專利名稱：一種蓄電池配組儀及其配組方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蓄電池的技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及一種便攜式蓄電池配組儀。另外，本發(fā)明還涉及該蓄電池配組儀采用的配組方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)大多數(shù)蓄電池生產(chǎn)廠家仍然采用原始的人工配組方法，不僅耗時，而且耗力。市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些配組儀產(chǎn)品，雖然采用先進(jìn)的電流跟蹤技術(shù)使精度大幅提高，可同時測試多組蓄電池，并自動打印配組報告，但這些配組儀普遍存在以下所述的諸多弊端現(xiàn)有的配組儀產(chǎn)品不能實現(xiàn)對蓄電池放電過程監(jiān)測的一致性，以致所測的每組蓄電池的電壓可比性比較差，從而影響電池配組成功率；現(xiàn)有配組儀采用并聯(lián)充放電方式進(jìn)行蓄電池配組，對傳統(tǒng)的串聯(lián)充放電配組工藝流程有很大的變動，需要企業(yè)更換充放電設(shè)備后才能使用，使得配組儀造價昂貴；每個電池單獨控制，造成電路復(fù)雜程度提高，成本大幅增加，而且采集端子長時間接在蓄電池上，容易被電池酸液腐蝕，從而造成各路采集端子接觸電阻的大小差異較大，弓丨起較大的采集偏差，影響電池配組成功率?，F(xiàn)有的一些配組儀還存在電壓檢測比較困難、精度難以保證等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種蓄電池配組儀，其目的是實現(xiàn)對蓄電池放電過程監(jiān)測的一致性、提高配組效率及降低設(shè)備復(fù)雜程度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的蓄電池配組儀，用于多組蓄電池的配組及評估蓄電池性能的優(yōu)劣，所述的蓄電池配組儀包括MCU主控電路、A/D采樣模塊、調(diào)理電路、鍵盤輸入模塊、IXD顯示模塊、分壓電路、USB通訊模塊、上位機；所述的分壓電路與調(diào)理電路相連，調(diào)理電路與A/D采樣模塊相連，A/D采樣模塊與MCU主控電路相連；所述MCU主控電路還分別與鍵盤輸入模塊相連、LCD顯示模塊相連及USB通訊模塊相連；所述USB通訊模塊與上位機連接。所述的蓄電池配組儀還設(shè)有電源及電壓監(jiān)測模塊。所述MCU主控電路的主控芯片采用C8051F340。所述A/D采樣模塊采用四位半精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC7135C作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述IXD顯示模塊采用0CMJ4X8C-14液晶顯示器。為了實現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了以上所述的蓄電池配組儀的配組方法，其技術(shù)方案是在進(jìn)行配組時，采用對所測蓄電池電壓進(jìn)行補差處理的方法，需要在配組過程中獲得補差數(shù)據(jù)為此，要從電池生產(chǎn)廠家獲得同一批生產(chǎn)出的蓄電池若干個，在充放電平臺上對蓄電池進(jìn)行充放電檢測；在蓄電池放電到額定電壓值時開始檢測電壓，每隔一秒檢測一次，持續(xù)30分鐘；或者蓄電池電壓降到某一設(shè)定值時停止檢測，記錄每一秒所測蓄電池電壓數(shù)據(jù)，并依照同樣的方法對其他多個蓄電池進(jìn)行測量，最后對所記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，舍去所測各個蓄電池在同一時間所測電壓的最大值、最小值，取其平均值，生成配組補差數(shù)據(jù)；當(dāng)測量一組蓄電池電壓時，選擇同一組第一臺蓄電池測量時間作參考基準(zhǔn)，經(jīng)過時間t秒后再測量第二臺蓄電池電壓，通過USB通訊模塊將第二臺蓄電池電壓傳送給所述上位機，所述上位機在配組補差數(shù)據(jù)中找出與所測電壓值誤差最小的電壓值Ul ;在配組補差數(shù)據(jù)中，所述上位機再以Ul為基準(zhǔn)找出時間t秒之前的電壓值U2，通過所述上位機對UU