CN107621610B - 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法 - Google Patents

一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107621610B
CN107621610B CN201710968030.5A CN201710968030A CN107621610B CN 107621610 B CN107621610 B CN 107621610B CN 201710968030 A CN201710968030 A CN 201710968030A CN 107621610 B CN107621610 B CN 107621610B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
decoder
pin
optical coupler
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710968030.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107621610A (zh
Inventor
李秉宇
杜旭浩
苗俊杰
贾伯岩
陈志勇
刘婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Hebei Energy Saving Service Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd
Original Assignee
State Grid Hebei Energy Saving Service Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Hebei Energy Saving Service Co ltd, State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd, State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd filed Critical State Grid Hebei Energy Saving Service Co ltd
Priority to CN201710968030.5A priority Critical patent/CN107621610B/zh
Publication of CN107621610A publication Critical patent/CN107621610A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107621610B publication Critical patent/CN107621610B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法，其特征在于它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。本发明可以实现精确、自动、快速地测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻，测量结果较稳定，准确性较高。

Description

一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法，尤其适用于测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻，属于铅酸蓄电池检测技术领域。
背景技术
在很多工业领域和服务领域，如信息行业、电力系统、医疗都在使用直流电源系统和不间断电源系统。而在直流电源系统和不间断电源系统中，蓄电池组又扮演着极其重要的作用。蓄电池内阻值决定其短路电流的水平，是直流电源系统开关配置的重要依据，也是蓄电池带载能力的标志。投运后的蓄电池内阻值直接影响电池实际容量，决定蓄电池的使用性能。业界已广泛认同蓄电池内阻值是蓄电池性能的重要参数。为此，设计和制造了各种各样的蓄电池内阻测试仪器及装置。虽然IEC60896-2和GB/T19638.2-2005规定了二次法来标定电阻，由于二次法的两次放电都要求标准方波，特别是对于第二次放电，电流值很大，为20I10,且时间短，仅有5秒，到目前为止，由于现场测试条件的限制，还没有一种严格符合二次法方波要求、重复测量精度高、便于对固定型阀控密封铅酸蓄电池内阻及短路电流测试时进行自动化单方波放电的设备。如何验证测量值是否符合标准，尤其是针对100-3000A时的大型电池，如何满足标准对放电的严格方波的要求，这成为蓄电池标准化测试的关键所在。
发明内容
本发明针对以上问题而提出的一种测量蓄电池组内阻的装置及其方法，尤其适用于测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于测量蓄电池组内阻的装置，它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接；
所述系统控制模块由单片机U1及其外围器件组成；所述单片机U1的型号为MC9S12D32，晶振Y1与电容C3-C4组成的晶振电路接在单片机U1的34脚与35脚之间，电阻R30、开关S1、电容C5组成的复位电路接在单片机U1的30脚与地之间；所述显示及交互模块的型号为LCD12864；
所述电流采样电路由霍尔传感器L1、放大器UF、电阻R1-R3和电容C1-C2组成；所述霍尔传感器L1的型号为CS040G，所述放大器UF的型号为LM324；所述霍尔传感器L1的电源端1脚接+12V直流电源，其3脚接地，其信号输出端2脚经电阻R1接所述放大器UF的同向输入端，所述电容C1接在放大器UF的同向输入端与地之间；所述放大器UF的反向输入端经电阻R2接地，其输出端接单片机U1的16脚，所述电阻R3与电容C2并联后接在放大器UF的输出端与反向输入端之间；
