專利名稱：一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池檢測領(lǐng)域，具體的說涉及該領(lǐng)域中的一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置。
背景技術(shù)：
冗余電源設(shè)計(jì)是一種常見的電源設(shè)計(jì)方式，它是指系統(tǒng)將蓄電池與電源線路并聯(lián)連接到負(fù)載電路上，在電源線路正常的情況下，由電源線路為負(fù)載電路供電，并一直為蓄電池充電使其維持在容量飽和狀態(tài)；在電源線路中斷的情況下，則切換為蓄電池供電，這樣蓄電池只有在電源線路中斷的情況下才作為后備電源使用，為了確保蓄電池能正常工作，有必要檢測其健康狀態(tài)，避免出現(xiàn)在電源線路中斷后蓄電池?zé)o法正常工作的情況。隨著蓄電池的不斷充放電，其在飽和狀態(tài)下的容量會(huì)不斷降低，而內(nèi)阻則不斷升高，當(dāng)內(nèi)阻升高到一定程度時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的飽和容量已經(jīng)不能滿足負(fù)載電路的供電要求，即蓄電池的健康狀態(tài)為老化，需要更換，可見蓄電池的內(nèi)阻可以間接反映蓄電池的健康狀態(tài)，但是如果蓄電池遭受電池穿刺等損壞，反而會(huì)引起蓄電池的內(nèi)阻降低，因此僅憑電池內(nèi)阻大小，并不能充分反映蓄電池的健康狀態(tài)。在某些應(yīng)用蓄電池的工業(yè)領(lǐng)域，特別是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其各個(gè)部件的冗余電源設(shè)計(jì)中所使用的蓄電池，還沒有在保持蓄電池與負(fù)載電路連接，也就是在蓄電池在線的情況下，獲得蓄電池健康狀態(tài)的方法及裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置，該裝置包括:與電源相連接的運(yùn)算控制單元，該運(yùn)算控制單元通過通信模塊與外部進(jìn)行通信；可以控制充電電路斷開和接通的開關(guān)，該開關(guān)與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；可以與蓄電池組成直流放電回路的直流放電單元，該直流放電單元包括負(fù)載和開關(guān)，該開關(guān)與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；能夠發(fā)出定頻率的交流信號(hào)的交流恒流發(fā)生裝置，該交流恒流發(fā)生裝置與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；測量單元，該測量單元包括電壓測量模塊、分別采集上述發(fā)生裝置的交流電壓信號(hào)和蓄電池的交流電壓信號(hào)，并對(duì)兩者進(jìn)行乘法運(yùn)算的乘法器、與乘法器相連用來濾除運(yùn)算結(jié)果中的交流電壓分量的低通濾波器；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，該單元把測量單元的測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入運(yùn)算控制單元。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在乘法器和低通濾波器之間還包括有對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行放大的放大器。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型公開了一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置，增加了直流放電單元和測量單元，并用運(yùn)算控制單元來對(duì)上述兩單元進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確檢測蓄電池的健康狀態(tài)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1所公開的裝置的電路連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1所公開的裝置的直流放電單元的電路連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1所公開的裝置的交流法測蓄電池內(nèi)阻部分的電路連接示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測方法1，該方法包括如下步驟:在開始檢測前需要斷開為蓄電池充電的充電電路。(I)對(duì)蓄電池進(jìn)行直流放電，放電3秒以去除蓄電池的虛電壓后再檢測蓄電池的電壓，如果低于額定值95%,則蓄電池存在損壞；(2)使用交流恒流發(fā)生裝置向蓄電池發(fā)出定頻率的交流信號(hào)，根據(jù)交流法測電池內(nèi)阻的原理，具體為:分別采集發(fā)生裝置的交流電壓信號(hào)和蓄電池的交流電壓信號(hào)，并對(duì)兩者進(jìn)行乘法運(yùn)算，把該運(yùn)算結(jié)果信號(hào)輸入低通濾波器濾除交流電壓分量，僅剩直流電壓分
