CN201311483Y

CN201311483Y - 一种电池组容量测量装置

Info

Publication number: CN201311483Y
Application number: CNU2008201242737U
Authority: CN
Inventors: 李鹏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2018-12-09

Abstract

本实用新型公开了一种电池组容量测量装置，包括：由多个分别与各节电池连接的电路组成，与每节电池连接的电路其结构及所用元件均相同；与每节电池连接的电路包括：可控放电器、单片机、A/D转换器、电阻、光耦、稳压电源和多路选择器；每节电池并接一个可控放电器，每节电池与电阻Rt、光耦的发光二极管连成回路，光耦的晶体管通过电阻R和稳压电源形成回路，所述的可控放电器采用了光耦；本实用新型解决了测量电池组中每节电池容量的技术难题；既可以测量电池组的容量；也可以测量电池组中每节电池的容量，且无需拆散电池组；还可以测量多个独立的单节电池的容量。该装置具有测量精度高、性能稳定、接线方便、制造成本低及适用电池类型多等优点。

Description

一种电池组容量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种电池组容量测量装置，属于电子测量仪器相关技术领域。

背景技术

对电池组进行维护需要测量电池组的容量。目前，电池组的容量测量方法大致有核对放电法、不完全放电测量法、曲线比较法和电导测量法等。由于不完全放电测量法、曲线比较法和电导测量法均是根据经验公式算出电池组的近似容量，并非精确测量，且这些测量方法并不符合国家的相关标准，测量结果与标准值差异较大。考虑到便利可行，这些估算的方法通常用于对精度要求不高的情况。在对测量精度有较高要求的情况下，一般还是采用传统的核对放电法。这是测量电池容量最直接、最可靠的方法，结果也是最准确的。因此在过去很长的一段时间内，在测量电池组容量时也大多采用核对放电法，即将电池组接上假负载，调整负载大小使得放电电流保持在某一特定值，当电池组中某一节电池的电压最先到达放电终止电压时，放电测量结束。然后根据放电时间和放电电流来计算电池组的容量。核对放电法存在较多不足：由于传统测量装置的自动化程度较低，往往需要人工干预。不同人员在操作上的差异会直接影响测量结果的准确性。另外这种方法也仅能实现对整组电池容量的测量，找出电池组中容量最小的一节或几节，但不能测出电池组中的其它节电池的容量状况。

正是由于技术上的困难，目前常见电池容量测量装置，大多是针对单节电池设计的，不便直接用来测量电池组的容量。如果要通过这些仪器来测量电池组的容量，要先将整个电池组拆散，然后进行测量。测量结束后以最小的那一节电池的容量作为电池组的容量。这需要耗费大量的人工，效率也很低。现有的多数电池容量测量装置一般也只是简单测出电池的容量，并不测量电池在放电过程中电流、电压等其它数据，不能反映被测电池的详细状况。而对于专门定制的电池组容量测量装置，往往对被测电池组的连接方式，电池的数量，电池类型都有一定要求，因而缺乏通用性。

实用新型内容

为了克服上述已有技术的不足之处，本实用新型提出一种可以直接测量电池组容量的装置，该装置还可以测量多节各自独立的电池。

本实用新型包括：由多个分别与各节电池连接的电路组成，无论这些电池是串联成电池组还是各自独立的电池。与每节电池连接的电路其结构及所用元件均相同；与每节电池连接的电路包括：可控放电器、单片机、A/D转换器、电阻、光耦、稳压电源和多路选择器，每节电池并接一个可控放电器，每节电池与电阻Rt、光耦的发光二极管连成回路，光耦的晶体管通过电阻R和稳压电源形成回路，所述的可控放电器采用了光耦。

本实用新型解决了测量电池组中每节电池容量的技术难题；既可以精确测量电池组的容量；也可以精确测量电池组中每节电池的容量，且无需拆散电池组；还可以精确测量多个独立的单节电池的容量。在测量结束后，能获得被测电池和电池组在放电测量过程中电流、电压随时间变化相关数据；能通过微机接口将所测数据传送至微机，由微机生成更为直观的电压-时间曲线图。该装置具有测量精度高、性能稳定、可靠性高、结构简单、接线方便、连接形式灵活、可扩充性好、适用电池类型多、制造成本低等优点。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种电池组容量测量装置用于测量电池组的电路图；