所述增量负载控制电路由译码器U1-1至译码器U17-1、光耦OP1-1至光耦OP256-1、继电器KM1至继电器KM256、三极管Q1-1至三极管Q256-1和电阻R1-1至电阻R768-1组成；所述译码器U1-1至译码器U17-1的型号为74HC154，光耦OP1-1至光耦OP256-1的型号为EL817C，所述三极管Q1-1至三极管Q256-1的型号为S9012，继电器KM1至继电器KM256的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-1的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的45脚-48脚，译码器U17-1的18脚-19脚接地，译码器U17-1的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-1至译码器U11-1的18脚，译码器U17-1的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-1至译码器U16-1的18脚；
所述译码器U1-1至译码器U16-1的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的41脚-44脚，译码器U1-1至译码器U16-1的19脚均接地，译码器U1-1至译码器U16-1的输出端有共256路结构相同的输出端电路，译码器U1-1至译码器U16-1输出端的第1路输出端电路由光耦OP1-1、继电器KM1、三极管Q1-1和电阻R1-1至电阻R3-1组成；所述光耦OP1-1的2脚接译码器U1-1的第一输出端1脚，光耦OP1-1的1脚经电阻R1-1接+5V电源，光耦OP1-1的4脚经电阻R2-1接+12V电源，光耦OP1-1的3脚接地；所述三极管Q1-1的基极经电阻R3-1接光耦OP1-1的4脚，三极管Q1-1的发射极经继电器KM1的线圈接+12V电源，三极管Q1-1的集电极接地；以次类推，译码器U1-1至译码器U16-1输出端的第256路输出端电路由光耦OP256-1、继电器KM256、三极管Q256-1和电阻R766-1至电阻R768-1组成；所述光耦OP256-1的2脚接译码器U17-1的第15输出端17脚，光耦OP256-1的1脚经电阻R766-1接+5V电源，光耦OP256-1的4脚经电阻R767-1接+12V电源，光耦OP256-1的3脚接地；所述三极管Q256-1的基极经电阻R768-1接光耦OP256-1的4脚，三极管Q256-1的发射极经继电器KM256的线圈接+12V电源，三极管Q256-1的集电极接地；
所述减量负载控制电路由译码器U1-2至译码器U17-2、光耦OP1-2至光耦OP256-2、继电器KM257至继电器KM512、三极管Q1-2至三极管Q256-2和电阻R1-2至电阻R768-2组成；所述译码器U1-2至译码器U17-2的型号为74HC154，光耦OP1-2至光耦OP256-2的型号为EL817C，所述三极管Q1-2至三极管Q256-2的型号为S9012，继电器KM257至继电器KM512的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-2的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的11脚-14脚，译码器U17-2的18脚-19脚接地，译码器U17-2的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-2至译码器U11-2的18脚，译码器U17-2的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-2至译码器U16-2的18脚；
所述译码器U1-2至译码器U16-2的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的5脚-8脚，译码器U1-2至译码器U16-2的19脚均接地，译码器U1-2至译码器U16-2的输出端有共256路结构相同的输出端电路；译码器U1-2至译码器U16-2输出端的第1路输出端电路由光耦OP1-2、继电器KM257、三极管Q1-2和电阻R1-2至电阻R3-2组成；所述光耦OP1-2的2脚接译码器U1-2的第一输出端1脚，光耦OP1-2的1脚经电阻R1-2接+5V电源，光耦OP1-2的4脚经电阻R2-2接+12V电源，光耦OP1-2的3脚接地；所述三极管Q1-2的基极经电阻R3-2接光耦OP1-2的4脚，三极管Q1-2的发射机经继电器KM257的线圈接+12V电源，三极管Q1-2的集电极接地；以次类推，译码器U1-2至译码器U16-2输出端的第256路输出端电路由光耦OP256-2、继电器KM512、三极管Q256-2和电阻R766-2至电阻R768-2组成；所述光耦OP256-2的2脚接译码器U17-2的第15输出端17脚，光耦OP256-2的1脚经电阻R766-2接+5V电源，光耦OP256-2的4脚经电阻R767-2接+12V电源，光耦OP256-2的3脚接地；所述三极管Q256-2的基极经电阻R768-2接光耦OP256-2的4脚，三极管Q256-2的发射机经继电器KM512的线圈接+12V电源，三极管Q256-2的集电极接地；
所述精确负载控制电路由译码器U18、光耦OP1-OP7、继电器KM601至继电器KM607、三极管Q1-Q7和电阻R4-R24组成；所述译码器U18的型号为74HC138，光耦OP1-OP7的型号为EL817C，继电器KM601至继电器KM607的型号+12V中间继电器HH54P；所述译码器U18的输入端1脚-3脚分别接单片机U1的17脚-19脚，译码器U18的4脚、5脚均接地，译码器U18的6脚接+5V电源；所述译码器U18的输出端构成7路结构相同的电路，第1输出端电路由光耦OP1、继电器KM601、三极管Q1和电阻R4-R6组成；所述光耦OP1的2脚接译码器U18的第1输出端15脚，光耦OP1的1脚经电阻R4接+5V电源，光耦OP1的4脚经电阻R5接+12V电源，光耦OP1的3脚接地；所述三极管Q1的基极经电阻R6接光耦OP1的4脚，三极管Q1的发射机经继电器KM601的线圈接+12V电源，三极管Q1的集电极接地；以次类推，第7输出端电路由光耦OP7、继电器KM607、三极管Q7和电阻R22-R24组成；所述光耦OP7的2脚接译码器U18的第7输出端9脚，光耦OP7的1脚经电阻R22接+5V电源，光耦OP7的4脚经电阻R23接+12V电源，光耦OP7的3脚接地；所述三极管Q7的基极经电阻R24接光耦OP7的4脚，三极管Q7的发射机经继电器KM607的线圈接+12V电源，三极管Q7的集电极接地。
