一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法，其特征在于它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。本发明专利技术可以实现精确、自动、快速地测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻，测量结果较稳定，准确性较高。

A device for measuring the internal resistance of a battery and its method

The invention relates to a device for measuring the internal resistance of battery and its method, characterized in that it comprises a system control module, the current sampling circuit, control circuit, dynamic load increment increment load module, accurate load control circuit, precise dynamic load reduction module, load control circuit, dynamic load reduction module and display module and output; at the end of the current sampling circuit is connected with the input end of the measured battery, the output current sampling circuit connected with the input end of the control module system; three output control module of the system is respectively connected with the incremental load control circuit, the control circuit, the accurate load reduction load input at the end of the control circuit is connected with the display; two-way and interactive module and system control module. The invention can accurately, automatically and quickly measure the short circuit current and internal resistance of the fixed valve regulated lead-acid battery, and the measurement result is stable and the accuracy is relatively high.

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法
本专利技术涉及一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法，尤其适用于测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻，属于铅酸蓄电池检测

技术介绍
在很多工业领域和服务领域，如信息行业、电力系统、医疗都在使用直流电源系统和不间断电源系统。而在直流电源系统和不间断电源系统中，蓄电池组又扮演着极其重要的作用。蓄电池内阻值决定其短路电流的水平，是直流电源系统开关配置的重要依据，也是蓄电池带载能力的标志。投运后的蓄电池内阻值直接影响电池实际容量，决定蓄电池的使用性能。业界已广泛认同蓄电池内阻值是蓄电池性能的重要参数。为此，设计和制造了各种各样的蓄电池内阻测试仪器及装置。虽然IEC60896-2和GB/T19638.2-2005规定了二次法来标定电阻，由于二次法的两次放电都要求标准方波，特别是对于第二次放电，电流值很大，为20I10,且时间短，仅有5秒，到目前为止，由于现场测试条件的限制，还没有一种严格符合二次法方波要求、重复测量精度高、便于对固定型阀控密封铅酸蓄电池内阻及短路电流测试时进行自动化单方波放电的设备。如何验证测量值是否符合标准，尤其是针对100-3000A时的大型电池，如何满足标准对放电的严格方波的要求，这成为蓄电池标准化测试的关键所在。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题而提出的一种测量蓄电池组内阻的装置及其方法，尤其适用于测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻。本专利技术采用的技术方案如下：一种用于测量蓄电池组内阻的装置，其特征在于它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。