專利名稱：蓄電池內(nèi)阻測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
蓄電池內(nèi)阻測量裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及蓄電池檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種蓄電池內(nèi)阻測量裝置。
背景技術(shù)：
[0002]固定式蓄電池組用于通信機房或其他要求不間斷電源系統(tǒng)的設(shè)備，在市電中斷或整流設(shè)備出故障時，能提供各通信設(shè)備繼續(xù)工作所需要的直流電源。平時蓄電池組并聯(lián)在整流設(shè)備上，長期保持浮充狀態(tài)備用。[0003]蓄電池經(jīng)長期浮充以后，會因活性(有效)物質(zhì)脫落、變形、電解液干涸、正極柵極腐蝕及硫化等等原因使電池容量降低，直至失效。因此蓄電池需要良好的維護，以確保電池具有良好的健康狀態(tài)，更好的發(fā)揮作用。[0004]目前，國際上流行一種用內(nèi)阻測試的方法檢測電池的內(nèi)阻來藉此判斷電池的實有容量。而公知的蓄電池內(nèi)阻測試法有兩種一是交流壓降內(nèi)阻測量法，二是直流放電內(nèi)阻測量法。下面對這兩種方法進行簡單描述[0005]I、交流壓降內(nèi)阻測量法[0006]因為電池實際上等效于一個有源電阻，因此我們給電池施加一個固定頻率和固定電流(目前一般使用IkHz頻率、50mA小電流)，然后對其電壓進行采樣，經(jīng)過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測量法的電池測量時間極短，一般在3(ΚΓ500毫秒左右。這種測量方的精確度也不錯，重復(fù)測量精度誤差一般在 1% 2%之間。[0007]這種方法的優(yōu)點是[0008]I)可以測量幾乎所有電池的內(nèi)阻，包括小容量電池；[0009]2)對電池本身不會有太大的損害。[0010]缺點是[0011]I)測量精度很可能會受到紋波電流和諧波電流的干擾；[0012]2)測量精度不如直流放電內(nèi)阻測量法；[0013]3 )容易受干擾，受充電機的干擾及電池自身電容的影響。[0014]2、直流放電內(nèi)阻測量法[0015]根據(jù)物理公式R=U/I，讓電池在短時間內(nèi)(一般為2 3秒)強制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40A10A的大電流)，測量此時電池兩端的電壓，并按公式計算出當前的電池內(nèi)阻。這種測量方法的精確度較高，控制得當?shù)脑?，重?fù)測量精度誤差可以控制在1%以內(nèi)。[0016]這種方法的優(yōu)點是[0017]I)測量精度高，誤差小；[0018]2)抗干擾性能好，不受充電機的干擾及電池自身電容的影響。[0019]缺點是3[0020]I)只能測量大容量電池，小容量電池?zé)o法在2 3秒鐘內(nèi)負荷40A 80A的大電流；[0021]2)當電池通過大電流時，電池內(nèi)部的電極會發(fā)生極化現(xiàn)象，產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測量時間必須很短，否則測出的內(nèi)阻值誤差很大；[0022]3)對于小電池，大電流通過電池對電池內(nèi)部的電極有一定損傷。實用新型內(nèi)容[0023](一)要解決的技術(shù)問題[0024]本實用新型提供一種蓄電池內(nèi)阻測量裝置，用以克服交流壓降內(nèi)阻測量法和直流放電內(nèi)阻測量法測量蓄電池內(nèi)阻存在的上述缺點。[0025](二)技術(shù)方案[0026]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于， 包括CPU、放電控制裝置、放電模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、電流采樣裝置和電壓采樣裝置；[0027]所述電壓采樣裝置的兩輸入端分別與蓄電池的正、負極連接，輸出端與所述模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的輸入端連接；所述電流采樣裝置的一端與蓄電池的正極連接，另一端通過一繼電器開關(guān)連接所述放電模塊再連接到蓄電池的負極；[0028]所述放電控制裝置的輸入端和模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的輸出端均連接到所述CPU ;其中， 所述繼電器開關(guān)的控制端與所述放電控制裝置的輸出端連接。[0029]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，所述電流采樣裝置為電流互感器。[0030]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，所述放電模塊為放電三極管。[0031]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，還包括與CPU連接的顯示裝置。[0032]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，所述顯示裝置為LED顯示屏。[0033]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，還包括與CPU連接的輸入裝置。[0034]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，所述輸入裝置為鍵盤。