CN202854237U - 具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，包括蓄电池内阻数据库模块，MCU嵌入式控制器模块，电压采集模块，可控恒流负载模块，人机控制界面模块，所述MCU嵌入式控制器模块分别与所述人机控制界面模块、蓄电池内阻数据库模块、电压采集模块、可控恒流负载模块相连接，所述电压采集模块与外置被测蓄电池相连接，所述可控恒流负载与外置被测蓄电池相连接。本实用新型的方案，在蓄电池容量变更的场合只需重新设置电池信息，无需更换放电模块，适应性更好，更灵活，这种自适应测试技术能够根据电池容量调整放电电流，测试更准确，对蓄电池更安全，且不影响蓄电池的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蓄电池内阻检测装置，尤其是涉及一种具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置。
背景技术
不间断电源已在各行各业中广泛应用，在电力系统中，不间断操作电源对供电系统的可靠性起着极其重要的作用，一旦发生故障或异常，立即需要后备不间断电源对保护设备供电，进行保护操作，确保社会生产、建设的安全性。在银行业、通信业以及信息机房和个人电脑，都需要通信电源、ups等，确保电网突然断电时，信息数据能够及时保存。因此不间断是各行业关键的电源设备。然而不间断电源能够不间断的提供电能，必须配有可靠的后备蓄电池，在日常的运行中需要时刻保证蓄电池的有效性，方能在突发情况下正常输出电能。因此后备电源系统必须具有蓄电池的在线监测设备。
传统的ups电池容量检测方法是进行整组核对性放电，即把ups电池组连接到负载箱，然后进行放电，一直放到截止电压（没电）为止，来验证蓄电池的容量，但是这种方法有很多隐患和缺点，而在本领域，通过大量的试验得出：蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高，也就是说，当蓄电池不断的老化，容量在不断的降低时，ups电池的内阻会不断加大。通过这个试验结果，我们可以得出，通过对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度，可以找出整组中落后的电池，通过跟踪单体电池的内阻变化程度，可以了解ups电池的老化程度，达到维护蓄电池的目的。
目前的蓄电池内阻检测设备，主要有交流注入检测蓄电池内阻法和直流瞬间放电法，交流注入法向电池馈入一个交流电流信号，测量由此信号产生的电压变化即可测得电池的内阻。在实际使用中，由于馈入信号的幅值有限，电池的内阻在微欧或毫欧级，因此，产生的电压变化幅值也在微伏级，信号容易受到干扰。尤其是在线测量时，受到的影响更大。直流瞬间放电法是对蓄电池进 行瞬间放电，通过测得放电前的蓄电池端电压、放电时的蓄电池端电压和放电电流即可计算出蓄电池内阻。此方法需要根据蓄电池的容量进行选择放电电流，若大容量电池用小电流放电，其端电压变化小，测试不准确，若小容量电池用大电流放电，则容易损坏蓄电池。
现有的技术存在以下缺点：1.蓄电池内阻测试交流注入法，精度低，易受干扰，不能在线监测。2.直流瞬间放电法具有针对性，对同一种蓄电池内阻检测设备只适应一定容量范围内的蓄电池组，超出范围的将测试不准确。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题提供一种具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，解决现有的蓄电池内阻测试方法精度低，易受干扰，不能在线监测，且测试不准确的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是提供一种具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，包括蓄电池内阻数据库模块，MCU嵌入式控制器模块，电压采集模块，可控恒流负载模块，人机控制界面模块，所述MCU嵌入式控制器模块分别与所述人机控制界面模块、蓄电池内阻数据库模块、电压采集模块、可控恒流负载模块相连接，所述电压采集模块与外置被测蓄电池相连接，所述可控恒流负载与外置被测蓄电池相连接。
其中，所述MCU嵌入式控制器模块与所述人机控制界面模块通过SPI接口连接。
其中，所述MCU嵌入式控制器模块与所述人机控制界面模块通过串口连接。
其中，所述可控恒流负载模块由大功率晶体管和电阻负载组成。
其中，所述电压采集模块采用集成16位AD芯片。
采用上述技术方案，取得的有益效果是：采用了蓄电池内阻数据库模块存储各种容量的蓄电池信息，使得MCU嵌入式控制器模块可以查询被测蓄电池的内阻信息，再通过电压采集模块采集蓄电池的跌落电压，MCU嵌入式控制器模块控制可控恒流负载输出合理的放电电流，从而计算得出蓄电池的内阻。因此， 本实用新型的方案，在蓄电池容量变更的场合只需重新设置电池信息，无需更换放电模块，适应性更好，更灵活，这种自适应测试技术能够根据电池容量调整放电电流，测试更准确，对蓄电池更安全，且不影响蓄电池的寿命。
附图说明
图1为本实用新型提供的具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置的结构图。
附图说明：
1.人机控制界面模块 2.电压采集模块 3.蓄电池内阻数据库模块