图2是本实用新型所述的一种电池组容量测量装置用于测量多节独立电池时的电路连接图；

图3是本实用新型所述的一种电池组容量测量装置的可控放电器F1的一种实施方式的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。如图1所示，本实用新型的测量对象为由电池B₁、B₂、……、Bn串联而成的电池组(其中n为被测电池的节数，以下含义同)；如图2所示，本实用新型的测量对象为各自独立的电池B₁、B₂、……、Bn。本实用新型由与电池B₁、B₂、……、Bn连接的电路组成，所述的与每节电池连接的电路其结构及所用元件均相同；以电池B₁为例，测量电路包括：与电池B₁连接的可控放电器F₁、与电池B₁连接的光耦O₁，单片机C、A/D转换器M、电阻Rt₁、稳压电源W和多路选择器D。电池B₁并接一个可控放电器F₁，电池B₁通过可控放电器F₁与电阻Rt₁、光耦O₁的发光二极管连成回路，光耦O₁的晶体管通过电阻R₁和稳压电源W形成回路，所述的可控放电器F₁采用了光耦。如图3所示是本实用新型所述的可控放电器F₁的一种实施方式的电路图，包括与电池B₁相连的电阻Rw₁、与电池B₁相连的功率晶体管Q₁、与电池B₁相连的光耦K₁及电阻Rb₁。电池B₁、电阻Rw₁和功率晶体管Q₁形成回路；光耦K₁中的晶体管通过电阻Rb₁、功率晶体管Q₁和电池B₁形成回路。

所述的光耦O₁中的晶体管是双极性晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)、二极管型光耦之一。

所述的可控放电器F₁中的光耦是晶闸型光耦、三极管型光耦、场效应管型光耦、二极管型光耦之一。

在测量电池B₁容量时，可控放电器F₁受单片机C控制，测量开始后，其内部放电电路被接通，同时通过可控放电器F₁，电池B₁与电阻Rt₁、光耦O₁的发光二极管连成回路，由光耦的特性可知，在光耦O₁中的晶体管通过R₁电阻和稳压电源W形成回路，光耦O₁中晶体管与电阻R₁形成分压电路，光耦O₁中晶体管输出端的电压为U₁。由于电池B₁电压V₁与U₁存在一一对应关系，因此测出U₁后经对应换算就可以得到电池B₁的电压V₁。

由于经过光耦的转换，U₁、U₂、……、Un的电平都是相对稳压电源的地，所以可以通过单片机驱动多路选择器件分时测量U₁、U₂、……、Un，减少了A/D转换器的数量，降低了成本。根据U₁、U₂、……、Un进行对应转换得到电池B₁，B₂、……、Bn的电压值V₁，V₂、……、Vn。

当电池B₁放电至终点电压时候，单片机C记录下电池B₁放电的时间T₁，可控放电器F₁在单片机C控制下断开其内部放电装置，同时可控放电器F₁也断开与电池正极的连接及电阻Rt₁的连接。由于每节电池在测量电路上都是独立，进行测量的也是独立的，所当某一节电池测量结束后，其它尚未放电至终点电压的其它电池依旧继续各自的容量测量，直至每节电池都放电至终点电压后，整个测量才结束，这样就测出了每节电池放电的时间T₁、T₂、……、Tn。最后通过所测数据计算出每节电池的容量Cr₁、Cr₂、……、Crn。这些数据可以保存在单片机C内部的存储器中，也可由单片机C通过微机接口传送至微机，最后在微机上获得电压时间曲线图。

本实用新型不限于上述实施例，对于本领域技术人员来说，对本实用新型的上述实施例所做出的任何显而易见的改进或变更都不会超出仅以举例的方式示出的本实用新型的实施例和所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种电池组容量测量装置，其特征在于：其由与作为被测量对象的B₁、B₂、……、Bn节电池连接的电路组成，所述的与每节电池连接的电路其结构及所用元件均相同；与电池B₁连接的测量电路包括：与电池B1连接的可控放电器F₁、与电池B₁连接的光耦O₁、单片机C、A/D转换器M、电阻Rt₁、稳压电源W和多路选择器D，电池B₁并接一个可控放电器F₁，电池B₁通过可控放电器F₁与电阻Rt₁、光耦O₁的发光二极管连成回路，光耦O₁的晶体管通过电阻R₁和稳压电源W形成回路。

2.如权利要求1所述的一种电池组容量测量装置，其特征在于：所述的可控放电器F₁采用光耦。

3.如权利要求1所述的一种电池组容量测量装置，其特征在于：所述的光耦O₁中的晶体管是双极性晶体管或场效应晶体管之一。

4.如权利要求1所述的一种电池组容量测量装置，所述的光耦O₁是二极管型光耦。

5.如权利要求1或2所述的一种电池组容量测量装置，其特征在于：所述的可控放电器F₁中的光耦是晶闸型光耦、三极管型光耦、场效应管型光耦、二极管型光耦之一。