所述动态增量负载模块由继电器KM1的常开触点KM1-1至继电器KM256的常开触点KM256-1、电阻R1-3至电阻R256-3组成；所述动态增量负载模块由256路结构相同的动态增量负载电路组成，即动态增量负载模块由第1路动态增量负载电路至第256路动态增量负载电路组成，第1路动态增量负载电路由常开触点KM1-1和电阻R1-3组成，所述常开触点KM1-1与电阻R1-3相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，第256路动态增量负载电路由常开触点KM256-1和电阻R256-3组成，所述常开触点KM256-1与电阻R256-3相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以上所述电阻R1-3至电阻R256-3的阻值为R0；
所述动态减量负载模块由继电器KM257的常开触点KM257-1至继电器KM512的常开触点KM512-1、电阻R1-4至电阻R256-4组成；所述动态减量负载模块由256路机构相同的负载电路组成，所述第1路负载电路由常开触点KM257-1和电阻R1-4组成，所述常开触点KM257-1与电阻R1-4相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第256路负载电路由常开触点KM512-1和电阻R256-4组成，所述常开触点KM512-1与电阻R256-4相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以上所述电阻R1-4至电阻R256-4的阻值为R0；
所述动态精确负载模块由继电器KM601的常开触点KM601-1至继电器KM608的常开触点KM607-1、电阻R1-5至电阻R7-5组成；所述动态精确负载模块由7路结构相同的动态精确负载电路组成，即动态精确负载模块由第1路动态精确负载电路至第7路动态精确负载电路组成，所述第1路动态精确负载电路由常开触点KM601-1和电阻R1-5组成，所述常开触点KM601-1与电阻R1-5相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第7路动态精确负载电路由常开触点KM607-1和电阻R7-5组成，所述常开触点KM607-1与电阻R7-5相串联后接在所述被测蓄电池的两端；所述电阻R1-5的阻值为2R0，电阻R2-5的阻值为4R0，电阻R3-5的阻值为8R0，电阻R4-5的阻值为16R0，电阻R5-5的阻值为32R0，电阻R6-5的阻值为64R0，电阻R7-5的阻值为128R0。
利用一种用于测量蓄电池内阻的装置进行测量蓄电池内阻的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在进行蓄电池内阻测试时，首先通过显示及交互模块设置初始放电电流值I0，系统控制模块接收到初始放电电流值I0后，发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值R0接近R0≈Vbat/I0，其中，Vbat为被测蓄电池两端的电压；
(2)启动系统后，被测蓄电池放电，放电电流i由电流采样电路采集进系统控制模块，当放电电流i大于初始放电电流值I0时，由系统控制模块发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值减少；当放电电流i小于初始放电电流值I0时，(a)当放电电流i大于参考电流值i0，i0＝Vbat/R0，由系统控制模块发出指令给增量负载控制电路，使动态增量负载模块接入测试回路的电阻值增加；(b)当放电电流i小于所述参考电流值i0，由系统控制模块发出指令给精确负载控制电路，改变动态精确负载模块接入测试回路的电阻值；
(3)调节好接入测试回路的电阻值后，便可以根据测试要求对被测电池进行测试。
本发明的有益效果如下：
本发明采用精度高，处理速度较快的飞思卡尔公司的16位单片机U1作为主要控制器，单片机U1具有A/D接口，被测蓄电池的电流信息可以直接被采集进单片机U1进行相关处理，测量电流精度较高；本发明的负载控制电路中采用光耦，可是实现控制器与负载的电器隔离，有利于控制稳定可靠；动态负载采用两个256路负载和一个实现精确负载调节的负载模块，采用动态增量负载模块、动态精确负载模块、动态减量负载模块共3个调节负载大小的负载模块，可以实现精确、自动、快速地测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻，测量结果较稳定，准确性较高。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的系统控制模块的电路原理图；
图3为本发明的电流采样电路的电路原理图；
图4为本发明的增量负载控制电路的电路原理图；
图5为本发明的减量负载控制电路的电路原理图；
图6为本发明的精确负载控制电路的电路原理图；
图7为本发明的动态增量负载模块的电路原理图；
图8为本发明的动态减量负载模块的电路原理图；
图9为本发明的动态精确负载模块的电路原理图；
具体实施方式
由附图1所示本实施例涉及可知一种用于测量蓄电池组内阻的装置，它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。