[0035]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，還包括與CPU連接的通訊模塊。[0036]如上所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，優(yōu)選的是，所述通訊模塊為USB接口和/或串 □。[0037](三)有益效果[0038]本實用新型實施例中的蓄電池內(nèi)阻測量裝置通過CPU控制輸出控制繼電器開關(guān)通斷的交流電流脈沖信號，并控制該交流電流脈沖信號的大小和頻率，從而來控制蓄電池的放電過程，同時采集蓄電池放電過程中至少三十組蓄電池兩端的電壓和放電回路中的電流值，根據(jù)物理公式R= Λ U/ Λ I計算出當前的蓄電池內(nèi)阻，所以本實施例中的蓄電池內(nèi)阻測量裝置既結(jié)合了交流測試法不會對電池組電極產(chǎn)生影響和支持在線測試的優(yōu)點，又結(jié)合了大電流測試法可以瞬間產(chǎn)生一定的壓降，通過歐姆定律計算電池內(nèi)阻的優(yōu)點，解決了大電流測試法需要大電流放電，對電池有較大傷害及交流測試法易受外界和噪聲干擾發(fā)生偏差的問題，測量精度高、速度快，適用于鉛酸電池、鐵鋰、鎳鉻等電池的內(nèi)阻測量，對電池的篩選和確保電池組的質(zhì)量可靠性提供了定量的參考依據(jù)。


[0039]圖I為本實用新型實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置的電路框圖；[0040]其中，I =CPU ；2 :放電控制裝置；3 :放電模塊；4 :模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；5 :電流采樣裝置；6 :電壓采樣裝置；7 :繼電器開關(guān)；8 :顯示裝置；9 :通訊模塊；10 :輸入裝置。
具體實施方式
[0041]
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。[0042]圖I所示為本實用新型實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置的電路框圖。如圖I所示， 本實用新型實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置包括CPU1、放電控制裝置2、放電模塊3、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置4、電流采樣裝置5和電壓采樣裝置6。[0043]電壓采樣裝置6的兩輸入端分別與蓄電池的正、負極連接，輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置4的輸入端連接；電流采樣裝置的一端與蓄電池的正極連接，另一端通過一繼電器開關(guān)7 連接放電模塊3再連接到蓄電池的負極，由于蓄電池內(nèi)阻為毫歐級，因此，采用4線的測量方式來采集蓄電池兩端的電壓和放電回路中的電流，可以避免2線或其它測量方式引起的較大測量誤差。[0044]放電控制裝置2的輸入端和模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置4的輸出端均連接到CPU 1，其中，繼電器開關(guān)7的控制端與放電控制裝置2的輸出端連接，由CPU I通過放電控制裝置2控制繼電器開關(guān)7的通斷來控制蓄電池的放電，并通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置4采集放電過程中至少三十組蓄電池兩端的電壓和放電回路中的電流值，根據(jù)物理公式R= Λ U/ Λ I計算出當前的蓄電池內(nèi)阻。[0045]控制繼電器開關(guān)7通斷的方式有很多種，本實施例中繼電器開關(guān)7為常開繼電器， 放電控制裝置2可以通過輸出頻率小于IOOHz的交流脈沖信號來控制繼電器開關(guān)7的通斷，從而來控制蓄電池的放電。而CPUl可以用來控制放電控制裝置2輸出交流脈沖信號。[0046]本實施例中的電流采樣裝置5優(yōu)選電流互感器，保證大電流工作時采樣電流的線性。[0047]在蓄電池放電回路中的放電模塊3為電子負載，如放電三極管，具有高阻抗、低極間電容和高耐沖擊電流等優(yōu)點。[0048]為了更直觀地顯示內(nèi)阻測量結(jié)果，優(yōu)選蓄電池內(nèi)阻測量裝置還包括與CPU I連接的顯示裝置8，由CPU I控制顯示測量數(shù)據(jù)。其中，顯示裝置8可以為LED顯示屏。[0049]在測量過程中還會涉及到參數(shù)設(shè)定，如電壓、電流采樣間隔時間，因此本實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置還需要包括與CPU I連接的輸入裝置10，如鍵盤。[0050]為了方便蓄電池維護人員的后期維護，對測量數(shù)據(jù)進行查詢和分析，本實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置還包括與CPU I連接的通訊模塊9，其中，通訊模塊9可以為USB接口和/或串口，以存儲和讀取測量數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)與PC機的通信，通過功能強大的后臺軟件對測量數(shù)據(jù)進行操作分析處理。[0051]其中，本實施例中還可以設(shè)置蓄電池內(nèi)阻測量裝置的高溫自保護功能，現(xiàn)有技術(shù)中有很多種實現(xiàn)方式，在此不再贅述。