專利名稱：汽車電池電導測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電池的測試系統(tǒng)，具體是指汽車電池電導測試系統(tǒng)。
背景技術：
目前，世界上幾乎所有的汽車所用的電池都是鉛酸電池，鉛酸電池最大的特點就是隨著電池的使用，電池逐漸老化，當電池容量降低到他原本額定容量的80%的時候，電池的容量可能呈“跳水式”下降，這時候，盡管該電池可能仍然能夠提供一定的能量，隨時可能報廢。所以，在國際、國內的電池行業(yè)，都把80%的電池容量作為鉛酸蓄電池的一個臨界點，也就是說，當電池容量降低到其原額定容量的80%的時候，這個電池就需要更換了。 但是，對于汽車蓄電池的測試一直是一個難題，業(yè)界對于汽車蓄電池的測試方法通常有兩種1、放電測試方法判定電池健康狀況的傳統(tǒng)辦法就是放電，通過放電來檢測電池目前的實際容量， 從而判定電池的健康狀況。對于汽車電池來說，按照國標GB5008. 1-2005規(guī)定，在-18° C 條件下，以額定冷起動電流值進行放電60秒，如果電池電壓為8. 40V以上，這個電池就通過了放電實驗，是個健康的電池。這個傳統(tǒng)的以外加負載來檢測電池的手段有以下一些不足1被測試的電池必須滿充，至少有12. 4V。由于測試原理是放電，如果測試對象已經部分放電，必然導致測量的結果電壓值偏低，從而造成誤判；2對于同一個電池，無法連續(xù)重復測量，得到相同的結果。由于測試過程就是放電過程，被檢測的電池在檢測后，必須重新充電，才能再次測量；3測試過程發(fā)出大量的熱，無法連續(xù)測試多個的電池；4測試過程要求測試者訓練有素，富有責任心。由于必須在放電60秒的瞬間讀出電池的電壓值，操作者的水平和責任心都會對測試結論產生影響。正是由于以上的這些原因，電池經銷商以及汽車維修站、汽車經銷商常常將好的電池作為壞電池退回給廠家，據美國最大的汽車電池經銷商INTERSTATE統(tǒng)計，在退回來的所謂的壞電池中，50%的電池實際上是好的，這些電池需要的是充電，而不是更換。這部分好電池，只是因為失誤的判斷，無謂地往返于廠家和經銷商之間，白白造成彼此的耗費。而另一方面，由于許多的汽車維修網點缺乏高效的檢測工具，未能在車主遇上問題前及時發(fā)現(xiàn)已經衰弱的電池，從而喪失了潛在的銷售電池的機會。另外，傳統(tǒng)使用的比重指示、端電壓等測試手段反映的都是電池的充電情況(S0C)，而非健康情況(S0H)，很多情況下，無法作為檢驗電池是否需要更換的有效方法。2、電導測試方法鉛酸電池的電導測試技術，于1982年由美國MOTOROLA公司發(fā)明并用于實際測試。 經過20多年的發(fā)展和推廣，電導測試技術已經完全被汽車行業(yè)接受和采用。目前，全球民用汽車領域，包括寶馬、通用、奧迪、奔馳等，國內的上海大眾、上海通用、一汽大眾、一汽豐田、北京現(xiàn)代、廣州本田等，以及國內的汽車電池廠保定風帆電池、天津統(tǒng)一電池、上海瓦爾塔電池等都已經采用電導測試儀取代了傳統(tǒng)的放電測試儀。在軍方使用上，美國、日本、英國都先后采用了電導測試儀作為他們車輛的日常檢測及維護的必備工具。但是，目前國外僅有的兩家汽車電池電導測試儀生產廠家，其產品內部結構復雜，成本高昂。且測試結果比較單一，不能滿足國內汽車電池生產廠家的比較專業(yè)的需求。國外的汽車電池電導測試儀的測試結果中，對于需要更換的電池，其結果只是“更換電池”。而國內汽車電池生產廠家還需要知道是什么原因致使電池需要更換，比如斷路、短路，斷格、缺液、老化、極板脫落等等， 他們需要給出明確的故障說明，以便于電池生產質量控制以及售后維護。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種汽車電池電導測試系統(tǒng)，克服目前電池在檢測過程中，測試結果不能準確反映電池缺點的問題，以便電池廠商在生產過程中有針對性的控制電池質量以及售后維護。