CN217213069U - 一种电池核容系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池核容技术领域，公开了一种电池核容系统，包括MCU控制中心、活化放电电路、检测电路、输出负载、通讯电路和DTU电源接口，所述活化放电电路连接待测电池，所述MCU控制中心与活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路电连接，所述活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路均与DTU电源接口连接，通讯电路与外部用户端连接，本实用新型能够定时、自动化的完成铅酸蓄电池的核容过程，极大的提高了蓄电池核容步骤的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池核容技术领域，特别是一种电池核容系统。
背景技术
直流电源在电力系统中应用广泛，在变电站端，直流操作电源为控制回路、继电保护回路、自动装置以及事故照明等场合供电；在调度端，直流电源为调度自动化系统提供不间断供电。正常情况下，直流电源由交流电源通过整流提供，并同时对直流系统蓄电池组进行充电，当交流电源故障或停电时，直流操作电源由铅酸蓄电池组提供，
配网自动化的后备电源铅酸电池在长期使用过程中，没有及时对电池进行规范的充放电管理容易受各种内外部条件影响造成电池性能下降。并且在实际的运行过程中对蓄电池的维护工作疏忽，造成交流断电后备电源的中断，给电力系统的安全运行带来重大隐患。
目前，电力公司定期对蓄电池组进行容量核定，核容放电是一项劳动强度大、繁琐、费时的工作。
实用新型内容
为此，需要提供一种电池核容系统，解决现有电池核容过程步骤繁琐，效率低下的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池核容系统，包括MCU控制中心、活化放电电路、检测电路、输出负载、通讯电路和DTU电源接口，所述活化放电电路连接待测电池，所述MCU控制中心与活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路电连接，所述活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路均与DTU电源接口连接，通讯电路与外部用户端连接。
上述技术方案具有以下有益效果：
本实用新型中，MCU控制中心通过活化放电电路启动待测电池活化放电，启动活化时，MCU控制中心通过检测电路检测到电源模块已经开始处于放电工作状态；待测电池输出的电流通过DTU电源接口输出至检测电路路，检测电路输出负载上的电压和电流进行监控，通过MCU库里的电池型号放电曲线进行对比，检测出电池的实际容量值，后通过通讯电路传送给用户端，本电池核容系统能够定时、自动化的完成铅酸蓄电池的核容过程，极大的提高了蓄电池核容过程的效率。
附图说明
图1为具体实施方式所述电池核容系统的模块连接图，图中粗线表示提供电源连接关系。
图2为具体实施方式所述活化放电电路的连接图。
图3为具体实施方式所述检测电路的连接图。
图4为具体实施方式所述通讯电路的连接图。
图5为具体实施方式所述MCU控制中心的连接图。
图6为具体实施方式所述电源稳压电路的连接图。
图7为具体实施方式所述继电器稳压电路的连接图。
图8为具体实施方式所述连接电源控制信号电路的连接图。
图9为具体实施方式所述连接DTU接口电路的连接图。
图10为具体实施方式所述按键电路的连接图。
图11为具体实施方式所述显示面板电路的连接图。
图12为具体实施方式所述外部接口J1的连接图。
图13为具体实施方式所述连接显示面板接口J5和J4的连接图。
图14为具体实施方式所述连接电源接口端子LED6的连接图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1-7，本实施例提供一种电池核容系统，包括MCU控制中心、活化放电电路、检测电路、输出负载、通讯电路、DTU电源接口、电源稳压电路和继电器稳压电路，所述活化放电电路连接待测电池，所述MCU控制中心与活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路电连接，所述活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路均与DTU电源接口连接，通讯电路与外部用户端连接。
