一种蓄电池的检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种蓄电池检测装置，包含ＣＰＵ、运算放大器、多路开关、数模转换器Ｄ／Ａ、大功率ＭＯＳ管、耦合电容、可编程带通滤波器、模数转换器Ａ／Ｄ；所述大功率ＭＯＳ管串联在蓄电池放电检测回路上由ＣＰＵ控制蓄电池放电以产生激励电流，检测到的电流信号和电压信号经所述耦合电容去除直流分量，由所述运算放大器将信号放大，再经所述可编程带通滤波器去除干扰信号后送入数模转换器Ａ／Ｄ变为数字信号，然后再送入所述ＣＰＵ进行数字信号处理，经数学运算后可以得出相应频率下蓄电池的复阻抗；ＣＰＵ可通过Ｄ／Ａ控制大功率ＭＯＳ管来改变蓄电池放电电流的波形和频率，以实现对蓄电池多个频率的测量；一种使用上述蓄电池检测装置的检测方法：可多频点交流放电法检测蓄电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特指一种多频点交 流放电法检测蓄电池的检测方法及装置，属于检测

技术介绍
蓄电池作为电源系统的组成部分，起着储备电能、应付电网异 常和特殊工况、维持系统正常运行的关键作用，是需要高可靠电力 保障领域的最后一道防线。蓄电池广泛应用于电力、通信、政府机 关、金融、证券、保险、广播电视、交通运输、制造、军队、教育、 科研、公共设施等行业领域。但是在实际应用中，由于缺乏有效的 检测维护手段，不能及时、准确地掌握蓄电池状态，无法消除电池 问题带来的隐患，在电力供应异常或中断时蓄电池不能正常投入工 作，或工作时间很短就失效，从而造成停电事故，产生很大的经济 损失。目前对蓄电池检测技术有交流注入法和直流放电法两种，交 流注入法是向蓄电池注入一个固定频率的激励电流，同时测量蓄电 池端电压的变化，以此计算出蓄电池的内阻。直流放电法是在蓄电 池上并联一个负载，控制开关的通断，使蓄电池向负载放出一个恒定的的直流电流(大于70安培)，测量放电时刻和停止放电时刻蓄电池端电压的变化，以此计算出蓄电池的内阻。但它们均有缺陷 1、交流注入法的缺陷 (1)、抗干扰性差，测量误差大。交流注入法由于注入电流较 小，易受充电机交流纹波、闪变的干扰，测量误差大。(2) 、只能在一个频率下测量，测得的参数少，不能准确反映 蓄电池的状态。(3) 、测量结果和测量信号的频率有关，并不是蓄电池的固有 参数，不同厂家的设备，测量结果完全不同。2、直流放电法的缺陷(1) 、会对蓄电池带来损害。由于采用非常大的电流，其放电 电流往往超过蓄电池的设计放电电流，所以测量过程会对蓄电池及 连接线路带来损害，是一种有损的测试方法。(2) 、危及供电系统安全。 一是在测试时需要断开蓄电池主回 路，因此需要在主回路中进行切换动作，如果设备出现故障，则会 危害整个供电系统安全，而且一旦在测试过程中出现停电事件，则 会对备用电源的投切和保护造成影响。另外过大的放电电流可能对 继电保护装置产生干扰，造成误动作，危及供电系统安全。(3 )、直流放电法测量蓄电池内阻时会在电池内部电极发生极 化现象，产生极化内阻，造成内阻测量值误差很大。(4) 、测量的重复性差。蓄电池本身是一个大电容，测量回路 也存在电容和电感，因而在整个放电过程中，特别在开始和结束时， 电路的暂态效应非常明显，这样直流放电法在不同时刻采样值的大 小差别很大，造成测量重复性差。(2)、只能在一个频率下测量，测得的参数少，不能准确反映 蓄电池的状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能准确测量蓄电池各参数的蓄电 池的检测装置及方法。为了克服上述不足，本专利技术提供了改善上述不足之最新的蓄电池 检测装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的方案是 一种蓄 电池检测装置，包含CPU、运算放大器、多路开关、数模转换器D/A、大功率MOS管、耦合电容、可编程带通滤波器、模数转换器A/D;所 述大功率MOS管串联在蓄电池放电检测回路上由CPU控制蓄电池放电以产生激励电流，检测到的电流信号和电压信号经所述耦合电容去 除直流分量，由所述运算放大器将信号放大，再经所述可编程带通滤波器去除干扰信号后送入数模转换器A/D变为数字信号，然后再送入 所述CPU进行数字信号处理，经数学运算后可以得出相应频率下蓄电 池的复阻抗；CPU可通过D/A控制大功率MOS管来改变蓄电池放电电 流的波形和频率，以实现对蓄电池多个频率的测量。优选的，CPU可以通过D/A控制大功率MOS管来调节蓄电池放电 电流波形为纯正弦波，以交流放电法实现对蓄电池的检测。