本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)汽車電池電導測試系統(tǒng)，包括依次連接的信號采集模塊、信號放大模塊、信號轉換模塊、信號處理模塊、以及結果顯示模塊。信號采集模塊，主要通過一個高通濾波器將直接信號分離，留下低頻交流信號，信號放大模塊，將分離出來的低頻交流信號進行整流處理， 并進行放大，信號轉換模塊，將整流放大后的信號直接接入信號處理模塊，分不同階段對信號進行讀取，將模擬信號轉換成數(shù)字信號，信號處理模塊，將數(shù)字信號通過特有的運算法則計算，得出汽車起動電池的現(xiàn)有冷起動電流值CCA，結果顯示模塊，把測得的冷起動電流值與電池本身標注的額定冷起動電流值進行比較，參照其他幾個信號值，如開路電壓等，從而可以直接得出電池的健康狀況，以及電池故障的具體原因。所述的信號采集模塊包括依次連接的交流信號產生電路、耦合電路，還包括開爾文連接橋，所述的開爾文連接橋、耦合電路分別與信號放大模塊連接，開爾文連接橋、耦合電路均與被測電池或電池組連接。采用改進的開爾文連接測試電源的微小內阻，當被測電阻阻值小于幾歐，測試引線的電阻和探針與測試點的接觸電阻與被測電阻相比已不能忽略不計時，若仍采用兩線測試方法必將導致測試誤差增大，此時可采用開爾文連接方式即四線測試方式來進行測試，由于測量的對象不再是純電阻，而是電源電池，電源的電阻無法用直流信號測量，同時，測量對象的測量值只有1-10毫歐，需要將測量信號放大10000倍才能按照開爾文連接測試法測量，期間元件本身帶來的干擾信號遠遠大于測量實際值，并且，外界的溫度影響和人為操作因素帶來的誤差，對測試結果影響很大。為此將開爾文測試電路進行改進，增加交流信號產生電路，過交流信號產生電路產生低頻交流信號，使交流信號產生電路通過測試線與被測電池形成回路，在通過隔離電容去除被測電池的直流分量，測出其交流壓降。再按照開爾文測量法計算出被測電池的內阻，計算出電導值，耦合電路，用于隔離直流分量，便于將交流信號輸入到電源中。如果不隔離直流分量，直流分量就可能會與被測電源形成回路，造成短路的可能。所述的信號放大模塊包括依次連接的差分放大電路、鎖相放大電路，所述的差分放大電路與信號采集模塊連接，鎖相放大電路與信號轉換模塊連接。差分放大電路，用于將只有毫伏級的交流測量信號放大，且去除直流干擾信號，其原理為輸入的信號都加上相同的共模信號，通過差分放大器，直流信號相抵消，會自動消除直流分量；鎖相放大電路，用于去除交流信號干擾，其原理為利用參考信號與有用信號具有相關性，而參考信號正噪聲相互獨立、互不相關的性質，可以使之通過互相關運算削弱噪聲的影響。所述的信號轉換模塊為A/D轉換芯片。所述的信號處理模塊為單片機。所述的結果顯示模塊為數(shù)字顯示屏。A/D轉換芯片將信號放大模塊的模擬信號轉換為數(shù)字信號，并傳輸給單片機進行運算處理，將數(shù)字信號通過特有的運算法則計算，得出汽車起動電池的現(xiàn)有冷起動電流值 CCA,把測得的冷起動電流值與電池本身標注的額定冷起動電流值進行比較，參照其他幾個信號值，如開路電壓等，在數(shù)字顯示屏上直接顯示出，從而可以直接得出電池的健康狀況， 以及電池故障的具體原因。