CN203180626U - 一种电池检测能源回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池检测能源回收装置。解决现有技术中电池测试设备直接将电能浪费，不节能、不环保、成本高的问题。装置包括若干放电架、若干充电架、备用电池组、切换开关和处理模块，放电架并联设置，充电架并联设置，每个放电架上连接有放电控制模块，放电控制模块分别连接在切换开关输入端上，在每个充电架架上分别连接有充电控制模块，切换开关输出端连接到充电控制模块上，切换开关输出端连接到备用电池组上，备用电池组分别连接到充电控制模块上，放电控制模块、充电控制模块和切换开关分别与处理模块相连。优点是将在检测过程中放出的电能通过控制转移到备用电池组上储存或转移到需要充电的电池上，既节省了成本，又绿化环保。

Description

一种电池检测能源回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种电池测试设备，尤其是涉及一种聚放电、充电、绿色、环保为一体，使用寿命长的电池检测能源回收装置。

背景技术

随着电子产业的日新月异，例如笔记本型电脑、智能手机，以及其他电子产品现在都是广泛应用，而其中这些电子设备中用以提供电源供应的电池是重要的一个配置，电池的优劣更会影响电子设备运行的稳定性和持久性，因此电池于出厂前必须要做详细的测试，以确保其具有优良的品质。

在测试过程中有一项重要的测试就是对待测电池进行放电测试，目前传统的测试设备都是采用将待测电池与负载如发热器、灯具等连接，将待测电池的电能转换成热能或光能释放掉，造成了浪费，这样既不节能，又不环保，而且成本也高。另外，一般测试设备能同时对多个待测电池进行放电测试，当要用到电池组进行放电或充电时，由于测试过程中要经常长时间进行充电放电，使用过一段时间后，由于电池组内各电池内阻的变化以及老化程度的不同，从而导致电量亏损、电压容量产生差异。如果不能够及时均衡电压和容量差异，情况会愈演愈烈，将严重影响电池组的使用寿命。

如申请号为201210382978.X，名称为一种锂电池电池包充放电检测装置的发明申请，该发明包括基台，基台连接有充放电测试装置，该充放电测试装置包括放电测试通道，放电测试通道包括电压电流测试延时器和延时解调器，电压电流测试延时器分别连接发光设备和电子负载。该装置在测试时，将电能通过电子负载释放，这就存在上述的缺点，测试过程中电能被浪费，既不节能，又不环保，而且成本也高。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术中电池测试设备直接将电能浪费，不节能、不环保、成本高的问题，提供了一种聚放电、充电、绿色、环保为一体的电池检测能源回收装置。

本实用新型另一个发明目的是解决了现有电池测试设备中电池组长时间使用后，产生电池容量差异，影响使用寿命的问题，提供了一种能具有电压均衡功能，保护电池组使用的电池检测能源回收装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电池检测能源回收装置，包括若干放置放电电池放电架、若干用于放置充电电池的充电架、备用电池组、切换开关和控制回收装置工作的处理模块，所述若干放电架并联设置形成放电端，若干充电架并联设置构成充电端，在每个放电架上分别连接有放电控制模块，所述放电控制模块分别连接在切换开关输入端上，在每个充电架架上分别连接有充电控制模块，切换开关输出端连接到这些充电控制模块上，所述切换开关输出端还连接到备用电池组上，备用电池组分别连接到充电控制模块上，所述放电控制模块、充电控制模块和切换开关分别与处理模块相连。本实用新型将现有充电、放电等技术结合在一起，将在电池检测过程中放出的电能通过智能化控制转移到备用电池组上存储起来或转移到需要充电的电池上，这样既节省了成本，又绿化环保。放电架用于放置测试用放电电池，放电电池通过放电架释放电能，而充电架用于放置用于充电的充电电池，电能通过充电架充入到充电池中。放电控制模块可以检测该放电架上是否有放电电池，并能检测放电电池的电量，能在放电电池放完电后断开放电架电路直至有新的放电电池放入。充电控制模块可以检测该充电架上是否有充电电池，并能够检测充电电池的电量，能在充电电池充满电后切断充电架的电路直至有新的充电电池放入。切换开关控制放电端与充电端连通或与备用电池组相连通，处理模块控制接收放电控制模块和充电控制模块检测的信息，并能根据这些信息控制切换开关对电路进行切换，使放电端与充电端导通，由放电端对充电端充电，或使放电端与备用电池组导通，由放电端对备用电池组充电，或断开充电端，由备用电池组对充电端充电。

