一种蓄电池余量与健康状态的检测装置制造方法及图纸

一种蓄电池余量与健康状态的检测装置，本发明专利技术的主控模块由微处理器和通信接口连接构成，并与电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块通过I

A detection device for the remainder and health state of the battery

A device for detecting battery surplus and health status is composed of a microprocessor and a communication interface, and is connected with a voltage detection module, a current detection module and a temperature detection module through I.

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池余量与健康状态的检测装置
本专利技术属于电子检测
，具体涉及一种蓄电池余量与健康状态的检测装置。
技术介绍
蓄电池是一种能够反复充放电的化学电池，具有电压平稳、价格低廉、适用范围广、原材料丰富等优点，也是各类电池中产量最大、用途最广的。在交通运输、通讯电力、矿山井下、航天航海、自然能系统、国防军工、旅游娱乐和银行学校、商场医院等各行各业的动力系统、通讯系统、计算机系统、照明系统、UPS电源、各种装备等均需要使用蓄电池。随着科技的发展、社会的进步、人类生活需求、绿色环保要求等，使与蓄电池相关的科技创新越来越多，促使该产业得到了快速发展。蓄电池是一种易损耗的附属部件，其存储和使用环境的变化、以及使用方法的不当，都会造成蓄电池寿命的缩短，尤其是过度充电会大大缩短使用寿命。由于目前直流系统的充电方式不甚完善，在实际使用中存在电压漂移的情况，使蓄电池长期处于浮充状态，造成电池的过充或欠充，长期的过充或欠充很容易造成电池性能的改变，这种改变对电池寿命影响非常大。电池组是由多个单体蓄电池连接组成，由于各单体之间的充电电压和内阻存在差异，在实际运行中，特别是在浮充状态下，这种不均衡现象非常严重，个别落后电池的充电不完全，如不及时发现并处理，这种落后就会加剧，而该电池组的反复使用，不均衡会更加严重，致使落后电池劣化，导致蓄电池组整体容量的过早丧失。尤其是对于许多无人值守的站点，因没有有效的检测手段，对电池的维护非常薄弱，使电池寿命损耗严重。新电池的健康状态为100％，随着循环充放电的使用，电池的容量与性能会逐渐的劣化，电池的健康状态就会逐渐下降，最终到零完全无法使用。通常，新电池的寿命设计为五年，厂家质保时间一般不超过18个月，然而在实际应用中，大多数蓄电池在三年内就会出现严重劣化，使用期能够达到五年的蓄电池很少很少。原因是蓄电池在使用中没有有效、合理地进行维护管理，未及时发现落后电池，致使劣化积累，导致电池过早报废，不仅造成运行成本的增加、资源的浪费，也会对环境保护带来压力。以目前大力推行的新能源汽车的蓄电池为例，据不完全统计，近五年累计报废量已达到12万吨，目前处理效果较好的真空热处理法的处理成本也超过6000元/吨。如果能及时发现落后电池，可以通过一定深度的放电、充电循环，改善电池的劣化现象，那么就可以减缓电池健康状态的衰减，提升使用寿命、降低处理成本、减少资源消耗。中国专利CN106353686A，是针对蓄电池电压、电流及内阻的检测，根据输入的固定参数，推算剩余容量，该方法对新电池的检测较为精准，由于电池状态会随着使用环境的变化和充放电次数的增加发生改变，而该方法并没考虑这种变化对检测结果的影响。中国专利申请号201210552388.7的检测方法为，以大量蓄电池工作状态的数据为数据库，将一段较长时间的检测数据与数据库比对，从而判断蓄电池的剩余容量。该方法在使用中具有较大的局限性，需要对不同类型的电池在较长时间内采集大量数据才能够进行比对，时效性不佳，并且比对结果的准确性取决于数据库的大小，如数据库中无同类型的数据，则判断结果可能产生较大误差，并且该方法对蓄电池的健康状态也无法做出判断。经检索，现有技术都是针对蓄电池当前剩余容量的判断，且在测量效率以及准确性上存在不足；对于蓄电池健康状态没有有效的判断。在实际使用中，更多是根据经验进行人为判断，在电池放电的容量低于最低要求后，往往才发现蓄电池的寿命终止，致使使用中的运行安全无法得到保障，也使得生产运行成本大大提高。
技术实现思路
