CN204333153U - 一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓄电池组单体电池电压自动测试技术领域，公开了一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置。它包括CPU中央处理器单元、电压测试单元、继电器驱动集成电路单元、蓄电池电压采集单元，它还包括单个蓄电池切换电路单元，CPU中央处理器单元给继电器驱动集成电路单元发出信号，单个蓄电池切换电路单元进行动作，为蓄电池组的每个单体电池分时依次进行在线电压检测作业；电压采集单元将采集到的单个电池的电压信号传输给电压测试单元；由电压测试单元对单个电池的电压进行检测，能够及时掌握蓄电池组各个单体电池的电性能差异，发现导致蓄电池整体容量下降的个别电池，为解决蓄电池劣化提供科学依据，减少了测试误差和蓄电池的维护工作量。

Description

一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池组单体电池电压自动测试领域，具体的说是对蓄电池组中的每个单体电池进行分时依次电压信号采集检测的一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置。

背景技术

目前我国电力、通信等系统直流后备电源应用最普遍的是免维护阀控式密封铅酸蓄电池。使用一段时间，蓄电池就会出现不同程度的劣化，表现为蓄电池容量大幅降低。针对蓄电池的劣化问题，以前采取的是对蓄电池组整体核对性放电的方式解决。许多行业如电力行业、通信行业蓄电池维护规程规定对达不到额定容量的蓄电池，在进行三次核对性放充电后，容量仍达不到额定容量的80%以上的，视为蓄电池报废，只有采取蓄电池整组更换的方式解决。

但实际上造成铅酸蓄电池劣化的一个主要原因就是由于蓄电池组中各单节电池均匀性的差异，分析其深层原因,就是蓄电池组中各单节电池均匀性的差异导致充电时“饱饿”不均匀（放电后的电池如不能及时充饱就会产生“硫化”），蓄电池组中“饿”的某几节单节电池因充不饱而“硫化”，“硫化”的蓄电池内阻增大，这便使与组内的其它各节电池的差异更大，均匀性差→充电中各单体“饱饿”不均匀→“硫化”→均匀性更差→“硫化”加重，形成恶性循环，使电池在充放电使用过程中容量累积性下降，这就是铅酸蓄电池劣化速度太快的根本原因。因此只有准确掌握蓄电池组中每节单体电池的电特性，如单电池浮充电压等，才能有的放矢地解决蓄电池快速劣化的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，以解决自动在线测试蓄电池组中单体电池浮充电压的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，它包括CPU中央处理器单元、继电器驱动集成电路单元、电压采集单元、单个蓄电池切换电路单元，它还包括电压测试单元，所述CPU中央处理器单元与所述继电器驱动集成电路单元的输入端相连接，所述继电器驱动集成电路单元的输出端与所述单个蓄电池切换电路单元的输出端相连接，所述单个蓄电池切换电力单元的输出端与蓄电池组的每个单体电池的两端相连接，所述单个蓄电池切换电力单元的输出端与所述电压采集单元的输入端相连接，所述电压采集单元的输出端与所述电压测试单元的输入端相连接，所述电压测试单元的输出端与所述CPU中央处理器单元相连接；所述CPU中央处理器单元给所述继电器驱动集成电路单元发出信号，单个蓄电池切换电路单元进行动作，为蓄电池组的每个单体电池分时依次进行在线电压检测作业；所述电压采集单元将采集到的单个电池的电压信号传输给所述电压测试单元；由所述电压测试单元对单个电池的电压进行检测。

作为本实用新型的进一步改进，所述电压测试单元内置于所述CPU中央处理单元中，由所述CPU中央处理单元完成对采集到的单体电池电压信号进行测试量化、显示。

作为本实用新型的更进一步改进，所述继电器驱动集成电路单元与数个光电隔离电路相连接，防止蓄电池电信号逆向传输。

作为本实用新型的更进一步改进，所述光电隔离电路与所述CPU中央处理器单元相连接，所述电池检测转换电路的输入端通过所述光电隔离电路的一条线路与所述CPU中央处理器单元相连接，所述电池检测转换电路的输出端通过继电器与所述单个蓄电池切换电路单元相连接，所述CPU中央处理器单元通过继电器的开合来对所述单个蓄电池切换电路单元控制，对所述蓄电池组的每个单体电池分时依次进行电压采样检测作业。