作为一种优选方案，所述放电控制模块包括第一开关、放电电池电压电流检测单元、放电电池状态显示单元，所述第一开关输入端与相应的放电架相连，第一开关输出端与切换开关输入端相连，所述放电电池电压电流检测单元输入端连接在第一开关输入端上，放电电池电压电流检测单元的输出端分别连接第一开关、放电电池状态显示单元和控制模块；所述充电控制模块包括第二开关、充电电池电压电流检测单元和充电电池状态显示单元，所述第二开关输入端与切换开关输出端相连，第二开关输出端与相应的充电架相连，所述充电电池电压电流检测单元输入端连接在第二开关输出端上，充电电压电流检测单元输出端分别连接第二开关、充电电池状态显示单元和控制模块。该放电电池电压电流检测单元可以检测放电电池的电压，判断放电架上是否有放电电池在放电，若有放电电池在放电还能计算出该放电电池的电量，然后能通过放电电池电流显示单元显示出来，该放电电池状态显示单元可以是屏幕，对电量以百分比数字或图像进行显示，也可以是LED灯，包括表示放完电的LED灯和表示正在放电的LED灯，对放电电池状态进行表示，同时放电电池电压电流检测单元根据检测到的信息控制第一开关工作，若检测到无放电电池工作或放电电池已放完电，则断开第一开关，若放电电池正在放电，则保持第一开关导通。另外放电电压电流检测单元将检测到的信息发送给控制模块。该充电电池控制模块也类似，其中充电电池电压电流检测单元检测充电电池电压，判断充电架上是否有充电电池在充电，若有充电电池，则通过充电电池状态显示单元对电量或充电状态进行显示，同时充电电池电压电流检测单元根据检测到的信息控制第二开关工作，若检测到无充电电池工作或充电电池已充满电，则断开第二开关，若充电电池正在充电，则保持第二开关导通。另外充电电压电流检测单元将检测到的信息发送给控制模块。

作为一种优选方案，在所述切换开关输出端与充电控制模块的连接线路之间设置有第一电压变换模块，所述切换开关输出端与输出端与备用电池组的连接线路之间设置有第二电压变换模块，在备用电池组与充电控制模块连接线路之间设置有第三电压变换模块，所述第一电压变换模块、第二电压变换模块和第三电压模块分别连接到处理模块上。 处理模块分别控制第一电压变换模块输出电压使之等于充电端的满充电压，第二电压变换模块输出电压使之等于备用电池组或选中电池的满充电压值，第三电压变换模块输出电压使之等于充电端的满充电压值。

作为一种优选方案，在所述备用电池组上设置有控制其充电的充电切换装置和备用电池组电压电流检测模块，所述处理模块分别与充电切换装置、备用电池组电压电流检测模块相连，所述充电切换装置包括正极切换装置和负极切换装置，所述正极切换装置由一系列受控开关元件S1~Sn连接而成，其中n与备用电池组电池数量相等，备用电池组由电池B1~Bn串联而成，所述受控开关元件S1~Sn的输出端依次连接到相应的电池B1~Bn的正极，受控开关元件S1~Sn的输入端连接备用电池组的输入输出端，所述负极切换装置由一系列受控开关元件Sn+1~S2n连接而成，其中n与电池的数量相等，所述受控开关元件Sn+1~S2n的输出端依次连接到相应的蓄电池B1~Bn的负极，受控开关元件Sn+1~S2n的输入端接地，正极切换装置和负极切换装置都受处理模块控制。处理模块控制受控开关元件的开闭，可以选择备用电池组中一个或多个电池导通进行充电。备用电池组电压电流检测模块对备用电池电压进行检测，还能对备用电池组内各蓄电池的电压进行检测，并将检测到的信息传送给处理模块，而处理模块根据这些信息能控制充电切换装置，对备用电池组内电池进行消除电压差异充电，另外处理模块还控制第二电压变换模块输出的电压与当前的备用电池组电压相同。

