CN215598465U - 一种油田用储能式多功能锂电池检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田供电配套设备技术领域，尤其涉及一种油田用储能式多功能锂电池检测系统。该多功能锂电池检测系统通过对锂电池组放电过程中的放电电压、放电电流、外观、温度、内阻与电压等一系列数据的检测，实现了准确有效判断锂电池状态的目的。一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，包括待测电池组连接装置、外观检测单元、性能检测单元、数据处理模块与数据输出单元，待测电池组连接装置设置了外观检测单元，待测电池组连接装置与性能检测单元电性连接，外观检测单元的输出端与数据处理模块的输入端信号连接，性能检测单元的输出端与数据处理模块的另一个输入端信号连接，数据处理模块的输出端与数据输出单元的输入端信号连接。

Description

一种油田用储能式多功能锂电池检测系统

技术领域

本实用新型属于油田供电配套设备技术领域，尤其涉及一种油田用储能式多功能锂电池检测系统。

背景技术

油田供电系统作为石油工业领域中的重要构成部分，其广泛的应用于油田钻采、酸化压裂、注水排水等生产作业中；其中，基于锂电池的辅助供电为油田供电系统中重要的配套设备。具体的，锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早提出并研究。20世纪70年代时提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

在油田开采过程中，锂电池一般需要在使用一段时间就进行更换；而在使用一段时间后，锂电池的性能会下降，因此为了保证锂电池供电的设备能正常使用，就需要对锂电池进行检测。在现有技术中，技术人员为实现对锂电池的有效检测做出了如下尝试：例如，申请号：CN201520448594.2、专利标题：电池健康状况检测模块和系统及带有该检测模块的电池的专利文献，该专利文献中提供了一种电池健康状况检测模块，其中包括电流传感放大器电路、电池电压检测器电路、温度传感放大器电路、RTC时间控制器以及微控制单元、模块供电电路。具体通过将检测模块取得的测量、记录数据以无线的方式发送到外部数据接收控制系统，由外部数据接收控制系统进行分析处理，即使电池组已密封，也不影响外部数据接收控制系统对电池组中的每个单体电池健康状况的监控。然而进一步研究后发明人发现，包括上述专利文献在内的现有技术，仅提供了对锂电池的放电电压的简单测量，因而导致锂电池检测结果中存在有诸多偏差，而无法全面的反映出该锂电池的性能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，该多功能锂电池检测系统通过对锂电池组放电过程中的放电电压、放电电流、外观、温度、内阻与电压等一系列数据的检测，实现了准确有效判断锂电池状态的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，包括待测电池组连接装置、外观检测单元、性能检测单元、数据处理模块与数据输出单元，所述待测电池组连接装置设置了外观检测单元，待测电池组连接装置与性能检测单元电性连接，所述外观检测单元的输出端与数据处理模块的输入端信号连接，性能检测单元的输出端与数据处理模块的另一个输入端信号连接，所述数据处理模块的输出端与数据输出单元的输入端信号连接。

所述外观检测单元包括扫描仪与外观对比模块，所述扫描仪设置在待测电池组连接装置上，扫描仪的输出端与外观对比模块的输入端信号连接，外观对比模块的输出端与数据处理模块的输入端信号连接。

所述性能检测单元包括电压检测模块、容量检测模块、温度检测模块、内阻检测模块与数据收集模块，所述电压检测模块、容量检测模块、与内阻检测模块与待测电池组连接装置电性连接，电压检测模块、容量检测模块、温度检测模块与内阻检测模块的输出端分别与数据收集模块的四个输入端信号连接，数据收集模块的输出端与数据处理模块的另一个输入端信号连接。

所述容量检测模块包括计时电路、电压互感器、电流取样电阻、运算放大器与单片机，所述计时电路与单片机双向信号连接，电压互感器与电流取样电阻与待测电池组连接装置电性连接，电流取样电阻与运算放大器电性连接，电压互感器的输出端与单片机的另一个输入端信号连接，运算放大器的输出端与单片机的第三个输入端信号连接。

所述数据输出单元包括数据显示模块、数据打印模块与数据传输模块，所述数据显示模块的输入端与数据处理模块的输出端信号连接，数据打印模块的输入端与数据处理模块的另一个输出端信号连接，数据传输模块的输入端与数据处理模块的第三个输出端信号连接。