量，利用f，其中I是上述定頻率的交流信號(hào)，A是交流信號(hào)I的信號(hào)幅度，V是上述的直流
電壓分量，得到蓄電池內(nèi)阻，再根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)該內(nèi)阻值進(jìn)行校正，如果校正后的內(nèi)阻值超過額定值25%，則蓄電池存在老化；另外根據(jù)蓄電池內(nèi)阻和容量的對(duì)應(yīng)曲線，可以得到蓄電池的容量。(3)在一次檢測過程中，上述的步驟(I)和步驟(2)同時(shí)進(jìn)行，如果檢測出蓄電池存在損壞或者老化，說明蓄電池的健康狀態(tài)較差，用戶需要對(duì)其進(jìn)行更換；如果沒有檢測出蓄電池存在損壞或者老化，說明蓄電池的健康狀態(tài)較好，用戶可以繼續(xù)使用。在開始檢測前以及在檢測的過程中，一旦接收到中斷檢測信號(hào)，就立即停止檢測。一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測方法2，該方法包括如下步驟:在開始檢測前需要斷開為蓄電池充電的充電電路。(I)對(duì)蓄電池進(jìn)行直流放電，放電60秒以去除蓄電池的虛電壓后再檢測蓄電池的電壓，如果低于額定值85%,則蓄電池存在損壞；(2)使用交流恒流發(fā)生裝置向蓄電池發(fā)出定頻率的交流信號(hào)，根據(jù)交流法測電池內(nèi)阻的原理獲得蓄電池的內(nèi)阻，再根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)該內(nèi)阻值進(jìn)行校正，校正使用IEEE1188-1996附件C所公開的標(biāo)準(zhǔn)，如果校正后的內(nèi)阻值超過額定值20 %，則蓄電池存在老化；另外根據(jù)蓄電池內(nèi)阻和容量的對(duì)應(yīng)曲線，可以得到蓄電池的容量。(3)在一次檢測過程中，先進(jìn)行步驟(I)，再進(jìn)行步驟(2)，如果檢測出蓄電池存在損壞或者老化，說明蓄電池的健康狀態(tài)較差，用戶需要對(duì)其進(jìn)行更換；如果沒有檢測出蓄電池存在損壞或者老化，說明蓄電池的健康狀態(tài)較好，用戶可以繼續(xù)使用。[0026]在開始檢測前以及在檢測的過程中，一旦接收到中斷檢測信號(hào)，就立即停止檢測?！N蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測方法3，該方法包括如下步驟:在開始檢測前需要斷開為蓄電池充電的充電電路。(I)對(duì)蓄電池進(jìn)行直流放電，放電10秒以去除蓄電池的虛電壓后再檢測蓄電池的電壓，如果低于額定值90%,則蓄電池存在損壞；(2)使用交流恒流發(fā)生裝置向蓄電池發(fā)出定頻率的交流信號(hào)，根據(jù)交流法測電池內(nèi)阻的原理獲得蓄電池的內(nèi)阻，再根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)該內(nèi)阻值進(jìn)行校正，如果校正后的內(nèi)阻值超過額定值30%，則蓄電池存在老化；另外根據(jù)蓄電池內(nèi)阻和容量的對(duì)應(yīng)曲線，可以得到蓄電池的容量。(3)在一次檢測過程中，先進(jìn)行步驟(2)，再進(jìn)行步驟(I)，如果檢測出蓄電池存在損壞或者老化，說明蓄電池的健康狀態(tài)較差，用戶需要對(duì)其進(jìn)行更換；如果沒有檢測出蓄電池存在損壞或者老化，說明蓄電池的健康狀態(tài)較好，用戶可以繼續(xù)使用。在開始檢測前以及在檢測的過程中，一旦接收到中斷檢測信號(hào)，就立即停止檢測。實(shí)施例1,如圖1所不，本實(shí)施例公開了一種利用上述方法1-3中任一方法對(duì)蓄電池健康狀態(tài)進(jìn)行在線檢測的裝置，該裝置包括:與電源相連接的運(yùn)算控制單元I，該運(yùn)算控制單元通過通信模塊2與外部進(jìn)行通信，通信的內(nèi)容包括接收中斷檢測信號(hào)以及輸出蓄電池的健康狀態(tài)信號(hào)；可以控制充電電路斷開和接通的開關(guān)3，該開關(guān)與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；可以與蓄電池組成直流放電回路的直流放電單元4，如圖2所示，該直流放電單元包括負(fù)載41和開關(guān)42，該開關(guān)與運(yùn)算控制單元I相連接并受其控制，所述的負(fù)載可以是與蓄電池連接的負(fù)載電路中的現(xiàn)成器件，以風