U2做減法運算，并將差值與所測第二臺蓄電池的電壓做加法運算，進(jìn)行電壓補差處理；同理，可以測得同一時間各個蓄電池的放電電壓，即實現(xiàn)同一組蓄電池放電過程監(jiān)測的一致性；在測量時，先選擇好蓄電池組號，通過所述鍵盤輸入模塊進(jìn)行按鍵選擇配組儀相應(yīng)主界面模式，所述配組儀的主界面模式包括配組模式、補差模式、直流電壓測量模式、USB模式、按鍵確認(rèn)進(jìn)入電壓測量模式；當(dāng)測量蓄電池電壓穩(wěn)定后，按確認(rèn)鍵存儲電壓值和測量時間；存儲成功后，進(jìn)入下次測量；每測量一臺蓄電池存儲一次，存儲結(jié)果通過所述USB通訊模塊存儲到所述上位機，所述上位機通過已生成的配組補差數(shù)據(jù)，對所傳送結(jié)果進(jìn)行補差處理，得到蓄電池在同一時間的放電曲線；通過比較蓄電池放電曲線，實現(xiàn)蓄電池高效便捷的配組。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，提供了一種便攜式蓄電池智能配組儀，該配組儀不僅具備配組數(shù)據(jù)采集、存儲、通訊、自動配組、存儲與打印配組報告等常用功能，而且還具有自動生成配組補差數(shù)據(jù)和擬合電池放電曲線的功能，增強了蓄電池配組儀的一致性，從而提高蓄電池配組成功率；通過對所測蓄電池放電曲線的比較，選擇所測蓄電池放電曲線較一致的配成一組，這種配組方式不僅簡單、直觀，而且高效，便捷；成本低，使用簡單方便，保留了傳統(tǒng)的配組工藝的功能，具有對蓄電池電壓數(shù)據(jù)高實時、高精度采集，以及與上位機進(jìn)行通訊、數(shù)據(jù)傳輸、對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、查詢和刪除的功能和極高的配組成功率；能夠更直觀、更高效、更便捷的實現(xiàn)對蓄電池的配組；同時還能夠以更科學(xué)、更快捷的的手段來直接評估蓄電池的好壞優(yōu)劣。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；圖1為本發(fā)明的蓄電池配組儀的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1中的MCU主控電路圖；圖3為圖1中的電源及電壓監(jiān)測模塊電路圖；圖4為圖1中的A/D采樣模塊電路圖；圖5為圖1中的調(diào)理電路圖；圖6為圖1中的IXD顯示模塊電路圖；圖7為圖1中的鍵盤輸入模塊電路圖；圖8為圖1中的分壓電路圖；圖9為圖1中的USB通訊模塊電路圖。
圖1中標(biāo)記為1、MCU主控電路，2、電源及電壓監(jiān)測模塊，3、A/D采樣模塊，4、調(diào)理電路，5、鍵盤輸入模塊，6、IXD顯示模塊，7、分壓電路，8、USB通訊模塊，9、上位機。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1至圖9所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，為一種便攜式蓄電池智能配組儀，用于多組蓄電池的配組及評估蓄電池性能的優(yōu)劣，快速準(zhǔn)確的對蓄電池進(jìn)行配組。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題并克服其缺陷，實現(xiàn)對蓄電池放電過程監(jiān)測的一致性、提高配組效率、實現(xiàn)配組儀對蓄電池快速準(zhǔn)確的配組及降低設(shè)備復(fù)雜程度的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如圖1所示，本發(fā)明所提供的蓄電池配組儀，所述的蓄電池配組儀包括MCU主控電路1、A/D采樣模塊3、調(diào)理電路4、鍵盤輸入模塊5、IXD顯示模塊6、分壓電路7、USB通訊模塊8、上位機9 ;所述的分壓電路7與調(diào)理電路4相連，調(diào)理電路4與A/D采樣模塊3相連，A/D采樣模塊3與MCU主控電路I相連；所述MCU主控電路I還分別與鍵盤輸入模塊5相連、IXD顯示模塊6相連及USB通訊模塊8相連；所述USB通訊模塊8與上位機9連接。所述USB通訊模塊8實現(xiàn)配組儀與所述上位機9的通訊，將測量的數(shù)據(jù)傳給所述上位機9作配組處理，所述配組儀主界面模式有配組模式、補差模式、直流電壓測量模式。通過所述的鍵盤輸入模塊5可以選擇配組儀相應(yīng)主界面模式。所述的USB通訊模塊8與所述MCU主控電路I主控芯片C8051F340的D+、D_、GND、VBUS 口相連，主要用于實現(xiàn)配組儀與所述上位機9的通訊，將測量的數(shù)據(jù)傳給所述上位機9，所述上位機9通過已生成的配組補差數(shù)據(jù)對所測量結(jié)果進(jìn)行補差處理，并由所述上位機9作配組處理。