，报警模块4停止执行报警动作。该方法终止于步骤210。

综上所述，根据本发明，通过控制开关模块即可实现待测电池短路、而不需要直接接触待测电池，从而增强了电池短路试验的安全性；计时模块可控制短路模块执行待测电池的短路操作的时间，该过程精确有效，从而使得电池测试效率稳定；本发明的电池短路电路还可设置报警模块，在短路操作完成后可执行报警动作，具有报警提示功能，进一步增加了待测电池的短路操作的效率与灵活性。本发明的电池短路电路简单可靠、安全性高且测试效率稳定，本发明所提供的电池短路的测试方法方便易行、安全性高且可提高短路操作的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电池短路电路，用于电池短路试验，其特征在于，所述电池短路电路包括：

开关模块，用于控制电池短路电路的通电/断电状态；

短路模块，用于对待测电池进行短路操作；

计时模块，用于在电池短路电路的通电状态下控制短路模块对待测电池进行短路操作；

其中，在所述电池短路电路的通电状态下，所述开关模块向所述计时模块传递闭合信号：

所述计时模块采用时间继电器，接收所述闭合信号后开始计时，同时输出电流信号，启动短路模块对接入该短路模块的待测电池进行短路操作；所述计时模块的计时时长达到预设延时时间后停止计时，同时中断输送至短路模块的电流信号，短路模块则终止对待测电池的短路操作；

所述短路模块包括继电器和短路导线，所述短路导线的一端分别与继电器的常开触点两端连接，所述短路导线的另一端分别与待测电池的两极连接；常开触点吸合时，所述短路导线对待测电池进行短路操作，常开触点释放时，所述短路导线停止对待测电池的短路操作；

所述电池短路电路还包括用于执行报警动作的报警模块，用于在电池短路电路通电状态下，所述电流信号中断后，自动进行报警；

所述报警模块包括报警器、开关电路和供电电路，所述供电电路与所述开关模块连接、并控制报警模块的电源供应，所述开关电路与所述计时模块连接、并控制报警器执行报警动作；

所述开关电路包括光耦合器和场效应管；光耦合器的输出端与场效应管的栅极连接，场效应管的漏极与报警器连接；

所述开关电路还包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、滤波电容(C1)、阻流电阻(R1)，所述第一二极管(D1)的阳极与所述继电器连接，所述第二二极管(D2)的阴极与所述开关模块连接，所述第一二极管(D1)的阴极与所述第二二极管(D2)的阳极之间依次连接有所述阻流电阻(R1)以及所述滤波电容(C1)，所述光耦合器的两输入端分别连接在所述滤波电容(C1)的两端。

2.根据权利要求1所述的电池短路电路，其特征在于，所述供电电路包括变压器、整流器、稳压器、第一滤波电容和第二滤波电容；所述变压器的输入端连接所述开关模块的输出端，所述变压器的输出端连接所述整流器的输入端，所述整流器的输出经第一滤波电容滤波进入所述稳压器的输入端，所述稳压器的输出端分别与第二滤波电容和地线连接。