[0052]本實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置的具體工作過程為[0053]需要測量蓄電池內(nèi)阻時，CPU I通過放電控制裝置2來控制繼電器開關(guān)7通斷，從而來控制蓄電池的放電，并采集蓄電池放電過程中的至少三十組蓄電池兩端的電壓U1、U2、 U3……Un和放電回路中的電流II、12、13……In，根據(jù)物理公式R=( (U1-U2) / (11-12) +···+ (Un-Un-I) / (In-In-1) )/n計算出當前的蓄電池內(nèi)阻。[0054]本發(fā)明實施例中的蓄電池內(nèi)阻重復(fù)測量精度誤差小于1%。[0055]本實用新型實施例中的蓄電池內(nèi)阻測量裝置通過CPU控制輸出控制繼電器開關(guān)通斷的交流電流脈沖信號，并控制該交流電流脈沖信號的大小和頻率，從而來控制蓄電池的放電過程，同時采集蓄電池放電過程中至少三十組蓄電池兩端的電壓和放電回路中的電流值，根據(jù)物理公式R= AU/Λ I計算出當前的蓄電池內(nèi)阻。因為本實施例中蓄電池內(nèi)阻測量裝置的測試信號為蓄電池放電產(chǎn)生的大直流電流信號(大直流的電流范圍為O. 5Α^25Α), 而該大直流電流測試信號與待測電池容量成正比關(guān)系，所以本實施例中的蓄電池內(nèi)阻測量裝置既結(jié)合了交流測試法不會對電池組電極產(chǎn)生影響和支持在線測試的優(yōu)點，又結(jié)合了大電流測試法可以瞬間產(chǎn)生一定的壓降，通過歐姆定律計算電池內(nèi)阻的優(yōu)點，解決了大電流測試法需要大電流放電，對電池有較大傷害及交流測試法易受外界和噪聲干擾發(fā)生偏差的問題，測量精度高、速度快，適用于鉛酸電池、鐵鋰、鎳鉻等電池的內(nèi)阻測量，對電池的篩選和確保電池組的質(zhì)量可靠性提供了定量的參考依據(jù)。[0056]本實用新型實施例中的蓄電池內(nèi)阻測量裝置不僅能測量蓄電池的當前內(nèi)阻，還可以用來測量蓄電池的當前電壓、電導(dǎo)和估算蓄電池的當前容量，實現(xiàn)了在線或離線對蓄電池當前狀態(tài)的有效測試，測試速度快。[0057]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，包括CPU、放電控制裝置、放電模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、電流采樣裝置和電壓采樣裝置； 所述電壓采樣裝置的兩輸入端分別與蓄電池的正、負極連接，輸出端與所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的輸入端連接；所述電流采樣裝置的一端與蓄電池的正極連接，另一端通過一繼電器開關(guān)連接所述放電模塊再連接到蓄電池的負極； 所述放電控制裝置的輸入端和模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的輸出端均連接到所述CPU ； 其中，所述繼電器開關(guān)的控制端與所述放電控制裝置的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，所述電流采樣裝置為電流 互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，所述放電模塊為放電三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，還包括與CPU連接的顯示>J-U裝直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，所述顯示裝置為LED顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，還包括與CPU連接的輸入>J-U裝直。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，所述輸入裝置為鍵盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，還包括與CPU連接的通訊模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，所述通訊模塊為USB接口和/或串口。
專利摘要本實用新型屬于蓄電池檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種蓄電池內(nèi)阻測量裝置，包括CPU、放電控制裝置、放電模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、電流采樣裝置和電壓采樣裝置；電壓采樣裝置的兩輸入端分別與蓄電池的正、負極連接，輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的輸入端連接；電流采樣裝置的一端與蓄電池的正極連接，另一端通過一繼電器開關(guān)連接放電模塊再連接到蓄電池的負極；放電控制裝置的輸入端和模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的輸出端均連接到CPU；其中，繼電器開關(guān)的控制端與放電控制裝置的輸出端連接。該蓄電池內(nèi)阻測量裝置不僅能測量出小容量電池的內(nèi)阻，并不損壞電池的電極，而且在線測試不受充電機和電池自身電容的影響，測量精度高、速度快。
文檔編號G01R31/36GK202815191SQ20122042005
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者張進濱 申請人:北京群菱能源科技有限公司