所述IXD顯示模塊6顯示實時電壓數(shù)據(jù)和所測電池組別、臺號。所述的IXD顯示模塊6采用IXD12864液晶顯示，IXD12864與所述MCU主控電路I主控芯片C8051F340的P3 口相連。所述調(diào)理電路4主要功能是把所述分壓電路7所輸出電池電壓信號調(diào)理轉(zhuǎn)換成所述A/D采樣模塊3輸入所允許的電壓信號。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中配組儀的弊端，提出了以上所述的便攜式蓄電池智能配組儀，該配組儀不僅具備配組數(shù)據(jù)采集、存儲、通訊、自動配組、存儲與打印配組報告等常用功能，而且還具有自動生成配組補差數(shù)據(jù)和擬合電池放電曲線的功能，增強了蓄電池配組儀的一致性，從而提高蓄電池配組成功率。本發(fā)明的便攜式蓄電池配組儀主要是采用了一種電壓補差處理方法，通過補差處理能對所有電池放電過程的監(jiān)測做到一致性。所述的蓄電池配組儀還設(shè)有電源及電壓監(jiān)測模塊2。所述電源及電壓監(jiān)測模塊2給主控芯片C8051F340、所述A/D采樣模塊3、所述調(diào)理電路4、所述IXD顯示模塊6提供所需的工作電壓并對電池盒輸入電壓進(jìn)行監(jiān)測。所述電源及電壓監(jiān)測模塊2主要功能是設(shè)定電路的動作電壓以及給主控芯片C8051F340、A/D采樣模塊3、調(diào)理電路4、IXD顯示模塊6提供所需的工作電壓。所述分壓電路7采用穩(wěn)壓管與電阻并聯(lián)，使采樣的電池電壓適合于所述A/D采樣模塊3采樣輸入所允許的最大電壓。由于蓄電池電壓通常大于A/D采樣輸入所允許的最大電壓，所以可以采用此設(shè)計電路作為所述配組儀的分壓電路。所述MCU主控電路I的主控芯片采用C8051F340，實現(xiàn)系統(tǒng)資源配置和與各模塊連接。由C8051F340構(gòu)成的微控制器電路主要包括數(shù)字外設(shè)、模擬外設(shè)，如USB控制器、電壓調(diào)整器、存儲器、時鐘源等。采用C8051F340作為MCU主控電路芯片可以很容易的實現(xiàn)系統(tǒng)各部分的資源配置與連接。所述A/D采樣模塊3采用四位半精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC7135C作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述A/D采樣模塊3采用精度高、抗干擾能力強的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片TLC7135C，該芯片是一種四位半精密模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，采用多路BCD碼輸出，輸入阻抗高，能夠自動調(diào)零，具有精確的差分輸入電路、較低的翻轉(zhuǎn)誤差和超、欠壓輸出信號。該芯片將所述調(diào)理電路4輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給主控芯片C8051F340，所述MCU主控電路I將每次測量的數(shù)據(jù)存儲到主控芯片C8051F340的存儲單元，每測完一組數(shù)據(jù)通過所述USB通訊模塊8 一次性傳送給所述上位機9，并通過所述鍵盤輸入模塊5選擇所需配組模式，所述上位機9通過已生成的配組補差數(shù)據(jù)對所傳送結(jié)果進(jìn)行補差處理，得到蓄電池在同一時間的放電曲線，并通過所述LCD顯示模塊6實時顯示所測蓄電池的電壓值、組號和臺號。所述A/D采樣模塊3選用芯片TLC7135C，所述芯片TLC7135C的UR、OR、STROBE、P0L、B1、B2、B4、B8 口分別與所述 MCU 主控電路 I 主控芯片 C8051F340 的 Pl. 7,Pl. 6,PO. 6、Pl. 4、Pl. O、Pl.1、Pl. 2、Pl. 3 口相連，其主要功能是將A/D 口上的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給所述主控芯片C8051F340，所述A/D采樣電路是采用TLC7135C作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，TLC7135C是一種四位半精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有以下特性如O V電壓輸入對應(yīng)零值輸出，IpA典型輸入電流，正值差分輸入，多路B⑶碼輸出，較低的翻轉(zhuǎn)誤差，用UART或微處理器控制信號允許的接口，TTL兼容輸出等，因為它有如此特性，所以容易實現(xiàn)所述發(fā)明配組儀數(shù)據(jù)的采集和微處理器的數(shù)據(jù)通信。