4.MCU嵌入式控制器模块 5.可控恒流负载模块
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本实用新型提供一种具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，包括蓄电池内阻数据库模块3，MCU嵌入式控制器模块4，电压采集模块2，可控恒流负载模块5，人机控制界面模块1，所述MCU嵌入式控制器模块4分别与所述人机控制界面模块1、蓄电池内阻数据库模块3、电压采集模块2、可控恒流负载模块5相连接，所述电压采集模块2与外置被测蓄电池相连接，所述可控恒流负载与外置被测蓄电池相连接。
首先，在蓄电池内阻数据库模块3中存储市场上所有厂家的不同容量的蓄电池对应的内阻参考值，本实施例以表格的形式存储各蓄电池的内阻参考值，并采用烧录的方式存储到蓄电池内阻数据库模块3中。蓄电池内阻数据库是一块FLASH芯片，从而保证烧录的信息断电不丢失。在设备出厂时已将各种蓄电池的信息烧录到该FLASH芯片中。
其中，MCU嵌入式控制器模块4作为整个系统的控制运算处理单元。
MCU嵌入式控制器模块4与人机控制界面模块1相连接，本实施例采用SPI或串口的方式连接，控制人员通过人机控制界面模块1输入控制信息，例如输 入控制启动\停止内阻测试、查询电池电压、设置电池组信息等，MCU嵌入式控制器模块4对人机控制界面模块1输入的信息进行处理。另一方面，MCU嵌入式控制器将蓄电池的各种参数通过人机控制界面显示。
MCU嵌入式控制器模块4与蓄电池内阻数据库模块3相连接，在启动测试内阻时，MCU嵌入式控制器模块4根据控制人员通过人机控制界面模块1设置的蓄电池信息查询蓄电池内阻数据库模块3内的各型号蓄电池内阻信息，找到其对应的参考内阻值，经过分析选择相应的放电电流来测试蓄电池内阻。
MCU嵌入式控制器模块4与可控恒流负载模块5相连接,可控恒流负载模块5对蓄电池的放电恒定在某一电流值上，该电流是MCU嵌入式控制器模块4通过获取蓄电池内阻数据库模块3中的相应信息后分析得出的电流值。可控恒流负载模块5由大功率晶体管和电阻负载组成，MCU嵌入式控制器模块4通过输出模拟电压的大小来控制晶体管的电流，以此达到电流调节和恒流的功能。
MCU嵌入式控制器模块4与电压采集模块2连接，在测内阻时高速、高精度的的电压采集模块2首先采集蓄电池在放电前的电压，再由MCU嵌入式控制器控制负载对蓄电池放电后测得放电时的蓄电池端电压，由此根据前后电压差（跌落电压）来判断所选择的放电电流是否合理，若不合理则进一步调整放电电流，重复测试。电压采集模块2采用集成的16位以上的AD芯片，其是采集频率达100K以上，如此高速可在瞬间放电的短时间（100ms）内进行多次采集，获得有效的采集值，其分辨率可达1/60000，因此能够准确测出微欧级电阻上的微欧伏电压。
测试后，通过r=（U0-U1)/I得出蓄电池内阻，其中U0为放电前的蓄电池端电压，U1为放电时的蓄电池端电压，I为放电电流。
综上，当本实用新型的具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置连接到新的蓄电池或更换蓄电池后，在系统中设置其电池品牌、电压等级和电池容量，MCU嵌入式控制器模块4读取蓄电池信息，在测试内阻时，系统会根据其电池信息找到蓄电池内阻数据库模块3中对应的内阻参考值，再选用与其匹配的放电电流进行瞬间放电，获取准确的电池内阻。若在蓄电池内阻数据库中找不到所设置的蓄电池信息，则系统根据该蓄电池电压、容量，找到数据库中 相近的蓄电池信息，根据其相近的电池信息选择较小的放电电流，在放电时采集蓄电池的跌落电压（即上述U0-U1的值），判断所选择的放电电流是否合理，若不合理，再自动调整放电电流，若跌落电压太大则需要降低放电电流，若跌落电压太小则提高放电电流，如此自适应的测试蓄电池内阻，能够适应各种容量的蓄电池，准确测得蓄电池内阻，同时保证测试小容量蓄电池时不受大电流放电的冲击而损坏或影响寿命。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，其特征在于：包括蓄电池内阻数据库模块，MCU嵌入式控制器模块，电压采集模块，可控恒流负载模块，人机控制界面模块，所述MCU嵌入式控制器模块分别与所述人机控制界面模块、蓄电池内阻数据库模块、电压采集模块、可控恒流负载模块相连接，所述电压采集模块与外置被测蓄电池相连接，所述可控恒流负载与外置被测蓄电池相连接。
2.根据权利要求1所述的具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，其特征在于：所述MCU嵌入式控制器模块与所述人机控制界面模块通过SPI接口连接。
3.根据权利要求1所述的具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，其特征在于：所述MCU嵌入式控制器模块与所述人机控制界面模块通过串口连接。
4.根据权利要求1所述的具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，其特征在于：所述可控恒流负载模块由大功率晶体管和电阻负载组成。
5.根据权利要求1所述的具有自适应测试技术的蓄电池在线内阻检测装置，其特征在于：所述电压采集模块采用集成16位AD芯片。
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