由附图2可知，所述系统控制模块由单片机U1及其外围器件组成；所述单片机U1的型号为MC9S12D32，晶振Y1与电容C3-C4组成的晶振电路接在单片机U1的34脚与35脚之间，电阻R30、开关S1、电容C5组成的复位电路接在单片机U1的30脚与地之间；所述显示及交互模块的型号为LCD12864。
由附图3可知，所述电流采样电路由霍尔传感器L1、放大器UF、电阻R1-R3和电容C1-C2组成；所述霍尔传感器L1的型号为CS040G，所述放大器UF的型号为LM324；所述霍尔传感器L1的电源端1脚接+12V直流电源，其3脚接地，其信号输出端2脚经电阻R1接所述放大器UF的同向输入端，所述电容C1接在放大器UF的同向输入端与地之间；所述放大器UF的反向输入端经电阻R2接地，其输出端接单片机U1的16脚，所述电阻R3与电容C2并联后接在放大器UF的输出端与反向输入端之间。
由附图4可知，所述增量负载控制电路由译码器U1-1至译码器U17-1、光耦OP1-1至光耦OP256-1、继电器KM1至继电器KM256、三极管Q1-1至三极管Q256-1和电阻R1-1至电阻R768-1组成；所述译码器U1-1至译码器U17-1的型号为74HC154，光耦OP1-1至光耦OP256-1的型号为EL817C，所述三极管Q1-1至三极管Q256-1的型号为S9012，继电器KM1至继电器KM256的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-1的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的45脚-48脚，译码器U17-1的18脚-19脚接地，译码器U17-1的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-1至译码器U11-1的18脚，译码器U17-1的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-1至译码器U16-1的18脚；
所述译码器U1-1至译码器U16-1的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的41脚-44脚，译码器U1-1至译码器U16-1的19脚均接地，译码器U1-1至译码器U16-1的输出端有共256路，所述256路输出端电路结构相同；所述第1路输出端电路由光耦OP1-1、继电器KM1、三极管Q1-1和电阻R1-1至电阻R3-1组成；所述光耦OP1-1的2脚接译码器U1-1的第一输出端1脚，光耦OP1-1的1脚经电阻R1-1接+5V电源，光耦OP1-1的4脚经电阻R2-1接+12V电源，光耦OP1-1的3脚接地；所述三极管Q1-1的基极经电阻R3-1接光耦OP1-1的4脚，三极管Q1-1的发射机经继电器KM1的线圈接+12V电源，三极管Q1-1的集电极接地；以次类推，所述第256路输出端电路由光耦OP256-1、继电器KM256、三极管Q256-1和电阻R766-1至电阻R768-1组成；所述光耦OP256-1的2脚接译码器U17-1的第15输出端17脚，光耦OP256-1的1脚经电阻R766-1接+5V电源，光耦OP256-1的4脚经电阻R767-1接+12V电源，光耦OP256-1的3脚接地；所述三极管Q256-1的基极经电阻R768-1接光耦OP256-1的4脚，三极管Q256-1的发射机经继电器KM256的线圈接+12V电源，三极管Q256-1的集电极接地；
由附图5可知，所述减量负载控制电路由译码器U1-2至译码器U17-2、光耦OP1-2至光耦OP256-2、继电器KM257至继电器KM512、三极管Q1-2至三极管Q256-2和电阻R1-2至电阻R768-2组成；所述译码器U1-2至译码器U17-2的型号为74HC154，光耦OP1-2至光耦OP256-2的型号为EL817C，所述三极管Q1-2至三极管Q256-2的型号为S9012，继电器KM257至继电器KM512的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-2的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的11脚-14脚，译码器U17-2的18脚-19脚接地，译码器U17-2的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-2至译码器U11-2的18脚，译码器U17-2的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-2至译码器U16-2的18脚；
所述译码器U1-2至译码器U16-2的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的5脚-8脚，译码器U1-2至译码器U16-2的19脚均接地，译码器U1-2至译码器U16-2的输出端有共256路，所述256路输出端电路结构相同；所述第1路输出端电路由光耦OP1-2、继电器KM257、三极管Q1-2和电阻R1-2至电阻R3-2组成；所述光耦OP1-2的2脚接译码器U1-2的第一输出端1脚，光耦OP1-2的1脚经电阻R1-2接+5V电源，光耦OP1-2的4脚经电阻R2-2接+12V电源，光耦OP1-2的3脚接地；所述三极管Q1-2的基极经电阻R3-2接光耦OP1-2的4脚，三极管Q1-2的发射机经继电器KM257的线圈接+12V电源，三极管Q1-2的集电极接地；以次类推，所述第256路输出端电路由光耦OP256-2、继电器KM512、三极管Q256-2和电阻R766-2至电阻R768-2组成；所述光耦OP256-2的2脚接译码器U17-2的第15输出端17脚，光耦OP256-2的1脚经电阻R766-2接+5V电源，光耦OP256-2的4脚经电阻R767-2接+12V电源，光耦OP256-2的3脚接地；所述三极管Q256-2的基极经电阻R768-2接光耦OP256-2的4脚，三极管Q256-2的发射机经继电器KM512的线圈接+12V电源，三极管Q256-2的集电极接地；