所述IXD顯示模塊6采用0CMJ4X8C-14液晶顯示器。所述的鍵盤輸入模塊5與所述MCU主控電路I主控芯片C8051F340的P4 口相連，主要用于操作員選擇配組儀工作模式。本發(fā)明的有益效果如下通過對所測蓄電池放電曲線的比較，選擇所測蓄電池放電曲線較一致的配成一組，這種配組方式不僅簡單，直觀，而且高效，便捷；本發(fā)明的便攜式蓄電池智能配組儀，成本低，使用簡單方便，保留了傳統(tǒng)的配組工藝，具有對蓄電池電壓數(shù)據(jù)高實時、高精度采集，以及與上位機進(jìn)行通訊、數(shù)據(jù)傳輸、對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、查詢和刪除的功能和極高的配組成功率。能夠更直觀，更高效，更便捷的實現(xiàn)對蓄電池的配組；同時還能夠以更科學(xué)、更快捷的的手段來直接評估蓄電池的好壞優(yōu)劣。為了實現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了以上所述的蓄電池配組儀的配組方法，其技術(shù)方案是
在進(jìn)行配組時由于對每一臺蓄電池的測量不可能同時進(jìn)行，而實際要求的是對所有蓄電池放電過程的監(jiān)測要保持一致性，即蓄電池在同一時間所測放電電壓才有可比性。為了克服此種困難，在進(jìn)行配組時，采用了對所測電池電壓進(jìn)行補差處理的方法，所述便攜式蓄電池配組儀關(guān)鍵的一部分就是配組過程中補差數(shù)據(jù)的獲得，為此需要從電池生產(chǎn)廠家獲得同一批生產(chǎn)出來的蓄電池若干個，在充放電平臺上對電池進(jìn)行充放電檢測，在蓄電池放電到額定電壓值時開始檢測電壓，每隔一秒檢測一次，持續(xù)30分鐘或者蓄電池電壓降到某一設(shè)定值時停止檢測，記錄每一秒所測蓄電池電壓數(shù)據(jù)，并依照同樣的方法對其他多個蓄電池進(jìn)行測量，最后對所記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，舍去所測各個蓄電池在同一時間所測電壓的最大值，最小值，取其平均值生成配組補差數(shù)據(jù)。當(dāng)測量一組蓄電池電壓時，選擇同一組第一臺蓄電池測量時間作參考基準(zhǔn)，經(jīng)過時間t秒后再測量第二臺蓄電池電壓，通過USB通訊模塊8將第二臺蓄電池電壓傳送給所述上位機9，所述上位機9在配組補差數(shù)據(jù)中找出與所測電壓值誤差最小的電壓值Ul ;在配組補差數(shù)據(jù)中，所述上位機9再以Ul為基準(zhǔn)找出時間t秒之前的電壓值U2，通過所述上位機9對U1、U2做減法運算，并將差值與所測第二臺蓄電池的電壓做加法運算，進(jìn)行電壓補差處理；同理，可以測得同一時間各個蓄電池的放電電壓，即實現(xiàn)同一組蓄電池放電過程監(jiān)測的一致性；在測量時，先選擇好蓄電池組號，通過所述鍵盤輸入模塊5進(jìn)行按鍵選擇配組儀相應(yīng)主界面模式，所述配組儀的主界面模式包括配組模式、補差模式、直流電壓測量模式、USB模式、按鍵確認(rèn)進(jìn)入電壓測量模式；當(dāng)測量蓄電池電壓穩(wěn)定后，按確認(rèn)鍵存儲電壓值和測量時間；存儲成功后，進(jìn)入下次測量；每測量一臺蓄電池存儲一次，存儲結(jié)果通過所述USB通訊模塊8存儲到所述上位機9，所述上位機9通過已生成的配組補差數(shù)據(jù)，對所傳送結(jié)果進(jìn)行補差處理，得到蓄電池在同一時間的放電曲線；通過比較蓄電池放電曲線，實現(xiàn)蓄電池高效便捷的配組。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池配組儀，用于多組蓄電池的配組及評估蓄電池性能的優(yōu)劣，其特征在于所述的蓄電池配組儀包括MCU主控電路(I)、A/D采樣模塊(3 )、調(diào)理電路(4 )、鍵盤輸入模塊(5 )、IXD顯示模塊(6 )、分壓電路(7 )、USB通訊模塊(8 )、上位機(9 );所述的分壓電路(7 )與調(diào)理電路(4)相連，調(diào)理電路(4)與A/D采樣模塊(3)相連，A/D采樣模塊(3)與MCU主控電路(I)相連；所述MCU主控電路(I)還分別與鍵盤輸入模塊(5 )相連、IXD顯示模塊(6 )相連及USB通訊模塊(8 )相連；所述USB通訊模塊(8 )與上位機(9 )連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的蓄電池配組儀，其特征在于所述的蓄電池配組儀還設(shè)有電源及電壓監(jiān)測模塊(2)。
