專利名稱：具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蓄電池內(nèi)阻檢測裝置，尤其是涉及一種具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置。
背景技術(shù)：
不間斷電源已在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中，不間斷操作電源對供電系統(tǒng)的可靠性起著極其重要的作用，一旦發(fā)生故障或異常，立即需要后備不間斷電源對保護(hù)設(shè)備供電，進(jìn)行保護(hù)操作，確保社會生產(chǎn)、建設(shè)的安全性。在銀行業(yè)、通信業(yè)以及信息機(jī)房和個人電腦，都需要通信電源、UPS等，確保電網(wǎng)突然斷電時，信息數(shù)據(jù)能夠及時保存。因此不間斷是各行業(yè)關(guān)鍵的電源設(shè)備。然而不間斷電源能夠不間斷的提供電能，必須配有可靠的后備蓄電池，在日常的運(yùn)行中需要時刻保證蓄電池的有效性，方能在突發(fā)情況下正常輸出電能。因此后備電源系統(tǒng)必須具有蓄電池的在線監(jiān)測設(shè)備。傳統(tǒng)的ups電池容量檢測方法是進(jìn)行整組核對性放電，即把ups電池組連接到負(fù)載箱，然后進(jìn)行放電，一直放到截止電壓(沒電)為止，來驗證蓄電池的容量，但是這種方法有很多隱患和缺點，而在本領(lǐng)域，通過大量的試驗得出蓄電池的內(nèi)阻值隨蓄電池容量的降低而升高，也就是說，當(dāng)蓄電池不斷的老化，容量在不斷的降低時，ups電池的內(nèi)阻會不斷加大。通過這個試驗結(jié)果，我們可以得出，通過對比整組蓄電池的內(nèi)阻值或跟蹤單體電池的內(nèi)阻變化程度，可以找出整組中落后的電池，通過跟蹤單體電池的內(nèi)阻變化程度，可以了解UPS電池的老化程度，達(dá)到維護(hù)蓄電池的目的。目前的蓄電池內(nèi)阻檢測設(shè)備，主要有交流注入檢測蓄電池內(nèi)阻法和直流瞬間放電法，交流注入法向電池饋入一個交流電流信號，測量由此信號產(chǎn)生的電壓變化即可測得電池的內(nèi)阻。在實際使用中，由于饋入信號的幅值有限，電池的內(nèi)阻在微歐或毫歐級，因此，產(chǎn)生的電壓變化幅值也在微伏級，信號容易受到干擾。尤其是在線測量時，受到的影響更大。直流瞬間放電法是對蓄電池進(jìn)行瞬間放電，通過測得放電前的蓄電池端電壓、放電時的蓄電池端電壓和放電電流即可計算出蓄電池內(nèi)阻。此方法需要根據(jù)蓄電池的容量進(jìn)行選擇放電電流，若大容量電池用小電流放電，其端電壓變化小，測試不準(zhǔn)確，若小容量電池用大電流放電，則容易損壞蓄電池?，F(xiàn)有的技術(shù)存在以下缺點1.蓄電池內(nèi)阻測試交流注入法，精度低，易受干擾，不能在線監(jiān)測。2.直流瞬間放電法具有針對性，對同一種蓄電池內(nèi)阻檢測設(shè)備只適應(yīng)一定容量范圍內(nèi)的蓄電池組，超出范圍的將測試不準(zhǔn)確。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題提供一種具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，解決現(xiàn)有的蓄電池內(nèi)阻測試方法精度低，易受干擾，不能在線監(jiān)測，且測試不準(zhǔn)確的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供一種具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，包括蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊，MCU嵌入式控制器模塊，電壓采集模塊，可控恒流負(fù)載模塊，人機(jī)控制界面模塊，所述MCU嵌入式控制器模塊分別與所述人機(jī)控制界面模塊、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊、電壓采集模塊、可控恒流負(fù)載模塊相連接，所述電壓采集模塊與外置被測蓄電池相連接，所述可控恒流負(fù)載與外置被測蓄電池相連接。其中，所述MCU嵌入式控制器模塊與所述人機(jī)控制界面模塊通過SPI接口連接。其中，所述MCU嵌入式控制器模塊與所述人機(jī)控制界面模塊通過串口連接。其中，所述可控恒流負(fù)載模塊由大功率晶體管和電阻負(fù)載組成。其中，所述電壓采集模塊采用集成16位AD芯片。采用上述技術(shù)方案，取得的有益效果是采用了蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊存儲各種容量的蓄電池信息，使得MCU嵌入式控制器模塊可以查詢被測蓄電池的內(nèi)阻信息，再通過電壓采集模塊采集蓄電池的跌落電壓，MCU嵌入式控制器模塊控制可控恒流負(fù)載輸出合理的放電電流，從而計算得出蓄電池的內(nèi)阻。因此，本實用新型的方案，在蓄電池容量變更的場合只需重新設(shè)置電池信息，無需更換放電模塊，適應(yīng)性更好，更靈活，這種自適應(yīng)測試技術(shù)能夠根據(jù)電池容量調(diào)整放電電流，測試更準(zhǔn)確，對蓄電池更安全，且不影響蓄電池的壽命O

