CN205103307U - 一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器，设置于两个蓄电池组之间，包括两个电流传感器、电流采集模块、主控制器、告警模块和两个监测及均衡模块；由ARM控制芯片、数据存储芯片以及芯片外围电路形成的主控制器经电流采集模块通过两个电流传感器与两个蓄电池组相连，还与告警模块及两个监测及均衡模块分别相连；其中，电流采集模块包括依序连接的A/D转换芯片、分压电路和滤波电路；监测及均衡模块包括数模采集芯片、与内置充电电源相连的充电电路和与电阻相连的放电电路。实施本实用新型，可实现各蓄电池组电流对比时快速定位及告警处理，并实时在线监测电压数据和均衡电压功能，从而延长蓄电池的使用寿命。

Description

一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器

技术领域

本实用新型涉及蓄电池电压电流检测技术领域，尤其涉及一种可故障告警均衡蓄电池电压的预警器。

背景技术

在通信业务中断的电源故障中，大多数都是由蓄电池自身故障引起，一方面，由于维护较困难，使得蓄电池故障隐患不易发现，且在维护过程中，由于采用人工手持直流电流表进行各蓄电池组电流对比时，难以得出电流对比差异率数据，因此无法确定下一步维护工作；另一方面，蓄电池普遍存在电压偏差度超标及电压不均衡等现象，蓄电池电压不均衡，导致蓄电池硫化、结晶，最终由于蓄电池单体电压不均衡，使得整组蓄电池寿命缩短而退出运行，因此需采取措施降低所辖范围的蓄电池偏差度，使得蓄电池电压回复均衡，延长其使用寿命。

因此，亟需一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器，可以实现各蓄电池组充电或放电电流对比时快速定位及告警处理，并实时在线监测蓄电池电压数据和均衡蓄电池电压功能，从而延长蓄电池使用寿命。

发明内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器，可实现各蓄电池组充电或放电电流对比时快速定位及告警处理，并实时在线监测蓄电池电压数据和均衡蓄电池电压功能，从而延长蓄电池的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器，所述预警器设置于两个由相同电池单体形成等同连接结构的蓄电池组之间，包括两个电流传感器、电流采集模块、主控制器、告警模块和两个监测及均衡模块；其中，

所述两个电流传感器的一端分别与所述两个蓄电池组相配合，另一端分别对应与所述电流采集模块的第一端和第二端相连；

所述电流采集模块的第三端与所述主控制器的第一端相连，包括依序连接的A/D转换芯片、分压电路和滤波电路；

所述主控制器的第二端与所述告警模块相连，第三端与所述两个监测及均衡模块的一端均相连，其由ARM控制芯片、数据存储芯片以及芯片外围电路形成；

所述两个监测及均衡模块的另一端分别与所述两个蓄电池组相连，每一监测及均衡模块均包括数模采集芯片、充电电路和放电电路；其中，所述数模采集芯片、充电电路和放电电路均与所述主控制器相连；所述充电电路还与内置充电电源相连；所述放电电路还与电阻相连。

其中，所述告警模块包括电池组、负载、电容、发光二极管、报警集成电路、功率放大集成电路、继电器以及扬声器；其中，

所述电池组的正极通过所述继电器的常开触点分别与所述报警集成电路输入端、所述发光二极管的正极以及所述功率放大集成电路第一输入端相连；

所述电容的一端分别与所述报警集成电路第一输出端、所述发光二极管的负极相连，另一端与所述功率放大集成电路第二输入端相连；

所述负载的一端与所述电池组的负极相连，另一端分别与所述报警集成电路第二输出端、所述功率放大集成电路第一输出端以及所述扬声器的一端相连；

所述继电器的线圈控制端与所述主控制器的另一端相连；

所述扬声器的另一端与所述功率放大集成电路第二输出端相连。

其中，所述两个电流传感器均为霍尔传感器。

其中，所述A/D转换芯片通过SPI总线与所述主控制器进行数据通信。

其中，所述ARM控制芯片采用TI公司型号为STM32F103的芯片。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

