CN2171873Y - 蓄电池检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型蓄电池检测装置，内部设有并联的充 电、放电和断电保护支路，并设有蓄电池内阻检测部 分，能直接对处于备用或浮充状态的蓄电池组中某电 池的现有容量、蓄电能力、效率、内阻等参数进行定性 或定量的在线抽测，检测时不会因电源突然断电而使 被测电池因反向充电而损坏或使蓄电池组负载出现 断电的危险。该装置既可作单独的测试仪器，也可作 为低压柜的功能单元使用，特别适宜于镉镍蓄电池组 的带电检测。

Description

本实用新型为一种蓄电池参数测试装置，主要由流通路、检测显示部分、控制部分和保护支路等几部分组成。

镉镍蓄电池的电压曲线平直，难于从其端电压确定荷电情况，也不能象铅酸蓄电池那样，通过电液的比重来判断其荷电情况。在CN89102079.9中公开了西德哈布拉公司一种检测镉镍蓄电池状态的方法，其方法是：在对镉镍蓄电池充电的过程中插入短时间的放电阶段，以测定其内阻，从而得知荷电状态等信息。此方案实施起来比较复杂，难于推广，也不准确。

本实用新型的目的，就是为克服现有技术的不足，而提供一种方便、实用，能够准确检测镉镍蓄电池及各种蓄电池的容量等参数，尤其是能在不断电的情况下，直接检测处于备用状态的蓄电池组的荷电状态或蓄电能力的装置。

本蓄电池检测装置，主要由电流通路、检测显示部分、控制部分和保护支路等几部分组成。检测时用导线将装置连接于某蓄电池的两极。其检测方式的特征在于：1.蓄电池先通过放电支路放电，在完成电量检测后，再对蓄电池充电，使其恢复原有容量或充满。或是使蓄电池瞬时放电，根据其端电压的变化，检测其内阻及定性地了解其荷电情况。2.能在不影响电池组备用状态的情况下，直接抽查某蓄电池来了解蓄电池组的荷电情况，或检出失效电池。3.在检测过程中，电网可能突然停电，备用蓄电池组将向负载供电，该装置特有的保护支路能够防止被测蓄电池因过放电而损坏，又不会断电，使检测在绝对安全可靠的情况下进行。

该装置的特征在于：1.其电流通路由放电支路2和充电支路3构成。2.有一由整流二极管或整流二极管和辅助蓄电池构成的保护支路1。3.放电支路2可以由电阻、检流元件及开关元件等组成，也可以由电阻、半导体晶体管等组成。充电支路3可由直流电源、电阻和或半导体晶体管及开关元件等组成。如图1（a）。通过对电流信号的检测，转换成相应的电量值加以显示。电流信号由分流器、电阻、直流互感器等检流元件得到。电量转换可以有多种方式，如通过电子线路对电流信号积分或通过微机的积分程序等方式实现。工作时，控制部分5根据被测蓄电池的状态，如电压、温度变化等物理信号或根据需要，控制充、放电过程，使充、放电支路2、3接通或关断。检测显示4和控制部分5的功能也可由微机一并完成。保护支路1则是利用二极管的单向导电特性，以及辅助蓄电池提供电势V（E2），保证被测蓄电池端电压不低于－V（D）或V（E2）－V（D），V（D）为二极管的正向压降。在对蓄电池组中的某电池进行抽查时，由于该装置仅跨接在某蓄电池的两端进行充、放电，故对由多个蓄电池组成的电池组的工作状态几乎没有影响。因有保护支路1，故可利用该装置跨接在被检出的失效蓄电池的两侧，将其直接从蓄电池阻中拆除和更换，而不会出现断电的危险。当需要测定蓄电池的蓄电能力时，则先将其充满后，再测出容量。由于蓄电池的充放电效率＝输出容量／充入容量，故可利用该装置测得此效率。

本实用新型的目的还可以通过如下方式来实现，即由恒流放电支路2、电压取样部分6、差值运算部分7、显示部分8等组成。如图1（b）。蓄电池荷电量与内阻Ri有关，而Ri＝ΔU／I，由于采用恒流放电，I为定值，故可方便地通过对蓄电池的室载电压与负载电压的差值Δu的检测，对容量加以估计。检测时，分别对其空载电压和通过电流后的端电压取样，作减法运算，并将结果显示。可利用微机对电压信号经A／D转换后贮存并运算，也可利用电压取样保持电路和差值放大电路求得Δu。并可算出内阻Ri。此检测可瞬间完成。附图的图面说明如下：

图1为本蓄电池检测装置的原理框图。图1（a）中，1为保护支路，2为放电支路，3为充电支路，4为检测显示部分。图1（b）中，2为恒流放电支路，6为电压检测部分，7为电压差值运算部分，8为显示部分。