由附图6可知，所述精确负载控制电路由译码器U18、光耦OP1-OP7、继电器KM601至继电器KM607、三极管Q1-Q7和电阻R4-R24组成；所述译码器U18的型号为74HC138，光耦OP1-OP7的型号为EL817C，继电器KM601至继电器KM607的型号+12V中间继电器HH54P；所述译码器U18的输入端1脚-3脚分别接单片机U1的17脚-19脚，译码器U18的4脚、5脚均接地，译码器U18的6脚接+5V电源；所述译码器U18的输出端构成7路结构相同的电路，第1输出端电路由光耦OP1、继电器KM601、三极管Q1和电阻R4-R6组成；所述光耦OP1的2脚接译码器U18的第1输出端15脚，光耦OP1的1脚经电阻R4接+5V电源，光耦OP1的4脚经电阻R5接+12V电源，光耦OP1的3脚接地；所述三极管Q1的基极经电阻R6接光耦OP1的4脚，三极管Q1的发射机经继电器KM601的线圈接+12V电源，三极管Q1的集电极接地；以次类推，第7输出端电路由光耦OP7、继电器KM607、三极管Q7和电阻R22-R24组成；所述光耦OP7的2脚接译码器U18的第7输出端9脚，光耦OP7的1脚经电阻R22接+5V电源，光耦OP7的4脚经电阻R23接+12V电源，光耦OP7的3脚接地；所述三极管Q7的基极经电阻R24接光耦OP7的4脚，三极管Q7的发射机经继电器KM607的线圈接+12V电源，三极管Q7的集电极接地；
由附图7可知，所述动态增量负载模块由继电器KM1的常开触点KM1-1至继电器KM256的常开触点KM256-1、电阻R1-3至电阻R256-3组成；所述动态增量负载模块由256路结构相同的负载电路组成，所述第1路负载电路由常开触点KM1-1和电阻R1-3组成，所述常开触点KM1-1与电阻R1-3相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第256路负载电路由常开触点KM256-1和电阻R256-3组成，所述常开触点KM256-1与电阻R256-3相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以上所述电阻R1-3至电阻R256-3的阻值为R0；
由附图8可知，所述动态减量负载模块由继电器KM257的常开触点KM257-1至继电器KM512的常开触点KM512-1、电阻R1-4至电阻R256-4组成；所述动态减量负载模块由256路结构相同的负载电路组成，所述第1路负载电路由常开触点KM257-1和电阻R1-4组成，所述常开触点KM257-1与电阻R1-4相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第256路负载电路由常开触点KM512-1和电阻R256-4组成，所述常开触点KM512-1与电阻R256-4相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以上所述电阻R1-4至电阻R256-4的阻值为R0；
由附图9可知，所述动态精确负载模块由继电器KM601的常开触点KM601-1至继电器KM608的常开触点KM607-1、电阻R1-5至电阻R7-5组成；所述动态精确负载模块由7路结构相同的负载电路组成，所述第1路负载电路由常开触点KM601-1和电阻R1-5组成，所述常开触点KM601-1与电阻R1-5相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第7路负载电路由常开触点KM607-1和电阻R7-5组成，所述常开触点KM607-1与电阻R7-5相串联后接在所述被测蓄电池的两端；所述电阻R1-5的阻值为2R0，电阻R2-5的阻值为4R0，电阻R3-5的阻值为8R0，电阻R4-5的阻值为16R0，电阻R5-5的阻值为32R0，电阻R6-5的阻值为64R0，电阻R7-5的阻值为128R0。
利用所述的一种用于测量蓄电池内阻的装置进行测量蓄电池内阻的方法，包括如下步骤：
(1)在进行蓄电池内阻测试时，首先通过显示及交互模块设置初始放电电流值I0，系统控制模块接收到初始放电电流值I0后，发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值R0接近R0≈Vbat/I0，其中，Vbat为被测蓄电池两端的电压；
(2)启动系统后，被测蓄电池放电，放电电流i由电流采样电路采集进系统控制模块，当放电电流i大于初始放电电流值I0时，由系统控制模块发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值减少；当放电电流i小于初始放电电流值I0时，(a)当放电电流i大于参考电流值i0，(i0＝Vbat/R0)，由系统控制模块发出指令给增量负载控制电路，使动态增量负载模块接入测试回路的电阻值增加；(b)当放电电流i小于所述参考电流值i0，由系统控制模块发出指令给精确负载控制电路，改变动态精确负载模块接入测试回路的电阻值；
(3)调节好接入测试回路的电阻值后，便可以根据测试要求对被测电池进行测试。
本发明的工作原理及工作过程如下：
本实施例首先通过显示及交互模块设定一个初始放电电流值I0，动态减量负载模块按预估计的被测电池的内阻值R0及电池组电压将负载电阻调节到接近所要的放电电流值I0的90％左右，再利用动态增量负载模块对放电电流进行增量调节，最后由动态精确负载模块对放电电流进行微量调节，实现20秒4I10及5秒20I10的平稳放电。在这里，I10在电池的定义里为蓄电池10小时放电率电流，值为蓄电池额定容量的0.1倍，4I10与20I10分别为4倍I10和20倍I10；20秒4I10及5秒20I10是指用4倍的I10电流放电20秒和用20倍的I10电流放电5秒。
本实施例中，电阻R1-3至电阻R256-3，电阻R1-4至电阻R256-4的阻值均为R0，当需要接通某个电阻进测量回路时，则接通对应的继电器常开触点便可。