活化放电电路包括DC-DC电源管理芯片U2、电容C2、电容C3、电容C4、电容C7、二极管D3、电阻R8、电容C8、有极性电容C9、稳压二极管D4、电阻 R5、电阻R4、二极管D1、MOS管Q1、电阻R9、电阻R10、电阻R6、电阻R7、二极管D2、MOS管Q2、电阻R3、电感L1、有极性电容C10、有极性电容C11、电阻R11、二极管D5、电容C15、电阻R23、电阻R25、电阻R24、电容C12、电阻R12、电阻R14、电阻R15、双运算放大器U3、电阻R16、电阻R17、电阻R13、有极性电容C5、有极性电容C6、继电器RLY1、二极管D6、三级管Q3和电阻R36。
DC-DC电源管理芯片U2的引脚1连接电容C2和+5V输入电源，DC-DC电源管理芯片U2的引脚2连接VCC电源端，DC-DC电源管理芯片U2的引脚4连接电容C3，DC-DC电源管理芯片U2的引脚6连接电容C4，DC-DC电源管理芯片U2 的引脚3、引脚5和电容C2、电容C3、电容C4的另一端接地，DC-DC电源管理芯片U2的引脚15连接电容C7和二极管D3阴极，二极管D3阳极连接电阻R8，电阻R8的另一端连接MOS管Q1的D极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚16连接电阻R5和电阻R4，电阻R5的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极和电阻R4的另一端连接MOS管Q1的G极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚13连接电阻R9，电阻R9的另一端连接MOS管Q1的S极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚14连接电容C7的另一端，DC-DC电源管理芯片U2的引脚9连接电阻R10， DC-DC电源管理芯片U2的引脚14和电阻R10的另一端连接MOS管Q2的D极， DC-DC电源管理芯片U2的引脚10连接电阻R7和电阻R6，电阻R7的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极和电阻R6的另一端连接MOS管Q2的G 极，MOS管Q2的S极接地，MOS管Q2的D极连接电阻R3和电感L1，电阻R3的另一端连接MOS管Q1的S极，电感L1的另一端连接有极性电容C10的正极、有极性电容C11的正极和DTU电源接口RL+端，有极性电容C10的负极和有极性电容C11的负极接地，DC-DC电源管理芯片U2的引脚12连接电容C8、有极性电容C9正极、稳压二极管D4阴极和二极管D阳极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚11、电容C8的另一端、有极性电容C9阴极和稳压二极管D4阳极均接地；
DC-DC电源管理芯片U2的引脚7连接二极管D5阳极和电容C15，电容C15 的另一端连接电阻R23，电阻R23的另一端连接DC-DC电源管理芯片U2的引脚 8、电阻R25和电阻R24，电阻R24的另一端接地，电阻R25的另一端连接DTU 电源接口RL+端，二极管D5阴极连接电容C12和双运算放大器U3的引脚1，电容C12的另一端连接电阻R12，电阻R12的另一端连接双运算放大器U3的引脚 2和电阻R13，电阻R13的另一端连接电阻R11，电阻R11的另一端接地，双运算放大器U3的引脚3连接电阻R14和电阻R15，电阻R14的另一端连接+5V电源，电阻R15的另一端接地，双运算放大器U3的引脚4接地，双运算放大器U3 的引脚8连接+5V电源，双运算放大器U3的引脚6和引脚7连接MCU控制中心，双运算放大器U3的引脚5连接电阻R16和电阻R17，电阻R17的另一端接地，电阻R16的另一端连接DTU电源接口RL+端；
MOS管Q1的D极连接继电器RLY1的引脚2、有极性电容C5和有极性电容 C6的正极，有极性电容C5和有极性电容C6的负极接地，继电器的引脚5连接输入电压VI+端，继电器RLY1的引脚3连接待测电池和二极管D6的阴极，继电器RLY1的引脚4连接三级管Q3的C极和二极管D6的阳极，三级管Q3的E极接地，三级管Q3的B极连接电阻R36，电阻R36的另一端连接MCU控制中心。
DC-DC电源管理芯片U2组成高压大电流降压型直流转换电路，用于为系统提供电源，双运算放大器U3对活化放电电路的型号进行放大，继电器RLY1连接待测电池，由MCU控制中心发出命令给继电器RLY1控制待测电池端口，启动活化放电，最终待测电池活化后的放电电流流向DTU电源接口的RL+端。
本实施例中，所述DC-DC电源管理芯片U2的型号为EG1163，所述双运算放大器U3的型号为EG358，继电器型号为SLA-12VDC-SL-A。
所述检测电路包括电阻R19、电阻R18、电阻R20、电容C13、运算放大器 U4、电阻R60、电阻R59、电阻R58、电容C24和运算放大器U14，