作为本实用新型的更进一步改进，所述光电隔离电路的数量多于组成蓄电池组的单体电池的数量，多出的光电隔离电路用于对电池检测转换电路的反向信号隔离和正向信号通过。

    本实用新型的有益效果为：

蓄电池组通常都是由多节单体电池串联组成，本实用新型采用在线式检测作业方式，检测信号输出线分别连接蓄电池组每节电池的正、负两极,可实现对蓄电池组的每节单体电池浮充电压进行检测，能够及时掌握蓄电池组各个单体电池的电性能差异，发现导致蓄电池整体容量下降的个别电池，从而为有针对性的解决蓄电池劣化提供科学依据。

本实用新型接入蓄电池组后不再需要人工接线，由于每次测试都是在相同条件下进行，因此减少了测试误差和蓄电池的维护工作量。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型使用状态接线示意图；

图3是本实用新型中电池电压采集单元电路示意图；

图4是本实用新型中继电器驱动集成电路单元电路示意图；

图5是本实用新型中单个蓄电池切换电路单元电路示意图；

图6是本实用新型实施例（对2V24节蓄电池组）使用接线图。

图中：1、CPU中央处理器单元，2、电压测试单元，3、继电器驱动集成电路单元，4、电压采集单元，5、单个蓄电池切换电路单元，6、蓄电池组，7、用电设备，8、整流器，21、电池检测转换电路，31、光电隔离电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至6所示的一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，它包括CPU中央处理器单元1、继电器驱动集成电路单元3、电压采集单元4、单个蓄电池切换电路单元5，它还包括电压测试单元2，CPU中央处理器单元1与继电器驱动集成电路单元3的输入端相连接，继电器驱动集成电路单元3的输出端与单个蓄电池切换电路单元5的输出端相连接，单个蓄电池切换电力单元5的输出端与蓄电池组6的每个单体电池的两端相连接，单个蓄电池切换电力单元5的输出端与电压采集单元4的输入端相连接，电压采集单元4的输出端与电压测试单元2的输入端相连接，电压测试单元2的输出端与CPU中央处理器单元1相连接；CPU中央处理器单元1给继电器驱动集成电路单元3发出信号，单个蓄电池切换电路单元5进行动作，为蓄电池组6的每个单体电池分时依次进行在线电压检测作业；电压采集单元4将采集到的单个电池的电压信号传输给电压测试单元2。在本实用新型中，电压测试单元2内置于CPU中央处理单元1中，由CPU中央处理单元1完成对采集到的单体电池电压信号进行测试量化、显示等。

继电器驱动集成电路单元3与数个光电隔离电路31相连接，防止蓄电池电信号逆向传输。光电隔离电路31的数量比组成蓄电池组6的每个单体电池的数量多，多出的光电隔离电路31用于电池检测转换电路21的反向信号隔离和正向信号通过。

如图2所示，蓄电池组6由n节电池BT1、BT2、……、BTn串连而成，本实用新型设有n+1条检测线L1、L2、……、Ln+1分别加在蓄电池组6的n个单节电池BT1、BT2、……、BTn的两端。

本实用新型中电压采集单元4的电路结构如图3所示。

本实用新型中继电器驱动集成电路单元3的结构如图4所示，由图3中CPU中央处理器单元1的第14脚引出的OUT1接图4中光电隔离电路31的2端，光电隔离电路31的4端接继电器驱动集成电路3的U38的1B引脚OUTC1。

以2V24节蓄电池组为例，本实用新型中单个蓄电池切换电路单元5的结构如图5所示，由图4中继电器驱动集成电路单元3的U38的1C引脚引出的JD1接图5中单个蓄电池切换电路5的D1信号输入端JD1，单个蓄电池切换电路单元5的继电器输出端4、3分别接于蓄电池组6第1节电池BT1的正、负极两端。图5中24个继电器的每个输出端4、3分别接蓄电池组6每节电池BT1、BT2、……、BT24的正、负极两端。图5中单个蓄电池切换电路单元5的继电器输入端BT+、BT-分别与图3中电池检测转换电路21的继电器输出端BT+、BT-连接。