圖1為本實用新型提供的具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。

1.人機(jī)控制界面模塊2.電壓采集模塊3.蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊4. MCU嵌入式控制器模塊5.可控恒流負(fù)載模塊
具體實施方式
為詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖1，本實用新型提供一種具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，包括蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3，MCU嵌入式控制器模塊4，電壓采集模塊2，可控恒流負(fù)載模塊5，人機(jī)控制界面模塊1，所述MCU嵌入式控制器模塊4分別與所述人機(jī)控制界面模塊1、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3、電壓采集模塊2、可控恒流負(fù)載模塊5相連接，所述電壓采集模塊2與外置被測蓄電池相連接，所述可控恒流負(fù)載與外置被測蓄電池相連接。首先，在蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3中存儲市場上所有廠家的不同容量的蓄電池對應(yīng)的內(nèi)阻參考值，本實施例以表格的形式存儲各蓄電池的內(nèi)阻參考值，并采用燒錄的方式存儲到蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3中。蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫是一塊FLASH芯片，從而保證燒錄的信息斷電不丟失。在設(shè)備出廠時已將各種蓄電池的信息燒錄到該FLASH芯片中。其中，MCU嵌入式控制器模塊4作為整個系統(tǒng)的控制運(yùn)算處理單元。MCU嵌入式控制器模塊4與人機(jī)控制界面模塊I相連接，本實施例采用SPI或串口的方式連接，控制人員通過人機(jī)控制界面模塊I輸入控制信息，例如輸入控制啟動\停止內(nèi)阻測試、查詢電池電壓、設(shè)置電池組信息等，MCU嵌入式控制器模塊4對人機(jī)控制界面模塊I輸入的信息進(jìn)行處理。另一方面，MCU嵌入式控制器將蓄電池的各種參數(shù)通過人機(jī)控制界面顯示。MCU嵌入式控制器模塊4與蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3相連接，在啟動測試內(nèi)阻時，MCU嵌入式控制器模塊4根據(jù)控制人員通過人機(jī)控制界面模塊I設(shè)置的蓄電池信息查詢蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3內(nèi)的各型號蓄電池內(nèi)阻信息，找到其對應(yīng)的參考內(nèi)阻值，經(jīng)過分析選擇相應(yīng)的放電電流來測試蓄電池內(nèi)阻。MCU嵌入式控制器模塊4與可控恒流負(fù)載模塊5相連接，可控恒流負(fù)載模塊5對蓄電池的放電恒定在某一電流值上，該電流是MCU嵌入式控制器模塊4通過獲取蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3中的相應(yīng)信息后分析得出的電流值。可控恒流負(fù)載模塊5由大功率晶體管和電阻負(fù)載組成，MCU嵌入式控制器模塊4通過輸出模擬電壓的大小來控制晶體管的電流，以此達(dá)到電流調(diào)節(jié)和恒流的功能。MCU嵌入式控制器模塊4與電壓采集模塊2連接，在測內(nèi)阻時高速、高精度的的電壓采集模塊2首先采集蓄電池在放電前的電壓，再由MCU嵌入式控制器控制負(fù)載對蓄電池放電后測得放電時的蓄電池端電壓，由此根據(jù)前后電壓差(跌落電壓)來判斷所選擇的放電電流是否合理，若不合理則進(jìn)一步調(diào)整放電電流，重復(fù)測試。