DTU电源接口的VO-端连接电阻R19和电阻R18，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端连接运算放大器U4的引脚5，运算放大器U4的引脚8连接 VCC电源端和电容C13，电容C13的另一端接地，运算放大器U4的引脚6连接电阻R20，运算放大器U4的引脚7和电阻R20的另一端连接运算放大器U4的引脚3，运算放大器U4的引脚4接地，运算放大器U4的引脚1和引脚2连接MCU 控制中心。
DTU电源接口的VO+端连接电阻R60，电阻R60的另一端连接电阻R58和电阻R59，电阻R59的另一端接地，电阻R58的另一端连接运算放大器U14的引脚 5，运算放大器U14的引脚8连接VCC电源端和电容C24，电容C24的另一端接地，运算放大器U14的引脚6和引脚7连接运算放大器U14的引脚3，运算放大器U14的引脚4接地，运算放大器U14的引脚1和引脚2连接MCU控制中心。
运算放大器U4和运算放大器U14组成两路检测电路，对输出负载上的电压和电流进行检测，并传输给MCU控制中心，输出负载连接DTU电源接口的VO+ 端和VO-端。
本实施例中，所述运算放大器U4和运算放大器U14的型号为EG358。
所述通讯电路包括收发器U5、电阻R21、电阻R22、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、光耦U6、电阻R30、光耦U7、电阻R31、光耦U8和电源模块U9。
收发器U5的引脚8连接电源模块U9的正极，收发器U5的引脚7和引脚6 分别连接电阻R21和电阻R22，电阻R21和电阻R22的另一端与外部用户端连接，收发器U5的引脚5连接电源模块U9的负极，收发器U5的引脚1连接光耦U6 的引脚2，光耦U6的引脚1连接电阻R26，光耦U6的引脚4连接电阻R29和MCU 控制中心，电阻R29的另一端连接VCC电源端，光耦U6的引脚3接地，收发器 U5的引脚2和引脚3连接光耦U7的引脚4和电阻R27，光耦U7的引脚1连接电阻R30，电阻R30的另一端连接VCC电源端，光耦U7的引脚2连接MCU控制中心，收发器U5的引脚4连接光耦U8的引脚4和电阻R28，光耦U8的引脚1 连接电阻R31，电阻R31的另一端连接VCC电源端，光耦U8的引脚2连接MCU 控制中心，
光耦U7的引脚3和光耦U8的引脚3连接电源模块U9的负极，电阻R26、电阻R27和电阻R28的另一端连接电源模块U9的负极的正极。
本实施例中，所述收发器U5的型号为SSP485，光耦U6、光耦U7和光耦U8 的型号为FOD817CS。
本实施例中，所述MCU控制中心包括芯片U1，所述芯片U1的型号为 PIC16F1936-I/SO，所芯片U1的引脚7与电阻R36连接，芯片U1的引脚3与运算放大器U4的引脚1和引脚2连接，芯片U1的引脚5与运算放大器U14的引脚1和引脚2连接，芯片U1的引脚16、引脚17和引脚18分别与光耦U7的引脚2、光耦U8的引脚2和光耦U8的引脚4连接。
所述电源稳压电路包括线性稳压器U11、有极性电容C16、有极性电容C17 和电容C18，线性稳压器U11的引脚1连接待测电源和有极性电容C16的正极，线性稳压器U11的引脚3为VCC电源端并连接有极性电容C17正极和电容C18，线性稳压器U11的引脚2、有极性电容C16负极、有极性电容C17负极和电容 C18的另一端接地，
所述继电器稳压电路包括开关稳压器U17、有极性电容C20、电感L3、二极管D9、有极性电容C22和电容C23，开关稳压器U17的引脚1为输入电压VI+ 端并连接有极性电容C20正极，开关稳压器U17的引脚2连接二极管D9阴极和电感L3，电感L3的另一端连接有极性电容C22正极、电容C23和待测电源，线性稳压器U17的引脚3、引脚5和引脚6、二极管D9阳极、有极性电容C20负极、有极性电容C22负极和电容C23的另一端接地。
电源稳压电路通过待测电源提供电源并通过稳压器转换为系统提供电压稳定的VCC电源端。继电器稳压电路通过开关稳压器U17给继电器的引脚5提供稳定的电压，从而控制即使继电器的开启与关闭。
如图8-14，本实用新型中还包括有连接电源控制信号电路、连接DTU接口电路，按键电路,显示面板电路，主板上设有外部接口J1，连接显示面板接口 J5和J4，连接电源接口端子LED6。