优选的，所述外观对比模块设置有损伤对比阈值。

优选的，所述电压检测模块与内阻检测模块设置为实时检测锂电池的实时状态。

优选的，所述电压互感器、电流取样电阻与运算放大器的输出端通过放大电路将信号经模数转换电路输入到单片机内处理。

优选的，所述温度检测模块通过热电偶实时测量锂电池的温度。

优选的，所述数据显示模块为显示屏，且数据显示模块设置有调节按钮。

优选的，所述数据打印模块可直接连接打印机进行数据打印。

优选的，所述数据传输模块为可进行网络传输与近距离的无线传输。

本实用新型提供了一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，该多功能锂电池检测系统包括有待测电池组连接装置、外观检测单元、性能检测单元、数据处理模块与数据输出单元等结构单元。

具有上述结构单元的油田用储能式多功能锂电池检测系统，具备以下有益效果：

（1）、本实用新型通过待检测锂电池组连接装置的负极串联有电流取样电阻，电流取样电阻的两端分别电性连接在运算放大器的正输入端和负输入端，电压互感器通过并联待检测锂电池组连接装置感应检测待检测锂电池组的电压，计时电路用于给待检测锂电池组放电时间进行计时，获得待检测锂电池组的放电时间，通过待检测锂电池组的放电时间和电流取样电阻上的放电电流可计算出待检测锂电池组的放电容量，根据待检测锂电池组的放电电压和放电电流可计算出放电功率，单片机将计时电路的放电时间、电压互感器得到的放电电压和电流取样电阻取样的放电电流经过计算后，将计算的放电电压、放电电流、放电时间、放电功率和放电容量的值传输到数据处理模块进行处理。

（2）、本实用新型通过设置扫描仪对锂电池组的外观进行扫描，将锂电池组外观扫描结果输入至外观对比模块，外观对比模块通过外观形状阈值控制外观对比模块对电池外观进行判断，确定电池机械损伤的程度，并将外观检测结果传输至数据处理模块进行汇总。

（3）、本实用新型通过设置电压检测模块、温度检测模块与内阻检测模块对锂电池组在放电过程中的温度、内阻与电压的进行实时的测量，得到锂电池组最精确的数据，并将所得到的数据传输至数据处理模块进行汇总与整理，整理完成的数据在传输至数据输出模块进行查阅与打印，使得使用人员可以精确的了解锂电池组的性能。

（4）、本实用新型通过设置数据输出模块，将检测到的锂电池的数据进行输出，通过数据显示模块将锂电池组的性能数据显示出来，方便进行查阅，同时也可以通过数据打印模块将数据打印出来，方便工作人员进行存档，并与前期的数据进行比对，而数据传输模块可以将检测得到的数据通过互联网进行远程上传并储存，使得企业可以更好的掌控油田开采设备的使用状况。

附图说明

该附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在下述附图中：

图1为本实用新型油田用储能式多功能锂电池检测系统的流程图；

图2为本实用新型油田用储能式多功能锂电池检测系统的外观检测流程图；

图3为本实用新型油田用储能式多功能锂电池检测系统的性能检测流程图；

图4为本实用新型油田用储能式多功能锂电池检测系统的数据输出流程图；

图5为本实用新型油田用储能式多功能锂电池检测系统的容量检测流程图。

图中：1待测电池组连接装置、2外观检测单元、21扫描仪、22外观对比模块、3性能检测单元、31电压检测模块、32容量检测模块、3201计时电路、3202电压互感器、3203电流取样电阻、3204运算放大器、3205单片机、33温度检测模块、34内阻检测模块、35数据收集模块、4数据处理模块、5数据输出模块、51数据显示模块、52数据打印模块、53数据传输模块。

具体实施方式

本实用新型提供了一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，该多功能锂电池检测系统通过对锂电池组放电过程中的放电电压、放电电流、外观、温度、内阻与电压等一系列数据的检测，实现了准确有效判断锂电池状态的目的。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

本实用新型提供了一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，如图1-5所示，该油田用储能式多功能锂电池检测系统，包括待测电池组连接装置1、外观检测单元2、性能检测单元3、数据处理模块4与数据输出单元5。