3.按照權(quán)利要求1所述的蓄電池配組儀，其特征在于所述MCU主控電路(I)的主控芯片采用 C8051F340。
4.按照權(quán)利要求1所述的蓄電池配組儀，其特征在于所述A/D采樣模塊(3)采用四位半精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC7135C作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
5.按照權(quán)利要求1所述的蓄電池配組儀，其特征在于所述IXD顯示模塊(6)采用0CMJ4X8C-14液晶顯示器。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的蓄電池配組儀的配組方法，其特征在于 在進(jìn)行配組時，采用對所測蓄電池電壓進(jìn)行補差處理的方法，需要在配組過程中獲得補差數(shù)據(jù)為此，要從電池生產(chǎn)廠家獲得同一批生產(chǎn)出的蓄電池若干個，在充放電平臺上對蓄電池進(jìn)行充放電檢測；在蓄電池放電到額定電壓值時開始檢測電壓，每隔一秒檢測一次，持續(xù)30分鐘；或者蓄電池電壓降到某一設(shè)定值時停止檢測，記錄每一秒所測蓄電池電壓數(shù)據(jù)，并依照同樣的方法對其他多個蓄電池進(jìn)行測量，最后對所記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，舍去所測各個蓄電池在同一時間所測電壓的最大值、最小值，取其平均值，生成配組補差數(shù)據(jù)； 當(dāng)測量一組蓄電池電壓時，選擇同一組第一臺蓄電池測量時間作參考基準(zhǔn)，經(jīng)過時間t秒后再測量第二臺蓄電池電壓，通過USB通訊模塊(8)將第二臺蓄電池電壓傳送給所述上位機(9)，所述上位機(9)在配組補差數(shù)據(jù)中找出與所測電壓值誤差最小的電壓值Ul ;在配組補差數(shù)據(jù)中，所述上位機(9)再以Ul為基準(zhǔn)找出時間t秒之前的電壓值U2，通過所述上位機(9)對U1、U2做減法運算，并將差值與所測第二臺蓄電池的電壓做加法運算，進(jìn)行電壓補差處理；同理，可以測得同一時間各個蓄電池的放電電壓，即實現(xiàn)同一組蓄電池放電過程監(jiān)測的一致性； 在測量時，先選擇好蓄電池組號，通過所述鍵盤輸入模塊(5 )進(jìn)行按鍵選擇配組儀相應(yīng)主界面模式，所述配組儀的主界面模式包括配組模式、補差模式、直流電壓測量模式、USB模式、按鍵確認(rèn)進(jìn)入電壓測量模式；當(dāng)測量蓄電池電壓穩(wěn)定后，按確認(rèn)鍵存儲電壓值和測量時間；存儲成功后，進(jìn)入下次測量；每測量一臺蓄電池存儲一次，存儲結(jié)果通過所述USB通訊模塊(8)存儲到所述上位機(9)，所述上位機(9)通過已生成的配組補差數(shù)據(jù)，對所傳送結(jié)果進(jìn)行補差處理，得到蓄電池在同一時間的放電曲線；通過比較蓄電池放電曲線，實現(xiàn)蓄電池高效便捷的配組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄電池配組儀，分壓電路與調(diào)理電路相連，調(diào)理電路與A/D采樣模塊相連，A/D采樣模塊與MCU主控電路相連；所述MCU主控電路還分別與鍵盤輸入模塊相連、LCD顯示模塊相連及USB通訊模塊相連；所述USB通訊模塊與上位機連接。本發(fā)明還公開了該配組儀采用的配組方法。采用上述技術(shù)方案，具備配組數(shù)據(jù)采集、存儲、通訊、自動配組、存儲與打印配組報告等常用功能；增強了蓄電池配組儀的一致性，從而提高蓄電池配組成功率；配組方式簡單、直觀、高效，便捷；成本低，使用簡單方便，能夠以更科學(xué)、更快捷的手段來直接評估蓄電池的好壞優(yōu)劣。
文檔編號G01R31/36GK103048627SQ20121054590
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者江明, 高文根, 連磊, 劉磊, 王俊杰, 許培 申請人:安徽工程大學(xué)