电池检测能源回收装置控制方法，包括以下步骤：

a．放电控制模块检测与其对应的放电电池是否放电，若检测到无放电电池或放电电池放电完毕，则断开该放电架线路，同时将检测到的信息发送给处理模块；处理模块接收各放电检测模块的信息，判断放电端是否在放电，若否则控制切换开关断开放电端与充电端和备用电池组的连接，由备用电池组对各充电电池进行充电；若是则进入下一步骤；

b．充电控制模块检测与其对应的充电电池是否充电，若检测到无充电电池或充电电池充满电，则断开该充电架线路，同时将检测到的信息发送给处理模块；处理模块接收各充电检测模块的信息，判断充电端是否在充电，若否则进入步骤d；若是则控制切换开关使放电端与充电端连通，由充电电池对充电电池充电，然后进入下一步骤；

c．充电控制模块检测充电电池是否充满，并将信息发送给处理模块，处理模块根据信息判断充电端充电电池是否都充满了，若否继续由放电电池对充电电池进行充电，若是则进入下一步骤；

d．处理模块控制切换开关使放电端与备用电池组连通，由放电电池对备用电池组进行充电。

本实用新型控制方法控制回收装置三个工作状态，分别为：1.放电电池对充电电池充电，备用电池组不充电；2.充电电池充满或无充电电池，则放电电池对备用电池组进行充电；3.无放电电池或放电电池已放完电，由备用电池组对充电电池进行充电。

作为一种优选方案，对备用电池组进行充电还包括以下过程：备用电池组电压电流检测模块对备用电池组内个电池的电压值进行检测，并将检测到的信息发送给处理模块，处理模块根据信息判断备用电池组内电池是否存在电压不均衡的情况，若备用电池组内各电池存在电压差异，进行消除电压差异充电，直至消除电压差异，再开始平均充电补能过程，若备用电池组内各电池间不存在电压差异，则处理模块控制直接开始平均充电补能过程。该回收装置经常要对一批量的放电电池同时进行放电，备用电池组要储存很大的电能，当备用电池内电能充满需要给充电电池充电时，要连续时间放电，这样就需要由多节电池串联而成备用电池组，而备用电池组串联使用一段时间后，由于备用电池组内各电池内阻的变化以及老化程度的不同，从而导致电量亏损、电压容量产生差异。如果不能够及时均衡电压和容量差异，相回收装置时经常使用，这样情况会愈演愈烈，将严重影响备用电池组的使用寿命，采用本方案后能及时消除了各电池间由于电池内阻的变化以及老化程度的不同而产生的电压容量差异，延长了备用电池组的使用寿命。

作为一种优选方案，消除电压差异充电的过程为：当备用电池组内各电池间存在电压差异时，处理模块选取其中电压值最大的电池，将其电压值作为消除差异电压，然后处理模块按照电池电压由低到高的优先顺序，依次给各电池进行充电，当充电的电池电压达到消除差异电压时，则停止充电，给下一个电池充电，直到所有电池电压都达到消除差异电压。

作为一种优选方案，平均充电补能过程为：处理模块根据电池的种类和容量的大小设定充电时的电压台阶△u，所述电压台阶△u小于等于0.1V，然后智能控制器开始控制循环对各电池进行充电。这样在充电结束时，可以做到各电池电压的电压差在合理范围内，避免产生电压不均衡的问题，延长备用电池组使用寿命。