其中，待测电池组连接装置1设置了外观检测单元2，待测电池组连接装置1与性能检测单元3电性连接，外观检测单元2的输出端与数据处理模块4的输入端信号连接，性能检测单元3的输出端与数据处理模块4的另一个输入端信号连接，数据处理模块4的输出端与数据输出单元5的输入端信号连接。

进一步的，如图2所示，外观检测单元2包括扫描仪21与外观对比模块22，扫描仪21设置在待测电池组连接装置1上，扫描仪21的输出端与外观对比模块22的输入端信号连接，外观对比模块22设置有损伤对比阈值，外观对比模块22的输出端与数据处理模块4的输入端信号连接，通过设置扫描仪21对锂电池组的外观进行扫描，将锂电池组外观扫描结果输入至外观对比模块22，外观对比模块22通过外观形状阈值控制外观对比模块22对电池外观进行判断，确定电池机械损伤的程度，并将外观检测结果传输带数据处理模块4进行汇总。

而如图3、图5所示，性能检测单元3包括电压检测模块31、容量检测模块32、温度检测模块33、内阻检测模块34与数据收集模块35，电压检测模块31与内阻检测模块34设置为实时检测，测量锂电池的实时状态，通过电压检测模块31与内阻检测模块34实时检测锂电池组的状态，电压检测模块31、容量检测模块32、与内阻检测模块34与待测电池组连接装置1电性连接，电压检测模块31、容量检测模块32、温度检测模块33与内阻检测模块34的输出端分别与数据收集模块35的四个输入端信号连接，温度检测模块33通过热电偶实时测量锂电池的温度，通过热电偶对锂电池组的温度进行检测，数据收集模块35的输出端与数据处理模块4的另一个输入端信号连接，通过设置电压检测模块31、温度检测模块33与内阻检测模块34对锂电池组在放电过程中的温度、内阻与电压的进行实时的测量，得到锂电池组最精确的数据，并将所得到的的数据传输至数据处理模块4进行汇总与整理，整理完成的数据在传输至数据输出模块5进行查阅与打印，使得使用人员可以精确的了解锂电池组的性能。

作为本实用新型的一种较为优选的实施方式，外观对比模块设置有损伤对比阈值。

而进一步优选的，电压检测模块与内阻检测模块设置为实时检测锂电池的实时状态，温度检测模块通过热电偶实时测量锂电池的温度。

具有上述结构特征的油田用储能式多功能锂电池检测系统，其工作过程可描述为：由待测电池组连接装置1与带监测的锂电池组进行连接；此外，通过外观检测单元2对锂电池的外观进行检测，通过性能检测单元3对锂电池的性能进行检测；而后，外观检测单元2与性能检测单元3检测得到的数据通过数据处理模块4处理后，由数据输出模块5进行数据输出。

实施例二

实施例二中包含有实施例一的全部技术特征；此外，实施例二还进一步对容量检测模块进行了如下限定：

如图5所示，容量检测模块32包括计时电路3201、电压互感器3202、电流取样电阻3203、运算放大器3204与单片机3205，电压互感器3202、电流取样电阻3203与运算放大器3204的输出端通过放大电路将信号经模数转换电路输入到单片机3205内处，计时电路3201与单片机3205双向信号连接，电压互感器3202与电流取样电阻3203与待测电池组连接装置1电性连接，电流取样电阻3203与运算放大器3204电性连接，电压互感器3202的输出端与单片机3205的另一个输入端信号连接，运算放大器3204的输出端与单片机3205的第三个输入端信号连接，通过待检测锂电池组连接装置1的负极串联有电流取样电阻3203，电流取样电阻3203的两端分别电性连接在运算放大器3204的正输入端和负输入端，电压互感器3202通过并联待检测锂电池组连接装置1感应检测待检测锂电池组的电压，计时电路3201用于给待检测锂电池组放电时间进行计时，获得待检测锂电池组的放电时间，通过待检测锂电池组的放电时间和电流取样电阻3203上的放电电流可计算出待检测锂电池组的放电容量，根据待检测锂电池组的放电电压和放电电流可计算出放电功率，单片机3205将计时电路3201的放电时间、电压互感器3202得到的放电电压和电流取样电阻3203取样的放电电流经过计算后，将计算的放电电压、放电电流、放电时间、放电功率和放电容量的值传输到数据处理模块4进行处理。