为了解决上述存在问题，本专利技术的目的是提供一种蓄电池余量与健康状态的检测装置，不仅能够准确快速检测蓄电池的剩余容量，并对蓄电池的健康状态做出判断，具有结构简单、使用便捷的优点。本专利技术提出的一种蓄电池余量与健康状态的检测装置，包括主控模块、电流控制模块、电压检测模块、电流检测模块、内阻检测模块、温度检测模块、过温保护模块；所述的主控模块由微处理器和通信接口连接构成，并与电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块通过I2C总线接口连接，与电流控制模块通过GPIO(通用输入/输出端口)连接，与内阻检测模块通过PWM(脉冲宽度调制)信号线连接；以主控模块为主机，其他模块为从机，从而对其他模块下达检测指令，并将接收的数据信号进行处理存储，通过通信接口能与后台服务器进行双向数据通信；所述的电流控制模块由信号继电器和N沟道MOS场效应管连接构成，用于电池充/放电电路的开启与关闭；所述的电压检测模块由A/D转换器和可调电源连接构成，用于对蓄电池充/放电电压的检测；所述的电流检测模块由闭环霍尔电流传感器和电源稳压器连接构成，用于对蓄电池充/放电电流的检测；所述的内阻检测模块由信号继电器和电阻块连接构成，用于对蓄电池充/放电电池容量的检测；所述的温度检测模块由A/D转换器和温度探头连接构成，用于对蓄电池充/放电温度以及环境温度的检测；所述的过温保护模块与主控模块连接，由温度开关和整流二极管连接构成，用于对温度过高时切断检测系统。本专利技术检测装置的工作原理：电压、电流和温度检测模块在接收到主控模块指令后开始工作，完成检测后，通过A/D转换器转换为数据信号传送到主控模块；主控模块对内阻检测模块下达指令后，产生恒定电流，电压、电流检测模块同时收到指令开始检测，将检测数据传给主控模块CPU进行算法处理，得到电池内阻值；主控模块对电流控制模块下达指令后，使蓄电池处于大电流放电状态，电压、电流检测模块同时收到指令开始检测，将检测数据传给主控模块CPU进行算法处理，得到电池剩余容量；通过内阻法检测数据计算得到蓄电池健康状态；其中，主控模块的数据处理功能，可由后台服务器处理软件完成，以降低检测装置对被测电池的消耗。本专利技术检测装置在使用中是对单体电池实施检测，在对蓄电池组实施检测时，其测试参数的设定采用单体电池数据包，对每一单体电池单独进行检测并进行数据分析处理，以方便快速发现问题电池。本专利技术检测装置在具体使用中，根据蓄电池的类型和使用环境条件的不同，可采用密封在蓄电池内的内置结构、或者是外设结构方式；外设结构可根据方便要求，将检测装置通过接口连线固定在蓄电池/蓄电池组的壳体外或其附近、或是服务器附近；也可采用可以移动的整体结构进行流动检测。本专利技术检测装置可以选择标准的防火ABS塑料外壳。本专利技术检测装置通过通信接口与后台服务器进行双向数据通信，可以采用有线方式传输、或是无线方式传输，对于流动检测还可以采用有线/无线并存的结构方式；其中的无线传输方式可以根据无线传输类型在主控模块上设置相应的收发器实现。本专利技术检测装置的检测数据通过有线或无线的方式传输至后台服务器进行处理、储存、显示和查询；当然也可以通过与后台服务器无线连接的平板电脑或手机等移动设备进行操作显示。本专利技术检测装置可分别针对不同型号以及不同使用环境的蓄电池通过内阻法进行电池健康状态的测算，首先通过实验测试得到该蓄电池寿命终结时的内阻值REOL，通过本专利技术装置的内阻检测模块得知蓄电池目前状态下的内阻值R，电池出厂时内阻值为RNEW。处理软件通过公式SOH＝(REOL-R)/(REOL-RNEW)计算得出健康状态。本专利技术检测装置通过对蓄电池电压、电流和内阻值的检测，经数据处理后能得到电池的剩余容量和健康本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池余量与健康状态的检测装置，其特征在于：包括主控模块、电流控制模块、电压检测模块、电流检测模块、内阻检测模块、温度检测模块和过温保护模块；其中：所述的主控模块由微处理器和通信接口连接构成，并与电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块通过I

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池余量与健康状态的检测装置，其特征在于：包括主控模块、电流控制模块、电压检测模块、电流检测模块、内阻检测模块、温度检测模块和过温保护模块；其中：所述的主控模块由微处理器和通信接口连接构成，并与电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块通过I2C总线接口连接，与电流控制模块通过GPIO端口连接，与内阻检测模块通过PWM信号线连接；以主控模块为主机，其他模块为从机，实现对其他模块下达检测指令，并将接收的数据信号进行处理存储，通过通信接口与后台服务器进行双向数据通信；所述的电流控制模块由信号继电器和N沟道MOS场效应管连接构成；所述的电压检测模块由A/D转换器和可调电源连接构成；所述的电流检测模块由闭环霍尔电流传感器和电源稳压器连接构成；所述的内阻检测模块由信号继电器和电阻块连接构成；所述的温度检测模块由A/D转换器和温度探头连接构成；所述的过温保护模块与主控模块连接，由温度开关和整流二极管连接构成。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：其测试参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：单志尧，光晶，刘哲，
申请(专利权)人：宁夏黑金昊源绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64