專利名稱：蓄電池檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種蓄電池參數(shù)測(cè)試裝置，主要由流通路、檢測(cè)顯示部分、控制部分和保護(hù)支路等幾部分組成。
鎘鎳蓄電池的電壓曲線平直，難于從其端電壓確定荷電情況，也不能象鉛酸蓄電池那樣，通過電液的比重來判斷其荷電情況。在CN89102079.9中公開了西德哈布拉公司一種檢測(cè)鎘鎳蓄電池狀態(tài)的方法，其方法是在對(duì)鎘鎳蓄電池充電的過程中插入短時(shí)間的放電階段，以測(cè)定其內(nèi)阻，從而得知荷電狀態(tài)等信息。此方案實(shí)施起來比較復(fù)雜，難于推廣，也不準(zhǔn)確。
本實(shí)用新型的目的，就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種方便、實(shí)用，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)鎘鎳蓄電池及各種蓄電池的容量等參數(shù)，尤其是能在不斷電的情況下，直接檢測(cè)處于備用狀態(tài)的蓄電池組的荷電狀態(tài)或蓄電能力的裝置。
本蓄電池檢測(cè)裝置，主要由電流通路、檢測(cè)顯示部分、控制部分和保護(hù)支路等幾部分組成。檢測(cè)時(shí)用導(dǎo)線將裝置連接于某蓄電池的兩極。其檢測(cè)方式的特征在于1.蓄電池先通過放電支路放電，在完成電量檢測(cè)后，再對(duì)蓄電池充電，使其恢復(fù)原有容量或充滿?；蚴鞘剐铍姵厮矔r(shí)放電，根據(jù)其端電壓的變化，檢測(cè)其內(nèi)阻及定性地了解其荷電情況。2.能在不影響電池組備用狀態(tài)的情況下，直接抽查某蓄電池來了解蓄電池組的荷電情況，或檢出失效電池。3.在檢測(cè)過程中，電網(wǎng)可能突然停電，備用蓄電池組將向負(fù)載供電，該裝置特有的保護(hù)支路能夠防止被測(cè)蓄電池因過放電而損壞，又不會(huì)斷電，使檢測(cè)在絕對(duì)安全可靠的情況下進(jìn)行。
該裝置的特征在于1.其電流通路由放電支路2和充電支路3構(gòu)成。2.有一由整流二極管或整流二極管和輔助蓄電池構(gòu)成的保護(hù)支路1。3.放電支路2可以由電阻、檢流元件及開關(guān)元件等組成，也可以由電阻、半導(dǎo)體晶體管等組成。充電支路3可由直流電源、電阻和或半導(dǎo)體晶體管及開關(guān)元件等組成。如

圖1(a)。通過對(duì)電流信號(hào)的檢測(cè)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量值加以顯示。電流信號(hào)由分流器、電阻、直流互感器等檢流元件得到。電量轉(zhuǎn)換可以有多種方式，如通過電子線路對(duì)電流信號(hào)積分或通過微機(jī)的積分程序等方式實(shí)現(xiàn)。工作時(shí)，控制部分5根據(jù)被測(cè)蓄電池的狀態(tài)，如電壓、溫度變化等物理信號(hào)或根據(jù)需要，控制充、放電過程，使充、放電支路2、3接通或關(guān)斷。檢測(cè)顯示4和控制部分5的功能也可由微機(jī)一并完成。保護(hù)支路1則是利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，以及輔助蓄電池提供電勢(shì)V(E2)，保證被測(cè)蓄電池端電壓不低于－V(D)或V(E2)－V(D)，V(D)為二極管的正向壓降。在對(duì)蓄電池組中的某電池進(jìn)行抽查時(shí)，由于該裝置僅跨接在某蓄電池的兩端進(jìn)行充、放電，故對(duì)由多個(gè)蓄電池組成的電池組的工作狀態(tài)幾乎沒有影響。因有保護(hù)支路1，故可利用該裝置跨接在被檢出的失效蓄電池的兩側(cè)，將其直接從蓄電池阻中拆除和更換，而不會(huì)出現(xiàn)斷電的危險(xiǎn)。當(dāng)需要測(cè)定蓄電池的蓄電能力時(shí)，則先將其充滿后，再測(cè)出容量。由于蓄電池的充放電效率＝輸出容量／充入容量，故可利用該裝置測(cè)得此效率。
本實(shí)用新型的目的還可以通過如下方式來實(shí)現(xiàn)，即由恒流放電支路2、電壓取樣部分6、差值運(yùn)算部分7、顯示部分8等組成。如圖1(b)。蓄電池荷電量與內(nèi)阻Ri有關(guān)，而Ri＝ΔU／I，由于采用恒流放電，I為定值，故可方便地通過對(duì)蓄電池的室載電壓與負(fù)載電壓的差值Δu的檢測(cè)，對(duì)容量加以估計(jì)。檢測(cè)時(shí)，分別對(duì)其空載電壓和通過電流后的端電壓取樣，作減法運(yùn)算，并將結(jié)果顯示?？衫梦C(jī)對(duì)電壓信號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后貯存并運(yùn)算，也可利用電壓取樣保持電路和差值放大電路求得Δu。并可算出內(nèi)阻Ri。此檢測(cè)可瞬間完成。附圖的圖面說明如下圖1為本蓄電池檢測(cè)裝置的原理框圖。圖1(a)中，1為保護(hù)支路，2為放電支路，3為充電支路，4為檢測(cè)顯示部分。圖1(b)中，2為恒流放電支路，6為電壓檢測(cè)部分，7為電壓差值運(yùn)算部分，8為顯示部分。