作为本实用新型的一种较为优选的实施方式，

电压互感器、电流取样电阻与运算放大器的输出端通过放大电路将信号经模数转换电路输入到单片机内处理。

实施例三

实施例三中包含有实施例一的全部技术特征；此外，实施例三还进一步对数据输出单元进行了如下限定：

如图4所示，数据输出单元5包括数据显示模块51、数据打印模块52与数据传输模块53，数据显示模块51的输入端与数据处理模块4的输出端信号连接，数据显示模块51为显示屏，且数据显示模块51设置有调节按钮，数据打印模块52的输入端与数据处理模块4的另一个输出端信号连接，数据打印模块52可直接连接打印机进行数据打印，数据传输模块53的输入端与数据处理模块4的第三个输出端信号连接，数据传输模块53为可进行网络传输与近距离的无线传输，通过设置数据输出模块5，将检测到的锂电池的数据进行输出，通过数据显示模块51将锂电池组的性能数据显示出来，方便进行查阅，同时也可以通过数据打印模块52将数据打印出来，方便工作人员进行存档，并与前期的数据进行比对，而数据传输模块53可以将检测得到的数据通过互联网进行远程上传并储存，使得企业可以更好的掌控油田开采设备的使用状况。

作为本实用新型的一种较为优选的实施方式，数据显示模块为显示屏，且数据显示模块设置有调节按钮；该数据打印模块直接连接打印机，用于进行数据打印；并且数据传输模块用于进行网络传输与近距离的无线传输。

实施例四

结合实施例二、实施例三新补充的结构特征，对本实用新型提供的油田用储能式多功能锂电池检测系统其具体工作模式做如下进一步解释说明：

在使用时，将待检测的锂电池组与待测电池组连接装置1进行连接，通过设置扫描仪21对锂电池组的外观进行扫描，将锂电池组外观扫描结果输入至外观对比模块22，外观对比模块22通过外观形状阈值控制外观对比模块22对电池外观进行判断，确定电池机械损伤的程度，并将外观检测结果传输带数据处理模块4进行汇总，通过待检测锂电池组连接装置1的负极串联有电流取样电阻3203，电流取样电阻3203的两端分别电性连接在运算放大器3204的正输入端和负输入端，电压互感器3202通过并联待检测锂电池组连接装置1感应检测待检测锂电池组的电压，计时电路3201用于给待检测锂电池组放电时间进行计时，获得待检测锂电池组的放电时间，通过待检测锂电池组的放电时间和电流取样电阻3203上的放电电流可计算出待检测锂电池组的放电容量，根据待检测锂电池组的放电电压和放电电流可计算出放电功率，单片机3205将计时电路3201的放电时间、电压互感器3202得到的放电电压和电流取样电阻3203取样的放电电流经过计算后，将计算的放电电压、放电电流、放电时间、放电功率和放电容量的值传输到数据处理模块4进行处理，通过设置电压检测模块31、温度检测模块33与内阻检测模块34对锂电池组在放电过程中的温度、内阻与电压的进行实时的测量，得到锂电池组最精确的数据，并将所得到的数据传输至数据处理模块4进行汇总与整理，通过数据处理模块4处理完成的数据传输到数据输出模块5，过数据显示模块51将锂电池组的性能数据显示出来，方便进行查阅，同时也可以通过数据打印模块52将数据打印出来，方便工作人员进行存档，并与前期的数据进行比对，而数据传输模块53可以将检测得到的数据通过互联网进行远程上传并储存，使得企业可以更好的掌控油田开采设备的使用状况。

本实用新型提供了一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，该多功能锂电池检测系统包括有待测电池组连接装置、外观检测单元、性能检测单元、数据处理模块与数据输出单元等结构单元。