因此，本实用新型的优点是：1. 将现有充电、放电等技术结合在一起，将在电池检测过程中放出的电能通过智能化控制转移到备用电池组上存储起来或转移到需要充电的电池上，这样既节省了成本，又绿化环保；2.采用均衡充电，消除了备用电池组的电压差，保护了备用电池组，提高了整个装置的使用寿命。

附图说明

附图1是本实用新型的一种结构示意图；

附图2是本实用新型中放电控制模块的一种结构示意图；

附图3是本实用新型中充电控制模块的一种结构示意图；

附图4是本实用新型中切换开关的一种结构示意图；

附图5是本实用新型中充电切换装置与备用电池组连接的一种结构示意图；

附图6是本实用新型控制方法的一种流程示意图；

附图7是本实用新型中备用电池组充电过程的一种流程示意图。

1-放电架 2-放电电池 3-放电控制模块 4-充电架 5-充电电池 6-充电控制模块 7-备用电池组 8-处理模块 9-充电切换装置 10-第一电压变换模块 11-第二电压变换模块 12-第三电压变换模块 13-备用电池组电压电流检测模块 14-切换开关 31-第一开关 32-放电电池电压电流检测单元 33-放电电池状态显示单元 61-第二开关 62-充电电池电压电流检测单元 63-充电电池状态显示单元 91-正极切换装置 92-负极切换装置

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种电池检测能源回收装置，如图1所示，包括有放置放电电池2的放电架1、放置充电电池5的充电架、切换开关14、处理模块8和备用电池组7。该放电架和充电架都具有多个，放电架之间相并联形成放电端，充电架之间相并联形成充电端。在每个放电架上都连接有一个放电控制模块3，这些放电控制模块都连接至切换开关14的输入端。在每个充电架上都连接有一个充电控制模块6，切换开关的一个输出端通过连接第一电压变换模块10后分别与这些充电控制模块相连接。该切换开关还具有另一输出端通过连接第二电压变换模块11后连接到备用电池组7上。该备用电池组通过连接第三电压变换模块12后连接至各充电控制模块6上。放电控制模块3、充电控制模块6、切换开关14、第一电压变换模块10、第二电压变换模块11、第三电压变换模块12分别与处理模块连接，受处理模块控制。

如图2所示，该放电控制模块又包括有第一开关31、放电电池电压电流检测单元32、放电电池状态显示单元33，第一开关输入端与对应的放电架相连，第一开关输出端与切换开关14输入端相连，放电电池电压电流检测单元输入端连接在第一开关输入端上，放电电池电压电流检测单元的输出端分别连接第一开关31、放电池状态显示单元33和控制模块8。

如图3所示，该充电控制模块又包括有第二开关61、充电电池电压电流检测单元62和充电电池状态显示单元63，该第二开关输入端与切换开关14输出端相连，第二开关输出端与相应的充电架相连，充电电池电压电流检测单元62输入端连接在第二开关输出端上，充电电压电流检测单元输出端分别连接第二开关61、充电电池状态显示单元63和控制模块8。

如图4所示，该切换开关为一单刀三掷的控制电路，包括有与输入端连接的动触点，和三个静触点，其中一个静触点连接第一电压变换模块，另一个静触点连接第二电压变换模块，第三个静触点连接断路，切换开关还包括控制动触点开合的电路，该电路连接至处理模块，受处理模块控制。上述仅仅是本实施例中的一种结构方式，该切换开关也可以采用由三极管或继电器等其他元件构成的可以控制线路切换的电路。

为了保护备用电池组，在备用电池组7上设置有充电切换装置9，另外还具有备用电池组电压电流检测模块13，该电池组电压电流检测模块输入端连接在备用电池组上，输出端连接到处理模块上，所述充电切换装置也与处理模块相连。