本实施例中，通过控制动态精确负载模块中接入被测电路中的电阻值，可以产生io/128至127io/128(50A<io<80A)的电流值，其中，i0＝65A，则所述R0≈Vbat/i0，Vbat为被测蓄电池两端的电压，在本实施例中Vbat可以为2.25V，则R0＝34.6mΩ；例如需要产生io/128的电流值，则接通常开触点KM607-1，使电阻R7-5接入被测回路；需要产生127io/128的电流值，则接通常开触点KM601-1至常开触点KM607-1，使电阻R1-5至电阻R7-5均接入被测回路中；需要产生5io/128的电流值，则接通常开触点KM605-1和常开触点KM607-1，使电阻R5-5和电阻R7-5均接入被测回路中。达到精确调节负载电阻的目的。

Claims (3)

1.一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接；
所述系统控制模块由单片机U1及其外围器件组成；所述单片机U1的型号为MC9S12D32，晶振Y1与电容C3-C4组成的晶振电路接在单片机U1的34脚与35脚之间，电阻R30、开关S1、电容C5组成的复位电路接在单片机U1的30脚与地之间；所述显示及交互模块的型号为LCD12864；
所述电流采样电路由霍尔传感器L1、放大器UF、电阻R1-R3和电容C1-C2组成；所述霍尔传感器L1的型号为CS040G，所述放大器UF的型号为LM324；所述霍尔传感器L1的电源端1脚接+12V直流电源，其3脚接地，其信号输出端2脚经电阻R1接所述放大器UF的同向输入端，所述电容C1接在放大器UF的同向输入端与地之间；所述放大器UF的反向输入端经电阻R2接地，其输出端接单片机U1的16脚，所述电阻R3与电容C2并联后接在放大器UF的输出端与反向输入端之间；
所述增量负载控制电路由译码器U1-1至译码器U17-1、光耦OP1-1至光耦OP256-1、继电器KM1至继电器KM256、三极管Q1-1至三极管Q256-1和电阻R1-1至电阻R768-1组成；所述译码器U1-1至译码器U17-1的型号为74HC154，光耦OP1-1至光耦OP256-1的型号为EL817C，所述三极管Q1-1至三极管Q256-1的型号为S9012，继电器KM1至继电器KM256的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-1的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的45脚-48脚，译码器U17-1的18脚-19脚接地，译码器U17-1的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-1至译码器U11-1的18脚，译码器U17-1的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-1至译码器U16-1的18脚；
所述译码器U1-1至译码器U16-1的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的41脚-44脚，译码器U1-1至译码器U16-1的19脚均接地，译码器U1-1至译码器U16-1的输出端有共256路结构相同的输出端电路，译码器U1-1至译码器U16-1输出端的第1路输出端电路由光耦OP1-1、继电器KM1、三极管Q1-1和电阻R1-1至电阻R3-1组成；所述光耦OP1-1的2脚接译码器U1-1的第一输出端1脚，光耦OP1-1的1脚经电阻R1-1接+5V电源，光耦OP1-1的4脚经电阻R2-1接+12V电源，光耦OP1-1的3脚接地；所述三极管Q1-1的基极经电阻R3-1接光耦OP1-1的4脚，三极管Q1-1的发射极经继电器KM1的线圈接+12V电源，三极管Q1-1的集电极接地；以次类推，译码器U1-1至译码器U16-1输出端的第256路输出端电路由光耦OP256-1、继电器KM256、三极管Q256-1和电阻R766-1至电阻R768-1组成；所述光耦OP256-1的2脚接译码器U17-1的第15输出端17脚，光耦OP256-1的1脚经电阻R766-1接+5V电源，光耦OP256-1的4脚经电阻R767-1接+12V电源，光耦OP256-1的3脚接地；所述三极管Q256-1的基极经电阻R768-1接光耦OP256-1的4脚，三极管Q256-1的发射极经继电器KM256的线圈接+12V电源，三极管Q256-1的集电极接地；
所述减量负载控制电路由译码器U1-2至译码器U17-2、光耦OP1-2至光耦OP256-2、继电器KM257至继电器KM512、三极管Q1-2至三极管Q256-2和电阻R1-2至电阻R768-2组成；所述译码器U1-2至译码器U17-2的型号为74HC154，光耦OP1-2至光耦OP256-2的型号为EL817C，所述三极管Q1-2至三极管Q256-2的型号为S9012，继电器KM257至继电器KM512的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-2的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的11脚-14脚，译码器U17-2的18脚-19脚接地，译码器U17-2的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-2至译码器U11-2的18脚，译码器U17-2的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-2至译码器U16-2的18脚；
所述译码器U1-2至译码器U16-2的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的5脚-8脚，译码器U1-2至译码器U16-2的19脚均接地，译码器U1-2至译码器U16-2的输出端有共256路结构相同的输出端电路；译码器U1-2至译码器U16-2输出端的第1路输出端电路由光耦OP1-2、继电器KM257、三极管Q1-2和电阻R1-2至电阻R3-2组成；所述光耦OP1-2的2脚接译码器U1-2的第一输出端1脚，光耦OP1-2的1脚经电阻R1-2接+5V电源，光耦OP1-2的4脚经电阻R2-2接+12V电源，光耦OP1-2的3脚接地；所述三极管Q1-2的基极经电阻R3-2接光耦OP1-2的4脚，三极管Q1-2的发射机经继电器KM257的线圈接+12V电源，三极管Q1-2的集电极接地；以次类推，译码器U1-2至译码器U16-2输出端的第256路输出端电路由光耦OP256-2、继电器KM512、三极管Q256-2和电阻R766-2至电阻R768-2组成；所述光耦OP256-2的2脚接译码器U17-2的第15输出端17脚，光耦OP256-2的1脚经电阻R766-2接+5V电源，光耦OP256-2的4脚经电阻R767-2接+12V电源，光耦OP256-2的3脚接地；所述三极管Q256-2的基极经电阻R768-2接光耦OP256-2的4脚，三极管Q256-2的发射机经继电器KM512的线圈接+12V电源，三极管Q256-2的集电极接地；