具有上述结构单元的油田用储能式多功能锂电池检测系统，具备以下有益效果：

（1）、本实用新型通过待检测锂电池组连接装置的负极串联有电流取样电阻，电流取样电阻的两端分别电性连接在运算放大器的正输入端和负输入端，电压互感器通过并联待检测锂电池组连接装置感应检测待检测锂电池组的电压，计时电路用于给待检测锂电池组放电时间进行计时，获得待检测锂电池组的放电时间，通过待检测锂电池组的放电时间和电流取样电阻上的放电电流可计算出待检测锂电池组的放电容量，根据待检测锂电池组的放电电压和放电电流可计算出放电功率，单片机将计时电路的放电时间、电压互感器得到的放电电压和电流取样电阻取样的放电电流经过计算后，将计算的放电电压、放电电流、放电时间、放电功率和放电容量的值传输到数据处理模块进行处理。

（2）、本实用新型通过设置扫描仪对锂电池组的外观进行扫描，将锂电池组外观扫描结果输入至外观对比模块，外观对比模块通过外观形状阈值控制外观对比模块对电池外观进行判断，确定电池机械损伤的程度，并将外观检测结果传输至数据处理模块进行汇总。

（3）、本实用新型通过设置电压检测模块、温度检测模块与内阻检测模块对锂电池组在放电过程中的温度、内阻与电压的进行实时的测量，得到锂电池组最精确的数据，并将所得到的数据传输至数据处理模块进行汇总与整理，整理完成的数据在传输至数据输出模块进行查阅与打印，使得使用人员可以精确的了解锂电池组的性能。

（4）、本实用新型通过设置数据输出模块，将检测到的锂电池的数据进行输出，通过数据显示模块将锂电池组的性能数据显示出来，方便进行查阅，同时也可以通过数据打印模块将数据打印出来，方便工作人员进行存档，并与前期的数据进行比对，而数据传输模块可以将检测得到的数据通过互联网进行远程上传并储存，使得企业可以更好的掌控油田开采设备的使用状况。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，包括待测电池组连接装置、外观检测单元、性能检测单元、数据处理模块与数据输出单元；

其中，所述待测电池组连接装置设置了外观检测单元，待测电池组连接装置与性能检测单元电性连接；外观检测单元的输出端与数据处理模块的输入端信号连接，性能检测单元的输出端与数据处理模块的另一个输入端信号连接；所述数据处理模块的输出端与数据输出单元的输入端信号连接；

所述外观检测单元包括扫描仪与外观对比模块；所述扫描仪设置在待测电池组连接装置上，扫描仪的输出端与外观对比模块的输入端信号连接，外观对比模块的输出端与数据处理模块的输入端信号连接；

所述性能检测单元包括电压检测模块、容量检测模块、温度检测模块、内阻检测模块与数据收集模块；所述电压检测模块、容量检测模块、内阻检测模块分别与待测电池组连接装置电性连接，电压检测模块、容量检测模块、温度检测模块与内阻检测模块的输出端分别与数据收集模块的四个输入端信号连接，数据收集模块的输出端与数据处理模块的另一个输入端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述容量检测模块包括计时电路、电压互感器、电流取样电阻、运算放大器与单片机；

其中，所述计时电路与单片机双向信号连接，电压互感器与电流取样电阻与待测电池组连接装置电性连接，电流取样电阻与运算放大器电性连接，电压互感器的输出端与单片机的另一个输入端信号连接，运算放大器的输出端与单片机的第三个输入端信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述数据输出单元包括数据显示模块、数据打印模块与数据传输模块；

其中，所述数据显示模块的输入端与数据处理模块的输出端信号连接，数据打印模块的输入端与数据处理模块的另一个输出端信号连接，数据传输模块的输入端与数据处理模块的第三个输出端信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述外观对比模块设置有损伤对比阈值。

5.根据权利要求1所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述电压检测模块与内阻检测模块设置为实时检测锂电池的实时状态。

6.根据权利要求2所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述电压互感器、电流取样电阻与运算放大器的输出端通过放大电路将信号经模数转换电路输入到单片机内处理。

7.根据权利要求1所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述温度检测模块通过热电偶实时测量锂电池的温度。

8.根据权利要求3所述的一种油田用储能式多功能锂电池检测系统，其特征在于，所述数据显示模块为显示屏，且数据显示模块设置有调节按钮；

所述数据打印模块直接连接打印机，用于进行数据打印；

所述数据传输模块用于进行网络传输与近距离的无线传输。

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