CN215932115U - 一种蓄电池监测装置的自检电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓄电池监测装置的自检电路，其中，包括选通电路、在选通电路上连接有多个相互串联的蓄电池、在选通电路上连接有的测量电路、在选通电路上分别连接有与测量电路并联的激励电路和微控电路，及在选通电路上设有的调零信号源和标准信号源。测量电路与微控电路连接。本实用新型具有正常安全工作状态和提高监测自身可靠性的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及蓄电池检测电路领域，特别涉及一种蓄电池监测装置的自检电路。
背景技术
蓄电池是目前最广泛使用的电能储存设备，它通过电能和化学能的转化实现了电能的存储，在众多的工业和民用场合起着至关重要的作用。在UPS电源、通信直流电源等电源系统中的备用蓄电池系统普遍采用的是串联的连接方式。串联蓄电池组整体容量的状态是由系统中某一只或几只劣化状态最严重的蓄电池容量所决定。准确测量蓄电池组中各单体蓄电池的劣化状态，避免因某些电池劣化而造成蓄电池组故障，是保障蓄电池组稳定工作的一个有效方式。
目前，市面上的蓄电池监测装置在应用过程中突出两个问题：一是蓄电池监测装置内部电路故障导致影响到了蓄电池的运行状态。二是蓄电池监测装置内部电路偏差或异常导致测量结果不可信，从而导致误报或漏报问题。实际应用时，蓄电池监测装置可实时监测蓄电池组中各单体蓄电池的电压、内阻、负极柱温度和组充放电电流等关键参数。其中，内阻测量电路最为复杂，可能的故障隐患点最多，电路故障后对蓄电池自身运行状态影响最大。内阻参数也是最能够反应蓄电池的SOH健康状态的一项参数。因此，内阻测量电路是自检电路的主要自检目标对象。但是，蓄电池监测装置内部电路故障导致影响到了蓄电池的运行状态问题，一般发生在激励电路回路上。激励电路回路产生可控的负载电流信号源，典型的故障模式有短路模式和断路模式，其中短路模式会导致持续从蓄电池上耗散能量，影响到蓄电池自身运行状态并造成严重安全隐患。还有，蓄电池监测装置内部电路偏差或异常导致测量结果不可信问题，一般发生在测量回路上。蓄电池监测装置的监测测试对象蓄电池的内阻参数值低。从经济角度考虑要允许蓄电池监测装置所选用的元器件参数存在一定的公差，测量电路所采用的元器件存在初始误差，时间漂移误差以及温度系数偏差等问题。而且像温度系数偏差模型中元器件参数偏差与温度变化值之间并不是线性关系，使得难以通过软件的方式校准该偏差。不同类型元器件的偏差模型又不相同。难以消除系统内部噪声问题，导致测量电路系统输出的测量结果包含了较大的系统内部噪声信号的响应。当前行业内的通用解决办法是单独配备一独立调零装置，定期或按需由人工对装置进行调零操作。缺点很明显，需定期人工干预操作，增加了蓄电池监测装置的使用成本。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种正常安全工作状态和提高监测自身可靠性的使用安全和可靠性好的蓄电池监测装置的自检电路。
为实现上述目的，本实用新型提供的一种蓄电池监测装置的自检电路，其中，包括选通电路、在选通电路上连接有多个相互串联的蓄电池、在选通电路上连接有的测量电路、在选通电路上分别连接有与测量电路并联的激励电路和微控电路，及在选通电路上设有的调零信号源和标准信号源。测量电路与微控电路连接。
在一些实施方式，蓄电池由直流电源和电阻R组成。选通电路包括与蓄电池输出端连接的二极管D1、在二板管D1与蓄电池输出端之间连接的保险丝F1、与二极管D1，激励电路和测量电路分别连接的MOS场效应管Q1，及与MOS场效应管Q1连接且与测量电路并联的电阻R5。
在一些实施方式，测量电路包括与电阻R5并联的U1B运算放大器、与U1B运算放大器并联且与电阻R5连接的电阻R6，及与U1B运算放大器且与电阻R6连接的电阻R7和电容C2。U1B运算放大器与微控电路连接。
在一些实施方式，激励电路包括与调制解调器连接的电阻R1、与电阻R1连接的电阻R3、与电阻R1连接且与电阻R3并联的电容C1、与电阻R3连接的U1A运算放大器、与U1A运算放大器连接的电阻R4，及与电阻R4并联且分别与U1A运算放大器和MOS场效应管Q1连接的R2。电阻R4的输出端与电阻R5连接。
本实用新型的有益效果是正常安全工作状态和提高监测自身可靠性的效果。由于采用的蓄电池监测装置可实时监测蓄电池组中各单体蓄电池的电压、内阻、负极柱温度和组充放电电流等关键参数，自动分析和诊断蓄电池组的运行状态和各单体蓄电池的健康状态SOH，实现单体蓄电池劣化情况的早期诊断和预警，在蓄电池系统异常情况下及时告警。蓄电池监测装置作为一监测装置的设计原则包括：不对监测对象的正常运行造成不良影响，不引入新的故障隐患点，监测结果可信，不误报不漏报。因此蓄电池监测装置自身的可靠性和稳定性就很重要。应用时，激励电路回路在测量目标上产生可控电流源，然后测量电路回路测量其上的电压响应，根据欧姆定律算出其内阻。蓄电池监测装置内部集成自检电路，检测装置自身关键电路是否处于正常安全工作状态，提高监测装置自身的可靠性。另外，自检电路也检测测量电路在各运行状态下的运行参数是否在设计预期范围之内，确保测量数据的有效性，提高对监测对象蓄电池的诊断结果的可信度。蓄电池监测装置自检电路提高了装置自身的可靠性和稳定性，具有重大的实用意义。实现了正常安全工作状态和提高监测自身可靠性的效果。
附图说明
图1为本实用新型的电路图；
图2为本实用新型的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型作进一步详细的说明。