本实用新型中，MCU控制中心通过活化放电电路启动待测电池活化放电，启动活化时，MCU控制中心通过检测电路检测到电源模块已经开始处于放电工作状态；待测电池输出的电流通过DTU电源接口输出至检测电路路，检测电路输出负载上的电压和电流进行监控，通过MCU库里的电池型号放电曲线进行对比，检测出电池的实际容量值，后通过通讯电路传送给用户端，本电池核容系统能够定时、自动化的完成铅酸蓄电池的核容过程，极大的提高了蓄电池核容效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电池核容系统，其特征在于，包括MCU控制中心、活化放电电路、检测电路、输出负载、通讯电路和DTU电源接口，所述活化放电电路连接待测电池，所述MCU控制中心与活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路电连接，所述活化放电电路、检测电路、输出负载通讯电路均与DTU电源接口连接，通讯电路与外部用户端连接。
2.如权利要求1所述的电池核容系统，其特征在于，所述活化放电电路包括DC-DC电源管理芯片U2、电容C2、电容C3、电容C4、电容C7、二极管D3、电阻R8、电容C8、有极性电容C9、稳压二极管D4、电阻R5、电阻R4、二极管D1、MOS管Q1、电阻R9、电阻R10、电阻R6、电阻R7、二极管D2、MOS管Q2、电阻R3、电感L1、有极性电容C10、有极性电容C11、电阻R11、二极管D5、电容C15、电阻R23、电阻R25、电阻R24、电容C12、电阻R12、电阻R14、电阻R15、双运算放大器U3、电阻R16、电阻R17、电阻R13、有极性电容C5、有极性电容C6、继电器RLY1、二极管D6、三级管Q3和电阻R36，
DC-DC电源管理芯片U2的引脚1连接电容C2和+5V输入电源，DC-DC电源管理芯片U2的引脚2连接VCC电源端，DC-DC电源管理芯片U2的引脚4连接电容C3，DC-DC电源管理芯片U2的引脚6连接电容C4，DC-DC电源管理芯片U2的引脚3、引脚5和电容C2、电容C3、电容C4的另一端接地，DC-DC电源管理芯片U2的引脚15连接电容C7和二极管D3阴极，二极管D3阳极连接电阻R8，电阻R8的另一端连接MOS管Q1的D极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚16连接电阻R5和电阻R4，电阻R5的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极和电阻R4的另一端连接MOS管Q1的G极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚13连接电阻R9，电阻R9的另一端连接MOS管Q1的S极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚14连接电容C7的另一端，DC-DC电源管理芯片U2的引脚9连接电阻R10，DC-DC电源管理芯片U2的引脚14和电阻R10的另一端连接MOS管Q2的D极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚10连接电阻R7和电阻R6，电阻R7的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极和电阻R6的另一端连接MOS管Q2的G极，MOS管Q2的S极接地，MOS管Q2的D极连接电阻R3和电感L1，电阻R3的另一端连接MOS管Q1的S极，电感L1的另一端连接有极性电容C10的正极、有极性电容C11的正极和DTU电源接口RL+端，有极性电容C10的负极和有极性电容C11的负极接地，DC-DC电源管理芯片U2的引脚12连接电容C8、有极性电容C9正极、稳压二极管D4阴极和二极管D阳极，DC-DC电源管理芯片U2的引脚11、电容C8的另一端、有极性电容C9阴极和稳压二极管D4阳极均接地；
DC-DC电源管理芯片U2的引脚7连接二极管D5阳极和电容C15，电容C15的另一端连接电阻R23，电阻R23的另一端连接DC-DC电源管理芯片U2的引脚8、电阻R25和电阻R24，电阻R24的另一端接地，电阻R25的另一端连接DTU电源接口RL+端，二极管D5阴极连接电容C12和双运算放大器U3的引脚1，电容C12的另一端连接电阻R12，电阻R12的另一端连接双运算放大器U3的引脚2和电阻R13，电阻R13的另一端连接电阻R11，电阻R11的另一端接地，双运算放大器U3的引脚3连接电阻R14和电阻R15，电阻R14的另一端连接+5V电源，电阻R15的另一端接地，双运算放大器U3的引脚4接地，双运算放大器U3的引脚8连接+5V电源，双运算放大器U3的引脚6和引脚7连接MCU控制中心，双运算放大器U3的引脚5连接电阻R16和电阻R17，电阻R17的另一端接地，电阻R16的另一端连接DTU电源接口RL+端；
MOS管Q1的D极连接继电器RLY1的引脚2、有极性电容C5和有极性电容C6的正极，有极性电容C5和有极性电容C6的负极接地，继电器的引脚5连接输入电压VI+端，继电器RLY1的引脚3连接待测电池和二极管D6的阴极，继电器RLY1的引脚4连接三级管Q3的C极和二极管D6的阳极，三级管Q3的E极接地，三级管Q3的B极连接电阻R36，电阻R36的另一端连接MCU控制中心。