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)為例，可以把電機(jī)作為負(fù)載使用；能夠發(fā)出定頻率的交流信號(hào)的交流恒流發(fā)生裝置5，該交流恒流發(fā)生裝置與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制，在接收到運(yùn)算控制單元發(fā)出的發(fā)送指令后即向蓄電池發(fā)出定頻率的交流信號(hào)；測量單元6，該測量單元包括用于測量蓄電池直流電壓值的電壓測量模塊61、分別采集上述發(fā)生裝置的交流電壓信號(hào)和蓄電池的交流電壓信號(hào)，并對(duì)兩者進(jìn)行乘法運(yùn)算的乘法器62、與乘法器相連用來濾除運(yùn)算結(jié)果中的交流電壓分量的低通濾波器63 ;在乘法器和低通濾波器之間還包括有對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行放大的放大器64 ；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元7，該單元把測量單元的測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入運(yùn)算控制單元I。運(yùn)算控制單元與交流恒流發(fā)生裝置、測量單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間的電路連接示意圖如圖3所示。運(yùn)算控制單元可以根據(jù)上述方法1-3中任一方法，控制上述的各個(gè)單元和模塊獲得測量結(jié)果并對(duì)所獲得的測量結(jié)果進(jìn)行處理，最終得到蓄電池的健康狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置，其特征在于，該裝置包括:與電源相連接的運(yùn)算控制單元，該運(yùn)算控制單元通過通信模塊與外部進(jìn)行通信；可以控制充電電路斷開和接通的開關(guān)，該開關(guān)與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；可以與蓄電池組成直流放電回路的直流放電單元，該直流放電單元包括負(fù)載和開關(guān)，該開關(guān)與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；能夠發(fā)出定頻率的交流信號(hào)的交流恒流發(fā)生裝置，該交流恒流發(fā)生裝置與運(yùn)算控制單元相連接并受其控制；測量單元，該測量單元包括電壓測量模塊、分別采集上述發(fā)生裝置的交流電壓信號(hào)和蓄電池的交流電壓信號(hào)，并對(duì)兩者進(jìn)行乘法運(yùn)算的乘法器、與乘法器相連用來濾除運(yùn)算結(jié)果中的交流電壓分量的低通濾波器；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，該單元把測量單元的測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入運(yùn)算控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置，其特征在于:在乘法器和低通濾波器之間還包括有對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行放大的放大器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種蓄電池健康狀態(tài)的在線檢測裝置，該裝置包括與電源相連接的運(yùn)算控制單元，該運(yùn)算控制單元通過通信模塊與外部進(jìn)行通信；可以控制充電電路斷開和接通的開關(guān)；可以與蓄電池組成直流放電回路的直流放電單元，該直流放電單元包括負(fù)載和開關(guān)；能夠發(fā)出定頻率的交流信號(hào)的交流恒流發(fā)生裝置；測量單元；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，該單元把測量單元的測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入運(yùn)算控制單元。本實(shí)用新型所公開的在線檢測裝置，增加了直流放電單元和測量單元，并用運(yùn)算控制單元來對(duì)上述兩單元進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確檢測蓄電池的健康狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK202956478SQ20122057919
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月27日
發(fā)明者江顯平, 王謙, 鞏長義, 曲吉楨, 孫鵬飛, 席文靜 申請(qǐng)人:埃斯倍風(fēng)電科技(青島)有限公司