所述精确负载控制电路由译码器U18、光耦OP1-OP7、继电器KM601至继电器KM607、三极管Q1-Q7和电阻R4-R24组成；所述译码器U18的型号为74HC138，光耦OP1-OP7的型号为EL817C，继电器KM601至继电器KM607的型号+12V中间继电器HH54P；所述译码器U18的输入端1脚-3脚分别接单片机U1的17脚-19脚，译码器U18的4脚、5脚均接地，译码器U18的6脚接+5V电源；所述译码器U18的输出端构成7路结构相同的电路，第1输出端电路由光耦OP1、继电器KM601、三极管Q1和电阻R4-R6组成；所述光耦OP1的2脚接译码器U18的第1输出端15脚，光耦OP1的1脚经电阻R4接+5V电源，光耦OP1的4脚经电阻R5接+12V电源，光耦OP1的3脚接地；所述三极管Q1的基极经电阻R6接光耦OP1的4脚，三极管Q1的发射机经继电器KM601的线圈接+12V电源，三极管Q1的集电极接地；以次类推，第7输出端电路由光耦OP7、继电器KM607、三极管Q7和电阻R22-R24组成；所述光耦OP7的2脚接译码器U18的第7输出端9脚，光耦OP7的1脚经电阻R22接+5V电源，光耦OP7的4脚经电阻R23接+12V电源，光耦OP7的3脚接地；所述三极管Q7的基极经电阻R24接光耦OP7的4脚，三极管Q7的发射机经继电器KM607的线圈接+12V电源，三极管Q7的集电极接地。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于所述动态增量负载模块由继电器KM1的常开触点KM1-1至继电器KM256的常开触点KM256-1、电阻R1-3至电阻R256-3组成；所述动态增量负载模块由256路结构相同的动态增量负载电路组成，即动态增量负载模块由第1路动态增量负载电路至第256路动态增量负载电路组成，第1路动态增量负载电路由常开触点KM1-1和电阻R1-3组成，所述常开触点KM1-1与电阻R1-3相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，第256路动态增量负载电路由常开触点KM256-1和电阻R256-3组成，所述常开触点KM256-1与电阻R256-3相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以上所述电阻R1-3至电阻R256-3的阻值为R0；
所述动态减量负载模块由继电器KM257的常开触点KM257-1至继电器KM512的常开触点KM512-1、电阻R1-4至电阻R256-4组成；所述动态减量负载模块由256路机构相同的负载电路组成，所述第1路负载电路由常开触点KM257-1和电阻R1-4组成，所述常开触点KM257-1与电阻R1-4相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第256路负载电路由常开触点KM512-1和电阻R256-4组成，所述常开触点KM512-1与电阻R256-4相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以上所述电阻R1-4至电阻R256-4的阻值为R0；
所述动态精确负载模块由继电器KM601的常开触点KM601-1至继电器KM608的常开触点KM607-1、电阻R1-5至电阻R7-5组成；所述动态精确负载模块由7路结构相同的动态精确负载电路组成，即动态精确负载模块由第1路动态精确负载电路至第7路动态精确负载电路组成，所述第1路动态精确负载电路由常开触点KM601-1和电阻R1-5组成，所述常开触点KM601-1与电阻R1-5相串联后接在所述被测蓄电池的两端；以此类推，所述第7路动态精确负载电路由常开触点KM607-1和电阻R7-5组成，所述常开触点KM607-1与电阻R7-5相串联后接在所述被测蓄电池的两端；所述电阻R1-5的阻值为2R0，电阻R2-5的阻值为4R0，电阻R3-5的阻值为8R0，电阻R4-5的阻值为16R0，电阻R5-5的阻值为32R0，电阻R6-5的阻值为64R0，电阻R7-5的阻值为128R0。
3.利用权利要求1所述的一种用于测量蓄电池内阻的装置进行测量蓄电池内阻的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）在进行蓄电池内阻测试时，首先通过显示及交互模块设置初始放电电流值I0，系统控制模块接收到初始放电电流值I0后，发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值R0接近R0≈Vbat/I0，其中，Vbat为被测蓄电池两端的电压；
（2）启动系统后，被测蓄电池放电，放电电流i由电流采样电路采集进系统控制模块，当放电电流i大于初始放电电流值I0时，由系统控制模块发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值减少；当放电电流i小于初始放电电流值I0时，（a）当放电电流i大于参考电流值i0，i0=Vbat/R0，由系统控制模块发出指令给增量负载控制电路，使动态增量负载模块接入测试回路的电阻值增加；（b）当放电电流i小于所述参考电流值i0，由系统控制模块发出指令给精确负载控制电路，改变动态精确负载模块接入测试回路的电阻值；
（3）调节好接入测试回路的电阻值后，便可以根据测试要求对被测电池进行测试。
