CN104502846A - 蓄电池过载性能检测装置 - Google Patents

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王新彦
郭庆
薛小东
薛继安
段海龙
李志昱
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Luliang Power Supply Co of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明属于蓄电池过载性能检测装置的技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种结构简单、能够检测蓄电池的多个参数、并能对过载后的蓄电池参数进行全面分析的蓄电池过载性能检测装置；采用的技术方案为：微处理控制器、内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元、通信单元、电源单元和显示单元，所述微处理控制器分别与所述内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元、通信单元、电源单元和显示单元相连；本发明适用于蓄电池的检测领域。

Description

蓄电池过载性能检测装置
技术领域
本发明属于蓄电池过载性能检测装置的技术领域。
背景技术
蓄电池是将电能转换为化学能储存起来，用电时再将化学能转变为电能，可以多次充放电循环使用的装置，通常应用于UPS系统中，作为系统的后备电源，在主电源或发电设备发生故障时应急使用，已经广泛应用于工业生产、交通、通信等行业，蓄电池作UPS系统中一个重要的组成部分，电池的使用寿命和使用效率直接关系到整个UPS系统的可靠程度。
众所周知，蓄电池实际放出的容量与放电电流有密切相关，在终止电压一定的情况下，放电电流越大，电池实际输出容量越小，电池的效率就越低，如：对于12V /100Ah电池，以终止电压1.8V/单体电池，当放电电流电流为5A时，放出容量可达100Ah，当放电电流为10A时，电池放出容量为90Ah；如果放电至终止电压后或处于过载情况时，仍然继续放电，则会使蓄电池实际放出容量超过其额定容量，造成蓄电池的深度放电，导致蓄电池循环次数的减少，进而造成电池发热、膨胀、失效等，缩短电池的使用寿命；因此，了解蓄电池过载后的性能，合理使用蓄电池，对于提高电池的使用寿命，显得尤为重要。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种结构简单、能够检测蓄电池的多个参数、并能对过载后的蓄电池参数进行全面分析的蓄电池过载性能检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
蓄电池过载性能检测装置，包括：微处理控制器、内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元、通信单元、电源单元和显示单元，所述微处理控制器分别与所述内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元、通信单元、电源单元和显示单元相连；所述内阻检测电路包括电流互感器CT、采集卡U1和电阻箱R，所述电流互感器CT与所述采集卡U1连接；所述蓄电池的正极输入端A0并接直流接触器K1的一端后与开关K2的一端相连，所述直流接触器K1的另一端并接电阻箱R的一端后与所述微处理控制器的一端相连，所述开关K2的另一端与所述电源单元的一端相连，所述电源单元的另一端并接蓄电池的负极输入端B0、电阻箱R的另一端后与所述微处理控制器的另一端相连；所述电压检测电路包括电阻R2，所述电阻R2的一端与被测蓄电池的正极输入A0相连，电阻R2的另一端并接电阻R3的一端、电容C1的一端后与微处理控制器的输入端C0相连，电阻R3的另一端与可变电阻的R4一端连接，所述可变电阻R4的另一端并接电容C1的另一端、蓄电池的负极输入B0后接地。
所述电阻箱R由多组直流接触器K3与电阻R1的串联电路并联组成；所述显示单元包括报警灯，所述报警灯与微处理控制器的模拟比较器相连；所述微处理控制器的型号为MSP430F423。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明中的蓄电池过载性能检测装置，包括微处理控制器，微处理控制器分别与内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元、通信单元、电源单元和显示单元相连；通过内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元可以对蓄电池的内阻、电压、温度进行性能监测，通过微处理控制器对蓄电池的电压、容量、内阻、开始温度、过载维持时间等数据进行记录、运算，得出平均值；这些数据一方面通过显示单元将数据结果显示出来，另一方面通过微处理控制器内置的模拟比较器进行数据比对，当蓄电池过载时，监测到的电池电压、电流和温度数据将偏离预设值，此时，微处理控制器发出报警信号给报警灯，并通过显示器的报警灯进行报警显示。
2、本发明中的蓄电池过载性能检测装置，结构简单、使用方便，不仅能在使用前得知过载后电池的性能，对电池进行评估，而且能够在使用过程中防止过载，有效的防止因过载导致的蓄电池寿命的降低，具有极强的实用性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：
图1为本发明的电路结构示意图；
图2为本实施例中的内阻检测电路的电路结构图；