3.如权利要求2所述的电池核容系统，其特征在于，所述DC-DC电源管理芯片U2的型号为EG1163，所述双运算放大器U3的型号为EG358，继电器型号为SLA-12VDC-SL-A。
4.如权利要求2所述的电池核容系统，其特征在于，所述检测电路包括电阻R19、电阻R18、电阻R20、电容C13、运算放大器U4、电阻R60、电阻R59、电阻R58、电容C24和运算放大器U14，
DTU电源接口的VO-端连接电阻R19和电阻R18，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端连接运算放大器U4的引脚5，运算放大器U4的引脚8连接VCC电源端和电容C13，电容C13的另一端接地，运算放大器U4的引脚6连接电阻R20，运算放大器U4的引脚7和电阻R20的另一端连接运算放大器U4的引脚3，运算放大器U4的引脚4接地，运算放大器U4的引脚1和引脚2连接MCU控制中心；
DTU电源接口的VO+端连接电阻R60，电阻R60的另一端连接电阻R58和电阻R59，电阻R59的另一端接地，电阻R58的另一端连接运算放大器U14的引脚5，运算放大器U14的引脚8连接VCC电源端和电容C24，电容C24的另一端接地，运算放大器U14的引脚6和引脚7连接运算放大器U14的引脚3，运算放大器U14的引脚4接地，运算放大器U14的引脚1和引脚2连接MCU控制中心。
5.如权利要求4所述的电池核容系统，其特征在于，所述运算放大器U4和运算放大器U14的型号为EG358。
6.如权利要求4所述的电池核容系统，其特征在于，所述通讯电路包括收发器U5、电阻R21、电阻R22、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、光耦U6、电阻R30、光耦U7、电阻R31、光耦U8和电源模块U9，
收发器U5的引脚8连接电源模块U9的正极，收发器U5的引脚7和引脚6分别连接电阻R21和电阻R22，电阻R21和电阻R22的另一端与外部用户端连接，收发器U5的引脚5连接电源模块U9的负极；
收发器U5的引脚1连接光耦U6的引脚2，光耦U6的引脚1连接电阻R26，光耦U6的引脚4连接电阻R29和MCU控制中心，电阻R29的另一端连接VCC电源端，光耦U6的引脚3接地，
收发器U5的引脚2和引脚3连接光耦U7的引脚4和电阻R27，光耦U7的引脚1连接电阻R30，电阻R30的另一端连接VCC电源端，光耦U7的引脚2连接MCU控制中心；
收发器U5的引脚4连接光耦U8的引脚4和电阻R28，光耦U8的引脚1连接电阻R31，电阻R31的另一端连接VCC电源端，光耦U8的引脚2连接MCU控制中心，
光耦U7的引脚3和光耦U8的引脚3连接电源模块U9的负极，电阻R26、电阻R27和电阻R28的另一端连接电源模块U9的负极的正极。
7.如权利要求6所述的电池核容系统，其特征在于，所述收发器U5的型号为SSP485，光耦U6、光耦U7和光耦U8的型号为FOD817CS。
8.如权利要求6所述的电池核容系统，其特征在于，所述MCU控制中心包括芯片U1，所述芯片U1的型号为PIC16F1936-I/SO，所芯片U1的引脚7与电阻R36连接，芯片U1的引脚3与运算放大器U4的引脚1和引脚2连接，芯片U1的引脚5与运算放大器U14的引脚1和引脚2连接，芯片U1的引脚16、引脚17和引脚18分别与光耦U7的引脚2、光耦U8的引脚2和光耦U8的引脚4连接。
9.如权利要求8所述的电池核容系统，其特征在于，还包括有电源稳压电路和继电器稳压电路，所述电源稳压电路包括线性稳压器U11、有极性电容C16、有极性电容C17和电容C18，线性稳压器U11的引脚1连接待测电源和有极性电容C16的正极，线性稳压器U11的引脚3为VCC电源端并连接有极性电容C17正极和电容C18，线性稳压器U11的引脚2、有极性电容C16负极、有极性电容C17负极和电容C18的另一端接地；
所述继电器稳压电路包括开关稳压器U17、有极性电容C20、电感L3、二极管D9、有极性电容C22和电容C23，开关稳压器U17的引脚1为输入电压VI+端并连接有极性电容C20正极，开关稳压器U17的引脚2连接二极管D9阴极和电感L3，电感L3的另一端连接有极性电容C22正极、电容C23和待测电源，线性稳压器U17的引脚3、引脚5和引脚6、二极管D9阳极、有极性电容C20负极、有极性电容C22负极和电容C23的另一端接地。
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