圖2、圖3為本蓄電池檢測(cè)裝置的兩實(shí)施例原理圖。
下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例對(duì)該蓄電池檢測(cè)裝置作進(jìn)一步說明。
圖2中，其放電回路由三極管A1和電阻R1組成。充電回路由D1～D4組成的整流電源及三極管A2、電阻R2組成，整流電源的輸出電壓為1.2～5伏(如1.2伏、3伏、5伏)。放大器A3、電阻R3、R4、R5、R6及放大器A4，電阻R7、R8、R9、R10分別使A1、A2處于恒流工作狀態(tài)。A1、A2亦兼作充、放支路的開關(guān)元件。這里，電量值等于電流與時(shí)間的乘積，故電量檢測(cè)顯示部分為一可以控制的時(shí)鐘電路，由時(shí)基電路A9、或門A10和組合計(jì)數(shù)顯示模塊A11等組成。A10作為輸入時(shí)鐘詠沖的控制門，R11、C1為清“0”電路。當(dāng)被測(cè)蓄電池端電壓V(E)高于比較器A5的給定電壓(1V)時(shí)，雙穩(wěn)電路A6輸出Q1為高電平，A2柵極為低電平而被封鎖，而A1導(dǎo)通，被測(cè)蓄電池通過放電支路放電。同時(shí)Q1、Q2為低電平，A10打開，時(shí)鐘電路開始計(jì)時(shí)。當(dāng)放電到V(E)低于給定電壓(IV)時(shí)，A5翻轉(zhuǎn)，Q1為高電平，A1被封鎖，放電完成。計(jì)時(shí)脈沖通過A10被封鎖，停止計(jì)時(shí)，顯示值和相應(yīng)的電量值對(duì)應(yīng)。同時(shí)A2導(dǎo)通，整流電源通過A2、R2向E補(bǔ)充電。當(dāng)V(E)大于A7的給定電壓(1.5V)時(shí)，雙穩(wěn)電路A8翻轉(zhuǎn)，Q2為高電平，A2截止，充電完畢。保護(hù)支路由輔助蓄電池E2和整流二極管D組成。當(dāng)電網(wǎng)斷電，蓄電池組向負(fù)載供電時(shí)，E放電至V(E)接近V(E2)－V(D)時(shí)，絕大部分工作電流將從保護(hù)支路流過，避免E因過放電而損壞。
若進(jìn)行內(nèi)阻及定性檢測(cè)，開始時(shí)，開關(guān)K1位置“1”，Q3為高電平，A1截止，E的空載端電壓被取樣保持電路A12保持。當(dāng)K1置于“2”，A1導(dǎo)通，放大器A13對(duì)E的端電壓和A12保持的電壓的差值Δu放大，并通過電壓表A14將結(jié)果顯示。熱敏電阻Rt用于補(bǔ)償由溫度引起的測(cè)量誤差。有關(guān)元件的參數(shù)為A1、A2，MTE20N60；E2為GNY2－10；D、D1～D4為10A；R1、R2為0.1Ω、2W；A3、A4、A5、A7、A12、A13為MA174；A6 A8、A9為NE555；A10為T063；A11為CLC412；R3、R5、R6、R7、R9、R10為10K；R4、R8為1M。
圖3為另一實(shí)施例。其放電支路由電阻R1，分流器F1組成；充電支路由開關(guān)電源DC、電阻R2及分流器F2組成。放、充電支路的開關(guān)元件為繼電器JF、JC。保護(hù)支路由整流二極管D構(gòu)成。檢測(cè)時(shí)，被測(cè)電池E先通過JF常閉觸點(diǎn)向放電支路放電。當(dāng)V(E)低于給定電壓值(IV)時(shí)，比較器A5輸出高電平，三極管TI導(dǎo)通，JF吸合并保持，放電停止。這時(shí)，充電支路的整流電源通過閉合的JF常開能點(diǎn)及JC的常閉觸點(diǎn)對(duì)E充電。當(dāng)E充滿，其溫度上升，貼附在E表面的熱敏電阻Rt阻值下降，比較器A6輸出高電平，三極管T2導(dǎo)通，JC吸合，充電停止。電流檢測(cè)信號(hào)I1、I2通過放大器A1、A3放大，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器A2、A4模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸入微機(jī)A8進(jìn)行積分運(yùn)算，并將電量值顯示。