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果1本實用新型汽車電池電導測試系統(tǒng)，采用改進的開爾文連接測試電源的微小內阻，增加交流信號產生電路，過交流信號產生電路產生低頻交流信號，使交流信號產生電路通過測試線與被測電池形成回路，在通過隔離電容去除被測電池的直流分量，測出其交流壓降，再按照開爾文測量法計算出被測電池的內阻；2本實用新型汽車電池電導測試系統(tǒng)，差分放大電路，用于將只有毫伏級的交流測量信號放大，且去除直流干擾信號，鎖相放大電路，用于去除交流信號干擾，采用了更加先進的簡單的集成電路，使其成本在國外產品基礎上降低70%，并達到更加精確的測試精度， 更加適合國內市場對低成本的要求；3本實用新型汽車電池電導測試系統(tǒng)對測試數(shù)據進行更加精確的、復雜的處理，使其測試結果更加細分明確，包括斷路電池、短路電池、斷格電池、電池缺液、電池老化、電池極板脫落等項目，克服了目前國外現(xiàn)有汽車電池電導測試儀，只是將有故障的電池統(tǒng)一劃分“請更換電池”，不能滿足電池生產廠家對生產質量控制與分析的專業(yè)性要求。

圖1為本實用新型電路結構示意圖；圖2為本實用新型開爾文連接橋連接示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例如圖1至2所示，本實用新型包括依次連接的交流信號產生電路、耦合電路、差分放大電路、鎖相放大電路、A/D轉換芯片、單片機、數(shù)字顯示屏，耦合電路與被測電源并聯(lián)，被測電源通過開爾文連接橋與差分放大電路連接。以上電路中，各個電路的信號選擇如下交流信號產生電路選自TI公司的 TPS2813系列芯片，差分放大電路和鎖相放大電路采用集成芯片，其型號為AD627、AD534，單片機采用TI公司的TMS320系列，液晶顯示屏采用通用的IXD顯示屏，A/D轉換芯片為單片機內置的A/D接口。 如上所述，便可以很好地實現(xiàn)本實用新型。
權利要求1.汽車電池電導測試系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的信號采集模塊、信號放大模塊、信號轉換模塊、信號處理模塊、以及結果顯示模塊。
2.根據權利要求1所述的汽車電池電導測試系統(tǒng)，其特征在于所述的信號采集模塊包括依次連接的交流信號產生電路、耦合電路，還包括開爾文連接橋，所述的開爾文連接橋、耦合電路分別與信號放大模塊連接，開爾文連接橋、耦合電路均與被測電池或電池組連接。
3.根據權利要求1所述的汽車電池電導測試系統(tǒng)，其特征在于所述的信號放大模塊包括依次連接的差分放大電路、鎖相放大電路，所述的差分放大電路與信號采集模塊連接， 鎖相放大電路與信號轉換模塊連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的汽車電池電導測試系統(tǒng)，其特征在于所述的信號轉換模塊為A/D轉換芯片。
5.根據權利要求4所述的汽車電池電導測試系統(tǒng)，其特征在于所述的信號處理模塊為單片機。
6.根據權利要求5所述的汽車電池電導測試系統(tǒng)，其特征在于所述的結果顯示模塊為液晶顯示屏。
專利摘要本實用新型公布了汽車電池電導測試系統(tǒng)，包括依次連接的信號采集模塊、信號放大模塊、信號轉換模塊、信號處理模塊、以及結果顯示模塊。本實用新型采用改進的開爾文連接測試電源的微小內阻，增加交流信號產生電路；采用了更加先進的簡單的集成電路，使其成本在國外產品基礎上降低70%，并達到更加精確的測試精度，更加適合國內市場對低成本的要求；對測試數(shù)據進行更加精確的、復雜的處理，使其測試結果更加細分明確，包括斷路電池、短路電池、斷格電池、電池缺液、電池老化、電池極板脫落等項目，克服了目前國外現(xiàn)有汽車電池電導測試儀，只是將有故障的電池統(tǒng)一劃分“請更換電池”，不能滿足電池生產廠家對生產質量控制與分析的專業(yè)性要求。
文檔編號G01R27/08GK202041630SQ20112016566
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月23日
發(fā)明者譚小舟 申請人:成都藍格爾科技有限公司