利用一种用于测量蓄电池内阻的装置进行测量蓄电池内阻的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在进行蓄电池内阻测试时，首先通过显示及交互模块设置初始放电电流值I0，系统控制模块接收到初始放电电流值I0后，发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值R0接近R0≈Vbat/I0，其中，Vbat为被测蓄电池两端的电压；（2）启动系统后，被测蓄电池放电，放电电流i由电流采样电路采集进系统控制模块，当放电电流i大于初始放电电流值I0时，由系统控制模块发出指令给减量负载控制电路，使动态减量负载模块接入测试回路的电阻值减少；当放电电流i小于初始放电电流值I0时，（a）当放电电流i大于参考电流值i0，(i0=Vbat/R0)，由系统控制模块发出指令给增量负载控制电路，使动态增量负载模块接入测试回路的电阻值增加；（b）当放电电流i小于所述参考电流值i0，由系统控制模块发出指令给精确负载控制电路，改变动态精确负载模块接入测试回路的电阻值；（3）调节好接入测试回路的电阻值后，便可以根据测试要求对被测电池进行测试。本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用精度高，处理速度较快的飞思卡尔公司的16位单片机U1作为主要控制器，单片机U1具有A/D接口，被测蓄电池的电流信息可以直接被采集进单片机U1进行相关处理，测量电流精度较高；本专利技术的负载控制电路中采用光耦，可是实现控制器与负载的电器隔离，有利于控制稳定可靠；动态负载采用两个256路负载和一个实现精确负载调节的负载模块，采用动态增量负载模块、动态精确负载模块、动态减量负载模块共3个调节负载大小的负载模块，可以实现精确、自动、快速地测量固定型阀控密封铅酸蓄电池短路电流与内阻，测量结果较稳定，准确性较高。附图说明图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术的系统控制模块的电路原理图；图3为本专利技术的电流采样电路的电路原理图；图4为本专利技术的增量负载控制电路的电路原理图；图5为本专利技术的减量负载控制电路的电路原理图；图6为本专利技术的精确负载控制电路的电路原理图；图7为本专利技术的动态增量负载模块的电路原理图；图8为本专利技术的动态减量负载模块的电路原理图；图9为本专利技术的动态精确负载模块的电路原理图。具体实施方式由附图1所示本实施例涉及可知一种用于测量蓄电池组内阻的装置，它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。由附图2可知，所述系统控制模块由单片机U1及其外围器件组成；所述单片机U1的型号为MC9S12D32，晶振Y1与电容C3-C4组成的晶振电路接在单片机U1的34脚与35脚之间，电阻R30、开关S1、电容C5组成的复位电路接在单片机U1的30脚与地之间；所述显示及交互模块的型号为LCD12864。由附图3可知，所述电流采样电路由霍尔传感器L1、放大器UF、电阻R1-R3和电容C1-C2组成；所述霍尔传感器L1的型号为CS040G，所述放大器UF的型号为LM324；所述霍尔传感器L1的电源端1脚接+12V直流电源，其3脚接地，其信号输出端2脚经电阻R1接所述放大器UF的同向输入端，所述电容C1接在放大器UF的同向输入端与地之间；所述放大器UF的反向输入端经电阻R2接地，其输出端接单片机U1的16脚，所述电阻R3与电容C2并联后接在放大器UF的输出端与反向输入端之间。由附图4可知，所述增量负载控制电路由译码器U1-1至译码器U17-1、光耦OP1-1至光耦OP256-1、继电器KM1至继电器KM256、三极管Q1-1至三极管Q256-1和电阻R1-1至电阻R768-1组成；所述译码器U1-1至译码器U17-1的型号为74HC154，光耦OP1-1至光耦OP256-1的型号为EL817C，所述三极管Q1-1至三极管Q256-1的型号为S9012，继电器KM1至继电器KM256的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-1的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的45脚-48脚，译码器U17-1的18脚-19脚接地，译码器U17-1的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-1至译码器U11-1的18脚，译码器U17-1的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-1至译码器U16-1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于它包括系统控制模块、电流采样电路、增量负载控制电路、动态增量负载模块、精确负载控制电路、动态精确负载模块、减量负载控制电路、动态减量负载模块和显示及交互模块；所述电流采样电路的输入端接所述被测蓄电池的输出端，所述电流采样电路的输出端接系统控制模块的输入端；所述系统控制模块的三个输出端分别接所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输入端；所述增量负载控制电路、所述精确负载控制电路、所述减量负载控制电路的输出端分别接所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输入端；所述动态增量负载模块、所述动态精确负载模块、所述动态减量负载模块的输出端均接被测蓄电池的输入端；所述显示及交互模块与系统控制模块双向连接。2.