图2、图3为本蓄电池检测装置的两实施例原理图。

下面结合两个实施例对该蓄电池检测装置作进一步说明。

图2中，其放电回路由三极管A1和电阻R1组成。充电回路由D1～D4组成的整流电源及三极管A2、电阻R2组成，整流电源的输出电压为1.2～5伏（如1.2伏、3伏、5伏）。放大器A3、电阻R3、R4、R5、R6及放大器A4，电阻R7、R8、R9、R10分别使A1、A2处于恒流工作状态。A1、A2亦兼作充、放支路的开关元件。这里，电量值等于电流与时间的乘积，故电量检测显示部分为一可以控制的时钟电路，由时基电路A9、或门A10和组合计数显示模块A11等组成。A10作为输入时钟咏冲的控制门，R11、C1为清“0”电路。当被测蓄电池端电压V（E）高于比较器A5的给定电压（1V）时，双稳电路A6输出Q1为高电平，A2栅极为低电平而被封锁，而A1导通，被测蓄电池通过放电支路放电。同时Q1、Q2为低电平，A10打开，时钟电路开始计时。当放电到V（E）低于给定电压（IV）时，A5翻转，Q1为高电平，A1被封锁，放电完成。计时脉冲通过A10被封锁，停止计时，显示值和相应的电量值对应。同时A2导通，整流电源通过A2、R2向E补充电。当V（E）大于A7的给定电压（1.5V）时，双稳电路A8翻转，Q2为高电平，A2截止，充电完毕。保护支路由辅助蓄电池E2和整流二极管D组成。当电网断电，蓄电池组向负载供电时，E放电至V（E）接近V（E2）－V（D）时，绝大部分工作电流将从保护支路流过，避免E因过放电而损坏。

若进行内阻及定性检测，开始时，开关K1位置“1”，Q3为高电平，A1截止，E的空载端电压被取样保持电路A12保持。当K1置于“2”，A1导通，放大器A13对E的端电压和A12保持的电压的差值Δu放大，并通过电压表A14将结果显示。热敏电阻Rt用于补偿由温度引起的测量误差。有关元件的参数为：A1、A2，MTE20N60；E2为GNY2－10；D、D1～D4为10A；R1、R2为0.1Ω、2W；A3、A4、A5、A7、A12、A13为MA174；A6 A8、A9为NE555；A10为T063；A11为CLC412；R3、R5、R6、R7、R9、R10为10K；R4、R8为1M。

图3为另一实施例。其放电支路由电阻R1，分流器F1组成；充电支路由开关电源DC、电阻R2及分流器F2组成。放、充电支路的开关元件为继电器JF、JC。保护支路由整流二极管D构成。检测时，被测电池E先通过JF常闭触点向放电支路放电。当V（E）低于给定电压值（IV）时，比较器A5输出高电平，三极管TI导通，JF吸合并保持，放电停止。这时，充电支路的整流电源通过闭合的JF常开能点及JC的常闭触点对E充电。当E充满，其温度上升，贴附在E表面的热敏电阻Rt阻值下降，比较器A6输出高电平，三极管T2导通，JC吸合，充电停止。电流检测信号I1、I2通过放大器A1、A3放大，经A／D转换器A2、A4模数转换后，输入微机A8进行积分运算，并将电量值显示。若需对E进行等量充电，则在充电过程中，通过相应程序，让计算机对充电量值与前面贮存的放电量值进行比较，当二者相等时，其输出端O2将为高电平，通过二极管D6使三极管T2导通，JC吸合，充电停，从而实现等量充电。若先按下按钮K，装置将先对E充满电，然后再按前面的工作顺序检测，便可得知E的蓄电能力及了解是否失效。该装置还可以将外电路上蓄电池组的分流器上的电流信号引入，从而可对整个蓄电池组的充、放电情况进行监测。本例中，F1、F2，10A；R1、R2，0.35、15W；JF、JC，－12V；A8，TD－Ⅱ微处理机。A1、A3、A5、A6为MA741，A2、A4为B5193，R3～R14为10K；R15、R16为1M；T1、T2为3DA；D，10A；D5、D6、D7为2CP12，DC为5A、3V。

与现有技术相比，本实用新型有如下些优点：1.能准确、方便地完成对蓄电池的荷电情况或蓄电能力的检测，并恢复其容量。2.由于具有特有的保护支路，该装置能在不解开电路的情况下，可靠地对运行设备中的蓄电池组的荷电情况或蓄电能力进行抽查，且可利用该装置直接对失效蓄电进行拆换。3.可快速对蓄电池容量进行定性检测。使用灵活、方便、准确、价格低廉、易于实施，对于提高蓄电池使用的可靠性，将会产生积极的作用。

Claims (6)

1、一种蓄电池检测装置，主要由电流通路、检测显示部分和控制部分组成，其特征在于，电流通路为一放电支路、一充电支路和一保护支路并联构成，其中放电支路由电阻和开关元件串联构成，充电支路由直流整流电源与开关元件串联构成，保护支路为一整流二极管，二极管的极性与充电支路的输出电压极性反向连接。

2、按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于，其放电支路由电阻、检流元件和开关元件构成，或是由电阻、晶体管串联构成。

3、按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于，其充电支路由直流整流电源、电阻和晶体管串联构成。

4、按权利要求1所述的蓄电池检测装置，特征在于，其保护支路由一整流二极管和一辅助蓄电池串联构成。

5、按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于，充电支路的直流输出电压值为1.2～5伏。

6、按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于内部有一蓄电池内阻检测部分，由电压取样、差值运算和相应的显示部分构成，电压取样部分的输入端通过开关元件或直接与装置的输出端相连，差值运算部分的输入端与电压取样回路的输出端相连。

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