若需對(duì)E進(jìn)行等量充電，則在充電過程中，通過相應(yīng)程序，讓計(jì)算機(jī)對(duì)充電量值與前面貯存的放電量值進(jìn)行比較，當(dāng)二者相等時(shí)，其輸出端O2將為高電平，通過二極管D6使三極管T2導(dǎo)通，JC吸合，充電停，從而實(shí)現(xiàn)等量充電。若先按下按鈕K，裝置將先對(duì)E充滿電，然后再按前面的工作順序檢測(cè)，便可得知E的蓄電能力及了解是否失效。該裝置還可以將外電路上蓄電池組的分流器上的電流信號(hào)引入，從而可對(duì)整個(gè)蓄電池組的充、放電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本例中，F(xiàn)1、F2，10A；R1、R2，0.35、15W；JF、JC，－12V；A8，TD－Ⅱ微處理機(jī)。A1、A3、A5、A6為MA741，A2、A4為B5193，R3～R14為10K；R15、R16為1M；T1、T2為3DA；D，10A；D5、D6、D7為2CP12，DC為5A、3V。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下些優(yōu)點(diǎn)1.能準(zhǔn)確、方便地完成對(duì)蓄電池的荷電情況或蓄電能力的檢測(cè)，并恢復(fù)其容量。2.由于具有特有的保護(hù)支路，該裝置能在不解開電路的情況下，可靠地對(duì)運(yùn)行設(shè)備中的蓄電池組的荷電情況或蓄電能力進(jìn)行抽查，且可利用該裝置直接對(duì)失效蓄電進(jìn)行拆換。3.可快速對(duì)蓄電池容量進(jìn)行定性檢測(cè)。使用靈活、方便、準(zhǔn)確、價(jià)格低廉、易于實(shí)施，對(duì)于提高蓄電池使用的可靠性，將會(huì)產(chǎn)生積極的作用。
權(quán)利要求1.一種蓄電池檢測(cè)裝置，主要由電流通路、檢測(cè)顯示部分和控制部分組成，其特征在于，電流通路為一放電支路、一充電支路和一保護(hù)支路并聯(lián)構(gòu)成，其中放電支路由電阻和開關(guān)元件串聯(lián)構(gòu)成，充電支路由直流整流電源與開關(guān)元件串聯(lián)構(gòu)成，保護(hù)支路為一整流二極管，二極管的極性與充電支路的輸出電壓極性反向連接。
2.按權(quán)利要求1所述的蓄電池檢測(cè)裝置，其特征在于，其放電支路由電阻、檢流元件和開關(guān)元件構(gòu)成，或是由電阻、晶體管串聯(lián)構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1所述的蓄電池檢測(cè)裝置，其特征在于，其充電支路由直流整流電源、電阻和晶體管串聯(lián)構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1所述的蓄電池檢測(cè)裝置，特征在于，其保護(hù)支路由一整流二極管和一輔助蓄電池串聯(lián)構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求1所述的蓄電池檢測(cè)裝置，其特征在于，充電支路的直流輸出電壓值為1.2～5伏。
6.按權(quán)利要求1所述的蓄電池檢測(cè)裝置，其特征在于內(nèi)部有一蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)部分，由電壓取樣、差值運(yùn)算和相應(yīng)的顯示部分構(gòu)成，電壓取樣部分的輸入端通過開關(guān)元件或直接與裝置的輸出端相連，差值運(yùn)算部分的輸入端與電壓取樣回路的輸出端相連。
專利摘要本實(shí)用新型蓄電池檢測(cè)裝置，內(nèi)部設(shè)有并聯(lián)的充電、放電和斷電保護(hù)支路，并設(shè)有蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)部分，能直接對(duì)處于備用或浮充狀態(tài)的蓄電池組中某電池的現(xiàn)有容量、蓄電能力、效率、內(nèi)阻等參數(shù)進(jìn)行定性或定量的在線抽測(cè)，檢測(cè)時(shí)不會(huì)因電源突然斷電而使被測(cè)電池因反向充電而損壞或使蓄電池組負(fù)載出現(xiàn)斷電的危險(xiǎn)。該裝置既可作單獨(dú)的測(cè)試儀器，也可作為低壓柜的功能單元使用，特別適宜于鎘鎳蓄電池組的帶電檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK2171873SQ9323840
公開日1994年7月13日 申請(qǐng)日期1993年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月1日
發(fā)明者李宏仁 申請(qǐng)人:李宏仁