如图1-2所示，一种蓄电池监测装置的自检电路，包括选通电路、在选通电路上连接有多个相互串联的蓄电池、在选通电路上连接有的测量电路、在选通电路上分别连接有与测量电路并联的激励电路和微控电路，及在选通电路上设有的调零信号源和标准信号源。测量电路与微控电路连接。蓄电池由直流电源和电阻R组成。选通电路包括与蓄电池输出端连接的二极管D1、在二板管D1与蓄电池输出端之间连接的保险丝F1、与二极管D1，激励电路和测量电路分别连接的MOS场效应管Q1，及与MOS场效应管Q1连接且与测量电路并联的电阻R5。测量电路包括与电阻R5并联的U1B运算放大器、与U1B运算放大器并联且与电阻R5连接的电阻R6，及与U1B运算放大器且与电阻R6连接的电阻R7和电容C2。U1B运算放大器与微控电路连接。激励电路包括与调制解调器连接的电阻R1、与电阻R1连接的电阻R3、与电阻R1连接且与电阻R3并联的电容C1、与电阻R3连接的U1A运算放大器、与U1A运算放大器连接的电阻R4，及与电阻R4并联且分别与U1A运算放大器和MOS场效应管Q1连接的R2。电阻R4的输出端与电阻R5连接。图2中的受试电池为蓄电池。
应用时，激励电路回路在测量目标上产生可控电流源，然后测量电路回路测量其上的电压响应，根据欧姆定律算出其内阻。蓄电池监测装置内部集成自检电路，检测装置自身关键电路是否处于正常安全工作状态，提高监测装置自身的可靠性。另外，自检电路也检测测量电路在各运行状态下的运行参数是否在设计预期范围之内，确保测量数据的有效性，提高对监测对象蓄电池的诊断结果的可信度。蓄电池监测装置自检电路提高了装置自身的可靠性和稳定性，具有重大的实用意义。实现了正常安全工作状态和提高监测自身可靠性的效果。
工作原理
蓄电池内阻测量电路按功能属性分激励电路和测量电路，蓄电池监测装置自检电路分别对这两个电路回路单元自检。根据两个电路回路的工作特点及故障模型的不同设计各自的自检电路。激励电路回路的自检电路设计是根据其在内阻测量期间与未测量期间的回路信号参数不同的这一特点来设计。激励电路回路的功能产生是可控电流源，在未测量期间回路是处于高阻态，回路电流信号幅值理论为零值；在内阻测量期间，激励电路回路流过的信号幅值应处于设计范围内，可在此期间测量实际电流信号幅值，判断激励电路回路是否处于正常安全工作状态。R5上的电流同时也是蓄电池激励电路回路上的电流，可通过监测R5上的电流值来判断激励电路回路是否处于正常安全工作状态。测量回路的自检电路设计是通过内部选通一已知的零值信号源和已知的标准信号源值来消除内部电路偏差和验证电路各运行参数和工作状态。在每次进行内阻测量前，自检电路先选通零点信号源T0进行电路参数验证和调零，选通调零通道得以单独测量系统内部噪声在测量电路系统输出的响应，从而在之后的测量结果中消去这部分系统内部噪声引入的误差，得到准确可信的测量结果。调零操作完成后，再选通已知的标准电阻信号源，对比测量结果与实际标准值，验证测量结果的有效性。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种蓄电池监测装置的自检电路，其特征在于，包括选通电路、在选通电路上连接有多个相互串联的蓄电池、在选通电路上连接有的测量电路、在选通电路上分别连接有与测量电路并联的激励电路和微控电路，及在选通电路上设有的调零信号源和标准信号源；
所述的测量电路与微控电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池监测装置的自检电路，其特征在于，所述的蓄电池由直流电源和电阻R组成；
所述的选通电路包括与蓄电池输出端连接的二极管D1、在二板管D1与蓄电池输出端之间连接的保险丝F1、与二极管D1，激励电路和测量电路分别连接的MOS场效应管Q1，及与MOS场效应管Q1连接且与测量电路并联的电阻R5。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池监测装置的自检电路，其特征在于，所述的测量电路包括与电阻R5并联的U1B运算放大器、与U1B运算放大器并联且与电阻R5连接的电阻R6，及与U1B运算放大器且与电阻R6连接的电阻R7和电容C2；
所述的U1B运算放大器与微控电路连接。
4.根据权利要求2所述的一种蓄电池监测装置的自检电路，其特征在于，所述的激励电路包括与调制解调器连接的电阻R1、与电阻R1连接的电阻R3、与电阻R1连接且与电阻R3并联的电容C1、与电阻R3连接的U1A运算放大器、与U1A运算放大器连接的电阻R4，及与电阻R4并联且分别与U1A运算放大器和MOS场效应管Q1连接的R2；
所述电阻R4的输出端与电阻R5连接。
Priority Applications (1)
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| CN202122017245.3U CN215932115U (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种蓄电池监测装置的自检电路 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2021
- 2021-08-25 CN CN202122017245.3U patent/CN215932115U/zh active Active
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