优选的，CPU经D/A向大功率MOS管发布命令改变放电电流的频率， CPU同时调节可编程带通滤波器的中心频率f。及品质因数Q，以实现对优选的，由CPU控制所述多路开关，可以顺序检测ltt蓄电池、2# 蓄电池、3#蓄电池……，不但可以对单节蓄电池进行离线测量，还可 以对正在工作的整个蓄电池组中的每个蓄电池进行在线监测。优选的，所述CPU为A固。优选的，采用了可编程带通滤波器对电流信号和电压信号进行滤 波，以适应不同测量频率下干扰信号的处理。优选的，所述检测蓄电池装置还设有A/D3、 A/D4检测通道，用来检测蓄电池直流电压和温度。优选的，由CPU控制通信接口，使所述的蓄电池检测装置具有网 络功能，可以组建蓄电池监测网。一种利用上述蓄电池检测装置的检测方法1) 、建立新的蓄电池电路模型；2) 由CPU经数模转换器D/A对MOS管进行控制以调节放电 电流波形和频率。在给定频率下，经所述蓄电池检测装置进行检测， 得出蓄电池在相应频率下的复阻抗；3) 、 CPU发出命令改变放电电流频率，在另一频率下，经所述 蓄电池检测装置进行检测，得出蓄电池在此频率下的复阻抗；4) 、如此反复数次，得到蓄电池在多个频率下的复阻抗；5) 、根据这些数据结合所提出的蓄电池电路模型，由CPU计算 出蓄电池真实的内阻、电容等电路参数；6) 根据这些参数，由CPU计算蓄电池的容量及荷电量。本专利技术所述的蓄电池的检测方法及装置，采用多频点交流放 法对蓄电池进行检测，和传统的蓄电池检测方法相比，具有明显的 优点1、 物理意义明确，区分蓄电池容量和蓄电池荷电量。2、 测量数据具有客观性，此法测得的蓄电池的数据是实际的电 阻、电容、电感等参数，不依赖于检测信号频率而独立存在，数据 具有客观性，可相互比较。3、 测试结果可以真实反映蓄电池电量。4、 测试准确，抗干扰性强，可以应用于存在较大交流纹波干扰的蓄电池在线监测。5、 蓄电池测试过程安全，不会对蓄电池以及供电系统的正常运 行产生影响。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明附图1是本专利技术的一种蓄电池检测装置的电路原理框图； 附图2是本专利技术的一种蓄电池检测装置的放电电流波形图； 附图3是本专利技术的一种蓄电池检测装置的蓄电池电路模型图。具体实施例方式如图l、 2、 3所示的本专利技术的一种蓄电池检测装置，包含CPU、 运算放大器、多路开关、数模转换器D/A、大功率MOS管、耦合电容、 可编程带通滤波器、模数转换器A/D。本专利提出了一种新的蓄电池 电路模型(见附图3)。大功率MOS管串联在蓄电池放电检测回路上由 CPU控制蓄电池放电以产生激励电流，检测到的电流信号和电压信号 经所述耦合电容去除直流分量，由所述运算放大器将信号放大，再经所述可编程带通滤波器去除干扰信号后送入数模转换器A/D变为数字信号，然后再送入所述CPU进行数字信号处理，再进行傅里叶变换求出相应频率下的电流及电压信号的实部、虚部，再进过数学运算可以得出相应频率下蓄电池的复阻抗，CPU可通过D/A控制大功率MOS 管来改变测量信号频率。本实施例中所述CPU为ARM,。放电电流信号的测量电流测量信号通过电容耦合去除直流分 量，将交流电流信号送入运算放大器放大，经可编程带通滤波器去除 干扰信号后送入数模转换器A/D1变为数字信号。蓄电池端电压信号交流分量的测量电压测量信号经耦合电容去除直流分量，将交流电压信号送入运算放大器放大，经带通滤波器去除干扰信号后送入数模转换器A/D2变为数字信号。同时测量的交流电压信号和交流电流信经A/D转换为数字信号 后号送入CPU进行信号处理，首先进行数字滤波进一步去除干扰信 号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池检测装置，包含ＣＰＵ、运算放大器、多路开关、数模转换器Ｄ／Ａ、大功率ＭＯＳ管、耦合电容、可编程带通滤波器、模数转换器Ａ／Ｄ；所述大功率ＭＯＳ管串联在蓄电池放电检测回路上由ＣＰＵ控制蓄电池放电以产生激励电流，检测到的电流信号和电压信号经所述耦合电容去除直流分量，由所述运算放大器将信号放大，再经所述可编程带通滤波器去除干扰信号后送入数模转换器Ａ／Ｄ变为数字信号，然后再送入所述ＣＰＵ进行数字信号处理，经数学运算后可以得出相应频率下蓄电池的复阻抗；其特征在于：ＣＰＵ可通过Ｄ／Ａ控制大功率ＭＯＳ管来调节蓄电池放电电流波形为纯正弦波，以交流放电法实现对蓄电池的检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白海江，
申请(专利权)人：深圳市普禄科智能检测设备有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]