電壓采集模塊2采用集成的16位以上的AD芯片，其是采集頻率達(dá)100K以上，如此高速可在瞬間放電的短時間(IOOms)內(nèi)進(jìn)行多次采集，獲得有效的采集值，其分辨率可達(dá)1/60000，因此能夠準(zhǔn)確測出微歐級電阻上的微歐伏電壓。測試后，通過r= (U0-U1)/I得出蓄電池內(nèi)阻，其中UO為放電前的蓄電池端電壓，Ul為放電時的蓄電池端電壓，I為放電電流。綜上，當(dāng)本實用新型的具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置連接到新的蓄電池或更換蓄電池后，在系統(tǒng)中設(shè)置其電池品牌、電壓等級和電池容量，MCU嵌入式控制器模塊4讀取蓄電池信息，在測試內(nèi)阻時，系統(tǒng)會根據(jù)其電池信息找到蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊3中對應(yīng)的內(nèi)阻參考值，再選用與其匹配的放電電流進(jìn)行瞬間放電，獲取準(zhǔn)確的電池內(nèi)阻。若在蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫中找不到所設(shè)置的蓄電池信息，則系統(tǒng)根據(jù)該蓄電池電壓、容量，找到數(shù)據(jù)庫中相近的蓄電池信息，根據(jù)其相近的電池信息選擇較小的放電電流，在放電時采集蓄電池的跌落電壓(即上述UO-Ul的值)，判斷所選擇的放電電流是否合理，若不合理，再自動調(diào)整放電電流，若跌落電壓太大則需要降低放電電流，若跌落電壓太小則提高放電電流，如此自適應(yīng)的測試蓄電池內(nèi)阻，能夠適應(yīng)各種容量的蓄電池，準(zhǔn)確測得蓄電池內(nèi)阻，同時保證測試小容量蓄電池時不受大電流放電的沖擊而損壞或影響壽命。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，其特征在于包括蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊，MCU嵌入式控制器模塊，電壓采集模塊，可控恒流負(fù)載模塊，人機(jī)控制界面模塊，所述MCU嵌入式控制器模塊分別與所述人機(jī)控制界面模塊、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊、電壓采集模塊、可控恒流負(fù)載模塊相連接，所述電壓采集模塊與外置被測蓄電池相連接，所述可控恒流負(fù)載與外置被測蓄電池相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，其特征在于所述MCU嵌入式控制器模塊與所述人機(jī)控制界面模塊通過SPI接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，其特征在于所述MCU嵌入式控制器模塊與所述人機(jī)控制界面模塊通過串口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，其特征在于所述可控恒流負(fù)載模塊由大功率晶體管和電阻負(fù)載組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，其特征在于所述電壓采集模塊采用集成16位AD芯片。
專利摘要本實用新型提供一種具有自適應(yīng)測試技術(shù)的蓄電池在線內(nèi)阻檢測裝置，包括蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊，MCU嵌入式控制器模塊，電壓采集模塊，可控恒流負(fù)載模塊，人機(jī)控制界面模塊，所述MCU嵌入式控制器模塊分別與所述人機(jī)控制界面模塊、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)庫模塊、電壓采集模塊、可控恒流負(fù)載模塊相連接，所述電壓采集模塊與外置被測蓄電池相連接，所述可控恒流負(fù)載與外置被測蓄電池相連接。本實用新型的方案，在蓄電池容量變更的場合只需重新設(shè)置電池信息，無需更換放電模塊，適應(yīng)性更好，更靈活，這種自適應(yīng)測試技術(shù)能夠根據(jù)電池容量調(diào)整放電電流，測試更準(zhǔn)確，對蓄電池更安全，且不影響蓄電池的壽命。
文檔編號G01R27/08GK202854237SQ20122053640
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者何用輝, 林豐 申請人:何用輝