1、在本实用新型实施例中，由于通过两个电流传感器分别获取两个结构相同的蓄电池组的电流，实现所获取到的两个电流快速对比，并根据对比结果启用告警模块告警或断开告警模块，从而可实现各蓄电池组充电或放电电流对比时快速定位，并告警处理，为下一步维护工作提供便利；

2、在本实用新型实施例中，由于通过两个监测及均衡模块的数模采集芯片可快速采集两个蓄电池组的电压，实现所获取到的两个电压快速对比，并根据对比结果启用监测及均衡模块中充电电路或放电电路，使得两个蓄电池组的电压实现均衡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。

图1为本实用新型实施例提供的可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器的结构示意图；

图2为图1中告警模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器应用场景中充电电路的结构示意图；

图4为为本实用新型实施例提供的可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器应用场景中放电电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1至图4所示，本实用新型实施例中，为一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器，预警器设置于两个由相同电池单体形成等同连接结构的蓄电池组（未图示）之间，该预警器包括两个电流传感器1、电流采集模块2、主控制器3、告警模块4和两个监测及均衡模块5；其中，

两个电流传感器1的一端分别与两个蓄电池组相配合，另一端分别对应与电流采集模块2的第一端a1和第二端a2相连；其中，两个电流传感器1均采用霍尔传感器；

电流采集模块2的第三端a3与主控制器3的第一端P1相连，包括依序连接的A/D转换芯片、分压电路和滤波电路；

主控制器3的第二端P2与告警模块4相连，第三端P3与两个监测及均衡模块5的一端均相连，其由ARM控制芯片、数据存储芯片以及芯片外围电路形成；

两个监测及均衡模块5的另一端分别与两个蓄电池组相连，每一监测及均衡模块5均包括数模采集芯片、充电电路和放电电路；其中，数模采集芯片、充电电路和放电电路均与主控制器3相连；充电电路还与内置充电电源相连；放电电路还与电阻相连。

更进一步的，告警模块4包括电池组41、负载42、电容43、发光二极管44、报警集成电路45、功率放大集成电路46、继电器47以及扬声器48；其中，

电池组41的正极通过继电器47的常开触点分别与报警集成电路45输入端b1、发光二极管44的正极以及功率放大集成电路46第一输入端相连I1；

电容43的一端分别与报警集成电路45第一输出端b2、发光二极管44的负极相连，另一端与功率放大集成电路46第二输入端I2相连；

负载42的一端与电池组41的负极相连，另一端分别与报警集成电路45第二输出端b3、功率放大集成电路46第一输出端O1以及扬声器48的一端相连；

继电器47的线圈控制端与主控制器3的另一端相连；

扬声器48的另一端与功率放大集成电路46第二输出端O2相连。

更进一步的，ARM控制芯片采用TI公司型号为STM32F103的芯片。

在一个实施例中，充电电路和放电电路均由两个光耦继电器形成，每一个光耦继电器均包括一发光二极管和一常开触点；其中，如图3所示，充电电路的两个发光二极管均与主控制器3的ARM控制芯片相连，充电电路的一常开触点分别与数模采集芯片的正极及充电电源的正极相连，另一常开触点分别与数模采集芯片的负极及充电电源的负极相连；如图4所示，放电电路的两个发光二极管均与主控制器3的ARM控制芯片相连，放电电路的一常开触点分别与数模采集芯片的正极及电阻的一端相连，另一常开触点分别与数模采集芯片的负极及电阻的另一端相连。

本实用新型实施例中的可均衡蓄电池电压的预警器工作原理为：通过电流传感器1获取到两个蓄电池组的电流，并通过电流采集模块2分别转换成数字信号，经分压电路分压及滤波电路处理后，进入主控制器3中，在主控制器3中进行数据分析及对比，输出有效的电平信号启动告警模块4的继电器47常开触点闭合，形成连通回路，使得发光二极管44发光及扬声器48产生声音；

例如，当获取到两个蓄电池组的电流之间的差值大于预设的阈值时，输出高电平信号，实现继电器47常开触点闭合，形成连通回路，使得发光二极管44发光及扬声器48产生声音；当获取到两个蓄电池组的电流之间的差值小于预设的阈值时，输出低电平信号，实现继电器47常开触点断开，发光二极管44的亮光熄灭及扬声器48不发出声音。