图3为本实施例中的电压检测电路的电路原理图；
图中：1为微处理控制器，2为内阻检测电路，3为电压检测电路，4为温度检测单元，5为通信单元，6为电源单元，7为显示单元。
具体实施方式
如图1所示，蓄电池过载性能检测装置，微处理控制器1、内阻检测电路2、电压检测电路3、温度检测单元4、通信单元5、电源单元6和显示单元7，所述微处理控制器1分别与所述内阻检测电路2、电压检测电路3、温度检测单元4、通信单元5、电源单元6和显示单元7相连，所述微处理控制器的型号为MSP430F423。
如图2、图3所示，所述内阻检测电路2包括电流互感器CT、采集卡U1和电阻箱R，所述电流互感器CT与所述采集卡U1连接；所述蓄电池的正极输入端A0并接直流接触器K1的一端后与开关K2的一端相连，所述直流接触器K1的另一端并接电阻箱R的一端后与所述微处理控制器1的一端相连，所述开关K2的另一端与所述电 源单元6的一端相连，所述电源单元6的另一端并接蓄电池的负极输入端B0、电阻箱R的另一端后与所述微处理控制器1的另一端相连；所述电阻箱R由多组直流接触器K3与电阻R1的串联电路并联组成，本实施例中电阻箱R选择5组流接触器K3与电阻R1的串联电路并联组成；本实施例中的电源单元6可以为恒流源；具体地，在需要对蓄电池充电时，直流接触器K1断开，开关K2闭合，通过恒流源I对蓄电池进行充电；在需要对蓄电池放电时，K2 断开，直流接触器K1闭合，通过微处理控制器1控制电阻箱R的大小，进而调节放电电流的大小，用于测试不同负载下的电池内阻，其中，电流互感器CT 可以获取放电过程中电流信号，并输入到采集卡U1中，采集卡U1并联于蓄电池的两端，可以获取放电结束后蓄电池的恢复波形；
所述电压检测电路3包括电阻R2，所述电阻R2的一端与被测蓄电池的正极输入A0相连，电阻R2的另一端并接电阻R3的一端、电容C1的一端后与微处理控制器1的输入端C0相连，电阻R3的另一端与可变电阻的R4一端连接，所述可变电阻R4的另一端并接电容C1的另一端、蓄电池的负极输入B0后接地；具体地，电阻R2、电阻R3和可变电阻R4对蓄电池进行分压，然后通过电容C1进行滤波，用于防止外界信号的干扰，最后通过微处理控制器1的输入端C0与微处理控制器1的A/D转换模块进行连接，将采样的电压值进行转换、计算、得到待测电池的电压Us；放电前蓄电池的开路电压记为Uo，负载电阻记为R，根据欧姆定律，放电电流I=Us/R，进一步可得蓄电池内阻Rin=(Uo-Us)/I，由于电池的容量与内阻之间存在很好的相关性，可以在放电期间测量其内阻，进而检测蓄电池剩余容量的变化。
本实施例中，通过微处理控制器1内置的温度传感器，对电池的温度进行测量，所述温度传感器的测量范围- 40℃到100℃，补偿电压典型值为0℃，温度每升高1℃电压增加1.3mV，在0℃时的电压典型值为360mV；本实施例中，所述显示单元7包括报警灯，所述报警灯与微处理控制器1的模拟比较器相连，当电流超过2500A、电压低于6V或高于14V、温度超过40℃时，模拟比较器发出报警信号给报警灯，通过报警灯的开启闪烁，此时，蓄电池处于过载状态，微处理控制器对蓄电池的电压、容量、内阻、开始温度、过载维持时间等数据进行记录、运算，最终得出平均值，该运算过程，同时可以计算出电池从过载到失效的时间。
本发明提供了蓄电池过载性能检测装置，可以让使用者在使用蓄电池前对蓄电池的过载性能充分的了解，在蓄电池放电过程中，通过微处理控制器、内阻检测电路、电压检测电路、温度检测单元可以对被测的蓄电池进行电压、内阻、温度进行测试，并通过显示单元进行报警，解决了蓄电池在使用过程中由于过载导致的寿电池命降低的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.蓄电池过载性能检测装置，其特征在于包括：微处理控制器（1）、内阻检测电路（2）、电压检测电路（3）、温度检测单元（4）、通信单元（5）、电源单元（6）和显示单元（7），所述微处理控制器（1）分别与所述内阻检测电路（2）、电压检测电路（3）、温度检测单元（4）、通信单元（5）、电源单元（6）和显示单元（7）相连。
2.根据权利要求1所述的蓄电池过载性能检测装置，其特征在于：所述内阻检测电路（2）包括电流互感器CT、采集卡U1和电阻箱R，所述电流互感器CT与所述采集卡U1连接，所述蓄电池的正极输入端A0并接直流+接触器K1的一端后与开关K2的一端相连，所述直流接触器K1的另一端并接电阻箱R的一端后与所述微处理控制器（1）的一端相连，所述开关K2的另一端与所述电源单元（6）的一端相连，所述电源单元（6）的另一端并接蓄电池的负极输入端B0、电阻箱R的另一端后与所述微处理控制器（1）的另一端相连。
3.根据权利要求1所述的蓄电池过载性能检测装置，其特征在于：所述电压检测电路（3）包括电阻R2，所述电阻R2的一端与被测蓄电池的正极输入A0相连，电阻R2的另一端并接电阻R3的一端、电容C1的一端后与微处理控制器（1）的输入端C0相连，电阻R3的另一端与可变电阻的R4一端连接，所述可变电阻R4的另一端并接电容C1的另一端、蓄电池的负极输入B0后接地。
4.根据权利要求2所述的蓄电池性过载性能检测装置，其特征在于：所述电阻箱R由多组直流接触器K3与电阻R1的串联电路并联组成。
5.根据权利要求1所述的蓄电池过载性能检测装置，其特征在于：所述显示单元（7）包括报警灯，所述报警灯与微处理控制器（1）的模拟比较器相连。
6.根据权利要求1至3任一所述的蓄电池过载性能检测装置，其特征在于：所述微处理控制器（1）的型号为MSP430F423。
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