根据权利要求1所述的一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于所述系统控制模块由单片机U1及其外围器件组成；所述单片机U1的型号为MC9S12D32，晶振Y1与电容C3-C4组成的晶振电路接在单片机U1的34脚与35脚之间，电阻R30、开关S1、电容C5组成的复位电路接在单片机U1的30脚与地之间；所述显示及交互模块的型号为LCD12864。3.根据权利要求2所述的一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于所述电流采样电路由霍尔传感器L1、放大器UF、电阻R1-R3和电容C1-C2组成；所述霍尔传感器L1的型号为CS040G，所述放大器UF的型号为LM324；所述霍尔传感器L1的电源端1脚接+12V直流电源，其3脚接地，其信号输出端2脚经电阻R1接所述放大器UF的同向输入端，所述电容C1接在放大器UF的同向输入端与地之间；所述放大器UF的反向输入端经电阻R2接地，其输出端接单片机U1的16脚，所述电阻R3与电容C2并联后接在放大器UF的输出端与反向输入端之间。4.根据权利要求3所述的一种用于测量蓄电池内阻的装置，其特征在于所述增量负载控制电路由译码器U1-1至译码器U17-1、光耦OP1-1至光耦OP256-1、继电器KM1至继电器KM256、三极管Q1-1至三极管Q256-1和电阻R1-1至电阻R768-1组成；所述译码器U1-1至译码器U17-1的型号为74HC154，光耦OP1-1至光耦OP256-1的型号为EL817C，所述三极管Q1-1至三极管Q256-1的型号为S9012，继电器KM1至继电器KM256的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-1的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的45脚-48脚，译码器U17-1的18脚-19脚接地，译码器U17-1的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-1至译码器U11-1的18脚，译码器U17-1的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-1至译码器U16-1的18脚；所述译码器U1-1至译码器U16-1的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的41脚-44脚，译码器U1-1至译码器U16-1的19脚均接地，译码器U1-1至译码器U16-1的输出端有共256路，所述256路输出端电路结构相同；所述第1路输出端电路由光耦OP1-1、继电器KM1、三极管Q1-1和电阻R1-1至电阻R3-1组成；所述光耦OP1-1的2脚接译码器U1-1的第一输出端1脚，光耦OP1-1的1脚经电阻R1-1接+5V电源，光耦OP1-1的4脚经电阻R2-1接+12V电源，光耦OP1-1的3脚接地；所述三极管Q1-1的基极经电阻R3-1接光耦OP1-1的4脚，三极管Q1-1的发射机经继电器KM1的线圈接+12V电源，三极管Q1-1的集电极接地；以次类推，所述第256路输出端电路由光耦OP256-1、继电器KM256、三极管Q256-1和电阻R766-1至电阻R768-1组成；所述光耦OP256-1的2脚接译码器U17-1的第15输出端17脚，光耦OP256-1的1脚经电阻R766-1接+5V电源，光耦OP256-1的4脚经电阻R767-1接+12V电源，光耦OP256-1的3脚接地；所述三极管Q256-1的基极经电阻R768-1接光耦OP256-1的4脚，三极管Q256-1的发射机经继电器KM256的线圈接+12V电源，三极管Q256-1的集电极接地；所述减量负载控制电路由译码器U1-2至译码器U17-2、光耦OP1-2至光耦OP256-2、继电器KM257至继电器KM512、三极管Q1-2至三极管Q256-2和电阻R1-2至电阻R768-2组成；所述译码器U1-2至译码器U17-2的型号为74HC154，光耦OP1-2至光耦OP256-2的型号为EL817C，所述三极管Q1-2至三极管Q256-2的型号为S9012，继电器KM257至继电器KM512的型号为+12V中间继电器HH54P；所述译码器U17-2的输入端23脚-20脚分别接单片机U1的11脚-14脚，译码器U17-2的18脚-19脚接地，译码器U17-2的输出端1脚-11脚分别接译码器U1-2至译码器U11-2的18脚，译码器U17-2的输出端13脚-17脚分别接译码器U12-2至译码器U16-2的18脚；所述译码器U1-2至译码器U16-2的输入端23脚-20脚均分别接单片机U1的5脚-8脚，译码器U1-2至译码器U16-2的19脚均接地，译码器U1-2至译码器U16-2的输出端有共256路，所述256路输出端电路结构相同；所述第1路输出端电路由光耦OP1-2、继电器KM257、三极管Q1-2和电阻R1-2至电阻R3-2组成；所述光耦OP1-2的2脚接译码器U1-2的第一输出端1脚，光耦OP1-2的1脚经电阻R1-2接+5V电源，光耦OP...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秉宇，杜旭浩，苗俊杰，贾伯岩，陈志勇，刘婷，
申请(专利权)人：国网河北能源技术服务有限公司，国家电网公司，国网河北节能服务有限公司，国网河北省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北,13