通过监测及均衡模块5的数模采集芯片获取两个蓄电池组的电压，将获取到的两个电压送入主控制器3中对比，在主控制器3中进行数据分析及对比，输出有效的电平信号驱动两个蓄电池组对应的监测及均衡模块5同时启用充电电路与内置充电电源相导通进行充电或同时启用放电电路与电阻相导通进行放电或启用一个蓄电池组对应充电电路与内置充电电源相导通进行充电，另一个蓄电池组对应放电电路与电阻相导通进行放电。

例如，两个监测及均衡模块5实时检测两个蓄电池组的电压数据，待电压对比后，获取主控制器3同时输出的高电平信号，启用充电电路与内置充电电源相导通进行充电，实现两个蓄电池组同时进行充电；或获取主控制器3同时输出的低电平信号，启用放电电路与电阻相导通进行充电，实现两个蓄电池组同时进行放电或获取主控制器3输出的一高电平信号及一低电平信号，实现一蓄电池组进行充电，另一蓄电池组进行放电，从而实现两个蓄电池组电压均衡。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

1、在本实用新型实施例中，由于通过两个电流传感器分别获取两个结构相同的蓄电池组的电流，实现所获取到的两个电流快速对比，并根据对比结果启用告警模块告警或断开告警模块，从而可实现各蓄电池组充电或放电电流对比时快速定位，并告警处理，为下一步维护工作提供便利；

2、在本实用新型实施例中，由于通过两个监测及均衡模块的数模采集芯片可快速采集两个蓄电池组的电压，实现所获取到的两个电压快速对比，并根据对比结果启用监测及均衡模块中充电电路或放电电路，使得两个蓄电池组的电压实现均衡。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种可故障告警及均衡蓄电池电压的预警器，其特征在于，所述预警器设置于两个由相同电池单体形成等同连接结构的蓄电池组之间，包括两个电流传感器（1）、电流采集模块（2）、主控制器（3）、告警模块（4）和两个监测及均衡模块（5）；其中，

所述两个电流传感器（1）的一端分别与所述两个蓄电池组相配合，另一端分别对应与所述电流采集模块（2）的第一端和第二端相连；

所述电流采集模块（2）的第三端与所述主控制器（3）的第一端相连，包括依序连接的A/D转换芯片、分压电路和滤波电路；

所述主控制器（3）的第二端与所述告警模块（4）相连，第三端与所述两个监测及均衡模块（5）的一端均相连，其由ARM控制芯片、数据存储芯片以及芯片外围电路形成；

所述两个监测及均衡模块（5）的另一端分别与所述两个蓄电池组相连，每一监测及均衡模块（5）均包括数模采集芯片、充电电路和放电电路；其中，所述数模采集芯片、充电电路和放电电路均与所述主控制器（3）相连；所述充电电路还与内置充电电源相连；所述放电电路还与电阻相连。

2.如权利要求1所述的预警器，其特征在于，所述告警模块（4）包括电池组（41）、负载（42）、电容（43）、发光二极管（44）、报警集成电路（45）、功率放大集成电路（46）、继电器（47）以及扬声器（48）；其中，

所述电池组（41）的正极通过所述继电器（47）的常开触点分别与所述报警集成电路（45）输入端、所述发光二极管（44）的正极以及所述功率放大集成电路（46）第一输入端相连；

所述电容（43）的一端分别与所述报警集成电路（45）第一输出端、所述发光二极管（44）的负极相连，另一端与所述功率放大集成电路（46）第二输入端相连；

所述负载（42）的一端与所述电池组（41）的负极相连，另一端分别与所述报警集成电路（45）第二输出端、所述功率放大集成电路（46）第一输出端以及所述扬声器（48）的一端相连；

所述继电器（47）的线圈控制端与所述主控制器（3）的另一端相连；

所述扬声器（48）的另一端与所述功率放大集成电路（46）第二输出端相连。

3.如权利要求2所述的预警器，其特征在于，所述两个电流传感器（1）均为霍尔传感器。

4.如权利要求3所述的预警器，其特征在于，所述ARM控制芯片（31）采用TI公司型号为STM32F103的芯片。