其中CPU中央处理器单元1的OUT1通过图4的继电器驱动集成电路单元3，将控制信号输入图5的单节蓄电池切换电路单元5的继电器输入端JD1，控制图5中的单个蓄电池切换电路单元5的JD1继电器3、4吸合，将单体电池BT1切入电路，其他电池回路被切断。图3中CPU中央处理器单元1引出的OUT1至OUT26，与图4中的26个光电隔离输入电路31相连接，26个光电隔离电路31中的26个输出端与图4中继电器驱动集成电路单元3的U38至U41的26个输入端OUTC1至OUTC26连接，继电器驱动集成电路单元3的U38至U41的24个输出端JD1至JD24与图5中单个蓄电池切换电路单元5的24个继电器输入端JD1至JD24连接。图4中继电器JD25控制图3中电池检测转换电路21的继电器JD25，图3中继电器JD25的1、2端吸合，电压采集单元4通过BT+、BT-端采集图5中继电器3、4端吸合的蓄电池组6中相应单体电池的端电压。电压采样同样由CPU中央处理器单元1控制分时依次采集。

JD26为备用继电器，用于其他控制。

这26路信号均由CPU中央处理器单元1控制，其中CPU中央处理器单元1的OUT1至OUT24通过24个光电隔离电路31和继电器驱动集成电路单元3中的U38至U41，将24个控制信号分别输入图5的单个蓄电池切换电路单元5的24个继电器输入端JD1至JD24，其中单个蓄电池切换电路单元5中的24个继电器JD1至JD24分别控制由图3中电池检测转换电路（通过BT+、BT-端接入图5的单个蓄电池切换电路单元5的继电器BT+、BT-端）分时依次接通，一次只为图5中蓄电池组6的其中1个单体电池检测电压。

图6 是本实用新型实施例对2V24节蓄电池组单体电池电压检测的使用接线图，一台本实用新型可为24节2V蓄电池组6检测单体电池电压。

本实施例中蓄电池组为24节单体电池，每个单体电池电压为2V，CPU中央处理器单元所用芯片的型号为STM32F103R8(B)T6，继电器驱动集成电路单元所用芯片型号为：ULN2003。利用本实用新型的工作原理，本实用新型可设计为不同单节电池电压（如2V、12V等）和不同节数（如18节、24节、56节等）的各种组合的蓄电池组进行在线单体电池电压检测。

Claims (5)

1.一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，它包括CPU中央处理器单元（1）、继电器驱动集成电路单元（3）、电压采集单元（4）、单个蓄电池切换电路单元（5），其特征在于：它还包括电压测试单元（2），所述CPU中央处理器单元（1）与所述继电器驱动集成电路单元（3）的输入端相连接，所述继电器驱动集成电路单元（3）的输出端与所述单个蓄电池切换电路单元（5）的输出端相连接，所述单个蓄电池切换电力单元（5）的输出端与蓄电池组（6）的每个单体电池的两端相连接，所述单个蓄电池切换电力单元（5）的输出端与所述电压采集单元（4）的输入端相连接，所述电压采集单元（4）的输出端与所述电压测试单元（2）的输入端相连接，所述电压测试单元（2）的输出端与所述CPU中央处理器单元（1）相连接；所述CPU中央处理器单元（1）给所述继电器驱动集成电路单元（3）发出信号，单个蓄电池切换电路单元（5）进行动作，为蓄电池组（6）的每个单体电池分时依次进行在线电压检测作业；所述电压采集单元（4）将采集到的单个电池的电压信号传输给所述电压测试单元（2），由所述电压测试单元（2）对单个电池的电压进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，其特征在于：所述电压测试单元（2）内置于所述CPU中央处理单元（1）中，由所述CPU中央处理单元（1）完成对采集到的单体电池电压信号进行测试量化、显示。

3.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，其特征在于：所述继电器驱动集成电路单元（3）与数个光电隔离电路（31）相连接，防止蓄电池电信号逆向传输。

4.根据权利要求3所述的一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，其特征在于：所述光电隔离电路（31）与所述CPU中央处理器单元（1）相连接，电池检测转换电路（21）的输入端通过所述光电隔离电路（31）的一条线路与所述CPU中央处理器单元（1）相连接，所述电池检测转换电路（21）的输出端通过继电器与所述单个蓄电池切换电路单元（5）相连接，所述CPU中央处理器单元（1）通过继电器的开合来对所述单个蓄电池切换电路单元（5）控制，对所述蓄电池组（6）的每个单体电池分时依次进行电压采样检测作业。

5.根据权利要求4所述的一种蓄电池组单体电池电压自动测试装置，其特征在于：所述光电隔离电路（31）的数量多于组成蓄电池组（6）的单体电池的数量，多出的光电隔离电路（31）用于对电池检测转换电路（21）的反向信号隔离和正向信号通过。