CN201710968030.5A 2017-10-18 2017-10-18 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法 Active CN107621610B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710968030.5A CN107621610B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710968030.5A CN107621610B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107621610A CN107621610A (zh) 2018-01-23
CN107621610B true CN107621610B (zh) 2020-04-24

Family

ID=61092460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710968030.5A Active CN107621610B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107621610B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111693782A (zh) * 2020-06-24 2020-09-22 珠海伊托科技有限公司 带回路电阻的蓄电池内阻测试及大电流耐受测试装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104502849A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 国家电网公司 一种变电站阀控式密封铅酸蓄电池剩余容量在线实时测量方法
CN204374302U (zh) * 2014-09-26 2015-06-03 深圳市金宏威技术股份有限公司 一种阀控铅酸蓄电池内阻采集装置
JP2016142673A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 株式会社明電舎 蓄電媒体の余寿命診断装置とその方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204374302U (zh) * 2014-09-26 2015-06-03 深圳市金宏威技术股份有限公司 一种阀控铅酸蓄电池内阻采集装置
CN104502849A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 国家电网公司 一种变电站阀控式密封铅酸蓄电池剩余容量在线实时测量方法
JP2016142673A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 株式会社明電舎 蓄電媒体の余寿命診断装置とその方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于双负载控制的蓄电池二次放电法内阻测试技术;梅成林;《测控技术》;20150818;第49-51页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107621610A (zh) 2018-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201867490U (zh) 多表位标准电能表检定装置
CN108089141B (zh) 一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法及装置
CN108089142B (zh) 分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片
CN103454611A (zh) 电能计量装置远程校验检测系统、检测二次压降的方法
CN105259494A (zh) 电池均衡电路的测试装置及方法
CN103257277B (zh) 基于恒流源的多功能虚拟仪器及控制方法
CN110501572A (zh) 一种惠斯通电桥电阻的测试方法
CN103091550B (zh) 一种宽电压与大电流同步隔离采样直流功率计
CN108089143B (zh) 分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片
CN102620862A (zh) 一种温度校验仪
CN107621610B (zh) 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法
CN112904260B (zh) 一种直流分压器两级校准方法
CN105606180A (zh) 一种车用燃油表的采样电路及其故障诊断方法
CN103033687A (zh) 电缆连接紧固测试仪及其测试方法
CN108469218A (zh) 一种电容测距方法、系统、装置及可读存储介质
CN105652038B (zh) 一种超高精度加速度计批量性能测试系统
CN108919063B (zh) 一种基于电容修正原理的电场遥测系统及方法
CN111175687A (zh) 非线性负荷标准电能表
CN202033073U (zh) 数字式燃油测量系统半实物仿真平台
CN205720475U (zh) 一种自动化终端dtu测试装置
CN210775655U (zh) 高精度的热电阻自检测电路
CN113503986A (zh) 光模块温度监控及校准方法以及装置
CN202710743U (zh) 一种电能表远程在线校验系统pt负荷测量控制电路
CN112379320A (zh) 一种基于固定电压计时法的防雷元件测试仪校准方法
CN202710649U (zh) 一种根据电压信号确定消弧线圈档位的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant