一种蓄电池内阻检测装置制造方法及图纸

一种蓄电池内阻检测装置，其测量数据存储模块与单片机连接，电流探头连接被测蓄电池，电压探头连接电流探头和被测蓄电池，Ｄ／Ａ转换器连接单片机，电压变换电路连接电压探头和被测蓄电池，其特征在于：所述蓄电池内阻检测装置的可控直流电流源分别与２个电流探头相连。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蓄电池内阻检测装置，具体地是应用可控电流源实现自动检测的结构设计。
技术介绍
随着我国国民经济持续快速增长，应用于办公场所和日常生活中的各类蓄电池也得到了广泛使用，特别是现在各种汽车销量的增长更加带动了蓄电池技术的发展和更新。现有蓄电池本身是一个较为复杂的电化学装置，无论是在使用或是备用状态，其内部质量和电学性能都在不断发生变化。若放置一段时间而不使用，由于其自身电压降低而会导致失效。因而，在使用蓄电池前均需要对其进行检测或是维护，否则不能保证应用电路电压的稳定。针对蓄电池测量方法有多种，现有较为常见和被采用的是通过检测蓄电池内阻来测试蓄电池的性能状态。目前，内阻测量法又分为直流法和交流法等方式。交流测量法适应面较广，但是测量的结果与所用信号的波型，和频率、以及是电流强度有关，不同型号的测量仪对于同一个蓄电池的测量结果相差很大。直流法是对蓄电池接入固定负载并进行较大电流的放电，以测量断电前后的电压降并测算出电池内阻。总之，现有的内阻测量法均需较长的通电测试时间，这种反复测量的方式对于小容量蓄电池会造成累计损伤；而且现有的内阻测量法的电流范围较为有限，一般是在30安到70安之间，所以对于大容量蓄电池，其测试精度较低；有时还可会产生电火花，从而造成对周围环境的安全威胁。
技术实现思路
本技术所述的蓄电池内阻检测装置，旨在解决上述问题和不足而设计有增加可控电流源的新型检测装置，以实现短时间测量和测量电流可以控制和调节的目的。本技术所述的蓄电池内阻检测装置，主要包括有测量数据存储模块、单片机、电流探头、电压探头、A/D转换器、可控直流电流源、电流传感器、电流通道模数转换器、电压通道模数转换器和电压变换电路。所述的可控直流电流源，与2个电流探头相连，其测量电流受到D/A转换器的控制。所述的可控电流源，由测量装置的内部蓄电池和大容量的电容器并联后，再与功率V-MOS管串联而构成。电容器可以采用电解电容或是超级电容器等，其作用是起到蓄能放电，保护内部蓄电池并稳定电压源的端电压。功率V-MOS管作为电流源的电流调节器，可以采用多管并联以扩展电流范围。所述可控直流电流源的V-MOS管的漏极连接被测蓄电池的正极。当可控直流电流源被控而处于低电压时，所述的V-MOS管被截止。当可控直流电流源被控而达到V-MOS管的开启电压时，V-MOS管被导通，V-MOS管的源极和栅极之间的电压降很小，从而提高被测蓄电池较大值的电流。通过调节包括V-MOS管的可控电流源两端的电压，在达到V-MOS管开启电压情况下，V-MOS管两端被导通而提供被测蓄电池瞬间较大电流。通过应用上述可控电流源结构，可以达到被测电流范围提高较大。如不采用上述可控电流源结构的现有蓄电池测量电流最大值是Imax＝(E-η)/(R+RX)，其中RX是电池外部电阻，比如探头导线电阻和探头接触电阻；R是电池内阻；E是电池电动势；η是电池放电时的极化电压。采用本技术所述的可控电流源后，可测量电流的最大值是IMAX＝/(R+RX)，其中E0是电流源内部的等效电压源，是由蓄电池和其内部电容并联构成。上述两种方式所测得的最大电流量之比是IMAX/Imax＝(E-η)+E0/(E-η)＝1+E0/(E-η)当被测电池电动势取值12V、效电压源12V时，则最大测量电流可以增加1倍以上。因而，通过测量得出的Imax值，以及被测蓄电池两端电压差值，即可计算出被测蓄电池的内阻R的数值。如上所述，应用本技术所述的蓄电池内阻检测装置具有以下优点1、利用所述的可控电流源可以获得较大电流值，同时也可获得较为稳定的闭路电流，从而达到较为理想的测量取值范围；2、所采用的可控电流源可在超短时间内达到所需电流范围，因而对于被测蓄电池内部性能损坏程度很小。这种达标和恢复时间短的特性，可以基本上保证不损害小容量的蓄电池；3、采用单片机为主的控制方式，通过D/A数模转换控制电流源电流值范围，从而可以有效提高检测速度和精度。附图说明图1是所述蓄电池内阻检测装置的电路和结构示意图；图2是所述可控电流源和被测蓄电池连接示意图。具体实施方式如图1-图2所示，本技术所述的蓄电池内阻检测装置，主要包括有通讯模块、液晶显示模块、测量数据存储模块、温度传感器、单片机、键盘、电流探头、电压探头、A/D转换器、可控直流电流源、电流传感器、电流通道模数转换器、电压通道模数转换器和电压变换电路。所述的可控直流电流源，与2个电流探头相连，其测量电流受到D/A转换器的控制，如图2所示，可控电流源由测量装置的内部蓄电池Eo和大容量的电容器C并联后，再与功率V-MOS管串联而构成。电容器采用电解电容。V-MOS管的漏极连接被测蓄电池的正极。当可控直流电流源被控而处于低电压时，所述的V-MOS管被截止。当可控直流电流源被控而达到V-MOS管的开启电压时，V-MOS管被导通，V-MOS管的源极和栅极之间的电压降VG很小，从而提供被测蓄电池较大值的电流。在实际测量时，在电压源Eo的作用下，功率V-MOS管工作于恒流源区，如图2所示，通过控制V-MOS管的源极和栅极之间的电压VG即可控制测量电流，使得电流在极短时间内(实际测量出的时间是20-30μs之间)达到稳定。所述的通讯模块可以采用RS232、RS484或CAN型接口模块，并实现数据通讯连接PC机，从而将数据输出以供进一步统计和分析处理。所述液晶显示模块与单片机连接，可提供测试数据显示。所述测量数据存储模块与单片机连接，可以设置为只读存储器。所述温度传感器与单片机，提供测试蓄电池环境温度。所述单片机可以选51系列芯片。所述电流探头连接被测蓄电池和可控电流源。所述电压探头连接电流探头和被测蓄电池，用以测试蓄电池电压。所述D/A转换器，连接单片机和可控电流源，实现对可控电流源的控制输出。所述电流传感器，用以将被测电流转换成电压V输出，并传送至电流通道模数转换器A/D1；所述电压变换电路，连接电压探头和被测蓄电池。以实现将被测蓄电池电压转换为电压通道模数转换器所能接受的量程。所述电压通道模数转换器A/D2，将电压变换电路输出的电压值转换成数字信号并传输至单片机中。如图1和图2所示的蓄电池内阻检测装置，其工作流程是单片机通过D/A控制可控电流源输出电流，达到设定值后测量闭路端电压V1；切断电流源，延时避开电感的反电压后，测得开路端电压V2；上述负载电压可在0.2毫秒之内测得。计算差值V2-V1，当该差值具有2-3位以上的有效数字时，测试结果有效，停止测量，计算结果；即用电压差值V2-V1除以实测电流值，从而可以得到电池内阻R。否则，调整电流源的电流预设值，等到电池恢复后，启动电流进行下一轮测量，直至结果有效为止。权利要求1.一种蓄电池内阻检测装置，其测量数据存储模块与单片机连接，电流探头连接被测蓄电池，电压探头连接电流探头和被测蓄电池，D/A转换器连接单片机，电压变换电路连接电压探头和被测蓄电池，其特征在于所述蓄电池内阻检测装置的可控直流电流源分别与2个电流探头相连。2.根据权利要求1所述的蓄电池内阻检测装置，其特征在于所述的可控直流电流源与电流探头相连，由检测装置的内部蓄电池和大容量电容器并联后，再与功率V-MOS管串联而构成。。3.根据权利要求2所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴中明，
申请(专利权)人：吴中明，
类型：实用新型
国别省市：