如图5所示，备用电池组由多个电池B1~Bn串联而成，n为电池数量，本实施例中以四节电池串联组成的备用电池组为例。充电切换装置9包括正极切换装置91和负极切换装置92，正极切换装置包括数量与电池数量相等的受控开关元件S1、S2、S2、S4，受控开关元件S1~S4的输入端连接备用电池组的输入输出端即图上备用电池组的两个端，受控开关元件S1~S4的输出端连接到对应的电池正极，即受控开关元件Sx输出端连接到电池Bx的正极，这里1≤x≤4。负极切换装置包括数量与电池数量相等的受控开关元件S5、S6、S7、S8，受控开关元件S5~S8的输入端接地，受控开关元件S5~S8输出端对应的电池负极，即受控开关元件Sx+4输出端连接到电池Bx+4的正极，这里1≤x≤4。

本实施例中还给出了电池检测能源回收装置控制方法，整个过程分成三种方式进行处理，分别为：1.放电电池对充电电池充电，备用电池组不充电；2.充电电池充满或无充电电池，则放电电池对备用电池组进行充电；3.无放电电池或放电电池已放完电，由备用电池组对充电电池进行充电，其步骤如图6所示，开始工作后，

步骤一：

放电控制模块检测与其对应的放电电池是否放电。这由放电控制模块中放电电池电压电流检测单元进行，若检测到无放电电池或放电电池放电完毕，则控制第一开关断开该放电架线路，并控制放电电池状态显示单元，这里放电电池状态显示单元采用LED灯结构，包括显示放电状态的绿灯和停止放电的红灯，此时没有进行放电的放电架对应的放电电池状态显示单元亮红灯。

同时放电电池电压电流检测单元将检测到的信息发送给处理模块。处理模块接收各放电检测模块的信息，判断放电端是否在放电，若否即整个放电端都没有进行放电工作，则处理模块控制切换开关断开放电端与充电端和备用电池组的连接，由备用电池组对各充电电池进行充电，这就是上面的说到的第三种方式；若是，此时第一开关导通，则进入下步骤二。

步骤二：

充电控制模块检测与其对应的充电电池是否充电。这由充电电池电压电流检测单元进行，若检测到无充电电池或充电电池充满电，则控制第二开关断开该充电架线路，对应的放电电池状态显示单元亮绿灯。

同时充电电池电压电流检测单元将检测到的信息发送给处理模块；处理模块接收各充电检测模块的信息，判断充电端是否有充电架在充电，若否即充电端没有进行充电工作，然后进入步骤四；若只要有一个充电架在充电，则判断为是，处理模块控制切换开关使放电端与充电端连通，由充电电池对充电电池充电，这就是上面说到的第一种方式。然后进入下步骤三。

步骤三：

充电控制模块检测充电电池是否充满，并将信息发送给处理模块，处理模块根据信息判断充电端充电电池是否都充满了，若否继续由放电电池对充电电池进行充电，若是即充电端充电电池都充满电断开连接，则进入下步骤四。

步骤四：

处理模块控制切换开关使放电端与备用电池组连通，由放电电池对备用电池组进行充电，这就是上面说到的第二种方式。

如图7所示，对备用电池组充电过程为：备用电池组电压电流检测模块对备用电池组内个电池的电压值进行检测，并将检测到的信息发送给处理模块，处理模块根据信息判断备用电池组内电池是否存在电压不均衡的情况，若是即备用电池组内各电池存在电压差异，则进行消除电压差异充电，直至消除电压差异，然后再开始平均充电补能过程，若否即备用电池组内各电池间不存在电压差异，则处理模块控制直接开始平均充电补能过程。

该消除电压差异充电具体步骤为：处理模块选取其中电压值最大的电池，将其电压值作为消除差异电压，然后处理模块按照电池电压由低到高的优先顺序，依次给各电池进行充电，假设电池B3电压最低，处理模块控制正极切换装置中的受控开关元件S3闭合导通，负极切换装置中的受控开关元件S7闭合导通。当该充电的电池B3电压达到消除差异电压时，则断开S3和S7，停止充电，然后选取下一个电池充电，直到所有电池电压都达到消除差异电压。

在消除备用电池组内各电池间的电压差异后，则电池开始平均充电补能过程，事先根据电池的种类和容量的大小设定充电时的电压台阶△u，蓄电池容量越大则电压台阶△u越小，电压台阶△u最大不超过0.1V。一个周期内当前被选中蓄电池在充电过程中的电压增量达到设定电压台阶值∆u之后，便结束对当前被选蓄电池的充电，开始对下一蓄电池充电，如此循环。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了放电架、放电电池、放电控制模块、充电架、充电电池等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (4)

1. 一种电池检测能源回收装置，其特征在于：包括若干放置放电电池（2）放电架（1）、若干用于放置充电电池（5）的充电架（4）、备用电池组（7）、切换开关（14）和控制回收装置工作的处理模块（8），所述若干放电架并联设置形成放电端，若干充电架并联设置构成充电端，在每个放电架（1）上分别连接有放电控制模块（3），所述放电控制模块分别连接在切换开关（14）输入端上，在每个充电架（1）架上分别连接有充电控制模块（6），切换开关（14）输出端连接到这些充电控制模块（6）上，所述切换开关（14）输出端还连接到备用电池组（7）上，备用电池组分别连接到充电控制模块（6）上，所述放电控制模块、充电控制模块和切换开关分别与处理模块（8）相连。

2.根据权利要求1所述的一种电池检测能源回收装置，其特征是所述放电控制模块（3）包括第一开关（31）、放电电池电压电流检测单元（32）、放电电池状态显示单元（33），所述第一开关输入端与相应的放电架相连，第一开关输出端与切换开关（14）输入端相连，所述放电电池电压电流检测单元输入端连接在第一开关输入端上，放电电池电压电流检测单元的输出端分别连接,第一开关、放电电池状态显示单元（33）和控制模块（8）；所述充电控制模块（6）包括第二开关（61）、充电电池电压电流检测单元（62）和充电电池状态显示单元（63），所述第二开关输入端与切换开关（14）输出端相连，第二开关输出端与相应的充电架相连，所述充电电池电压电流检测单元（62）输入端连接在第二开关输出端上，充电电压电流检测单元输出端分别连接第二开关（61）、充电电池状态显示单元（63）和控制模块（8）。

3.根据权利要求1或2所述的一种电池检测能源回收装置，其特征是在所述切换开关（14）输出端与充电控制模块（6）的连接线路之间设置有第一电压变换模块（10），所述切换开关（14）输出端与输出端与备用电池组（7）的连接线路之间设置有第二电压变换模块（11），在备用电池组与充电控制模块连接线路之间设置有第三电压变换模块（12），所述第一电压变换模块、第二电压变换模块和第三电压模块分别连接到处理模块（8）上。

4.根据权利要求1或2所述的一种电池检测能源回收装置，其特征是在所述备用电池组（7）上设置有控制其充电的充电切换装置（9）和备用电池组电压电流检测模块（13），所述处理模块分别与充电切换装置、备用电池组电压电流检测模块相连，所述充电切换装置（9）包括正极切换装置（91）和负极切换装置（92），所述正极切换装置由一系列受控开关元件S1~Sn连接而成，其中n与备用电池组电池数量相等，备用电池组由电池B1~Bn串联而成，所述受控开关元件S1~Sn的输出端依次连接到相应的电池B1~Bn的正极，受控开关元件S1~Sn的输入端连接备用电池组的输入输出端，所述负极切换装置由一系列受控开关元件Sn+1~S2n连接而成，其中n与电池的数量相等，所述受控开关元件Sn+1~S2n的输出端依次连接到相应的蓄电池B1~Bn的负极，受控开关元件Sn+1~S2n的输入端接地，正极切换装置和负极切换装置都受处理模块控制。

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