机载电池充放电在线检定装置及其检测方法与流程

本发明涉及测控技术与仪器，特别是涉及一种机载电池充放电在线检定装置。

背景技术：

机载电池在使用之前要进行充放电实验，在实验过程中为了评价电池的性能指标，需要对充放电过程中的电压和电流参数进行检定。传统的检定方法存在以下二点不足：一是直接采用电压测量仪表搭接在接头上，信号连接不可靠；二是该方法仅实现了电压参数的检定，无法实现电流参数的检定。

技术实现要素：

针对机载电池充放电参数检定尚没有专用的检定装置，本发明提供了一种机载电池充放电在线检定装置，通过对机载电池充放电在校检定方法的研究，设计了在校检定装置的系统结构和计量方法。

本装置串联在充电回路中，充电装置通过测试输入电缆连接到检定装置，检定装置的测试输出电缆连接到机载电池；本发明还可以通过计量输入接头输入高精度检定信号，通过计量输出接头输出到高精度测量仪表进行显示，其组成包括：内部结构、外部结构、前面板和后面板；

所述的内部结构，其组成包括分流器、散热风扇、测量仪表、主控板、AC/DC电源和RS232；

所述的外部结构，其组成包括插头、护柄、充电设备和机载电池；

所述的前盖板，其组成包括机载电缆航插、计量输出插孔、电压/电流切换开关、显控单元；

所述的后盖板，其组成包括充电器插孔、计量输入接线柱；

其中，分流器串联在充电回路的高电平一侧；测量仪表的高电平输入端连接到充电设备输出的高电平一侧；测量仪表的低电平输入端通过电压/电流切换开关可以连接到充电设备输出的低电平一侧，以实现充电电压测量；测量仪表的低电平输入端通过切换开关又可以连接到分流器的低电平端，以实现分流器两端的电压测量，进而结算出充电电流；主控板通过RS232与测量仪表相连，控制测量仪表的操作并将测量结果读出；显控单元通过串口与主控板相连，显示主控板结算的测量结果；计量输入接线柱与充电器插孔并联；计量输出插孔与测量仪表的输入端并联；机载电池通过连接电缆上的插头、护柄与机载电缆航插相连，进而与充电回路相连；散热风扇安装于分流器上面，为分流器降温；AC-DC电源与散热风扇、显控单元、主控板相连，为其提供工作电能；

所述的分流器采用GuildLine Instruments的9230a-100型分流器作为进入电气回路的负载；所述的测量仪表采用Agilent的34401A六位半电压表作为参数的测量仪表；所述的显控单元采用DW-6448-056-TN03W；所述的主控板以STM32F407为核心设计。

设计了机载电池充放电在线检定装置的电压参数计量方法：

1）取下检定机箱后面板上的测试输入电缆，将高精度电压源的输出线缆接头接入后面板的计量输入接线柱；

2)取下检定机箱前面板的测试输出电缆，将高精度电压表的输入线缆插头插入前面板上的计量输出插孔；

3)将前面板的切换开关调节到“电压”侧；

4)记录高精度电压表的显示值与检定系统显示的电压结果，并计算偏差是否满足计量指标；

5)将偏差结果输入检定装置的内部存储单元，修正检定的数据，提高装置的检定精度。

设计了机载电池充放电在线检定装置的电流参数计量方法：

电流参数的检定过程比较特殊，为了实现电流的回路，设计了短路连接电缆及插头，使得分流器和电流源构成回路，分流器成为了唯有负载；

1）取下检定机箱后面板上的测试输入电缆，将高精度电流源的输出线缆接头接入后面板的计量输入接线柱；

2)取下检定机箱前面板的测试输出电缆，用短路电缆将前面板的测试输出航插直接短路；

3)将高精度电压表的输入线缆插头插入前面板上的计量输出插孔；

4)将前面板的切换开关调节到“电流”侧；

5)记录高精度电压表的显示值，乘以100（负载是0.01欧姆的分流器）得到电流值，与检定系统显示的电流结果比较，并计算偏差是否满足计量指标；将偏差结果输入检定装置的内部存储单元，修正检定的数据，提高装置的检定精度。

本发明的工作原理如下：

本装置可直接串联接入充电回路，在充电过程中实现电参数的检定，在检定装置以分流器为负载，结合高精度电压表、显控单元、主控单元、切换开关、连接插孔、快速航插和连接电缆和插头等设计了在线检定系统，其中，分流器为高精密电阻（0.01欧姆），电压测量仪表通过切换开关可以测量分流器两端电压和充电器的充电电压，分流器两端电压乘以100可实现对充电回路电流的检定；充电器的充电电压测量可实现电压参数的检定；

本装置的前面板和后面板，内部设备通过后面板实现充电设备的电气连接，通过前面板实现与机载电池的电气连接；

本装置设计了机载电池的连接插头和护柄，根据机载电池接口的机械特点，设计了一种中空多片式插头结构，在连接机载电池时能够大幅度增加接触面积，通过可靠地电气连接，满足大电流检定的设计要求。护柄既方便插拔过程又提供了安全防护。

本发明的有益效果：可直接串联在充放电回路中，在充放电过程中实现信号的实时检定，不但实现了信号的可靠连接，而且实现了电压和电流参数的全部检定，根据装置结构特点，可根据计量结果对测试数据进行修正，以提高检定系统的精度，满足测试的指标要求。

附图说明

图1为在线检定装置结构图；

图2为插头结构图；

图3为护柄结构图；

图4为机箱前面板图；

图5为机箱后面板。

图中：1为充电器插孔、2为计量输入接线柱、3为电压/电流切换开关、4为分流器、5为测量仪表、6为主控板、7为显控单元、8为机载电缆航插、9为计量输出插孔、10为RS232、11为插头、12为护柄、13为散热风扇、14为AC-DC电源、15为充电设备、16为机载电池。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本装置的结构如图1所示，包括：内部结构、外部结构、前盖板和后盖板；

所述的内部结构，其组成包括分流器4、散热风扇13、测量仪表5、主控板6、AC/DC电源14和RS232 10；

所述的外部结构，其组成包括插头11、护柄12、充电设备15和机载电池16；

所述的前盖板，其组成包括机载电缆航插8、计量输出插孔9、电压/电流切换开关3、显控单元7；

所述的后盖板，其组成包括充电器插孔1、计量输入接线柱2；

其中，分流器4串联在充电回路的高电平一侧；测量仪表5的高电平输入端连接到充电设备15输出的高电平一侧；测量仪表5的低电平输入端通过电压/电流切换开关3可以连接到充电设备15输出的低电平一侧，以实现充电电压测量；测量仪表5的低电平输入端通过切换开关又可以连接到分流器4的低电平端，以实现分流器4两端的电压测量，进而结算出充电电流；主控板6通过RS232 10与测量仪表5相连，控制测量仪表5的操作并将测量结果读出；显控单元7通过串口与主控板6相连，显示主控板6结算的测量结果；计量输入接线柱2与充电器插孔1并联；计量输出插孔9与测量仪表5的输入端并联；机载电池16通过连接电缆上的插头11、护柄12与机载电缆航插8相连，进而与充电回路相连；风扇13安装于分流器4上面，为分流器降温；AC-DC电源14与散热风扇13、显控单元7、主控板6相连，为其提供工作电能；

所述的分流器4采用GuildLine Instruments的9230a-100型分流器作为进入电气回路的负载；所述的测量仪表5采用Agilent的34401A六位半电压表作为参数的测量仪表；所述的显控单元7采用DW-6448-056-TN03W；所述的主控板6以STM32F407为核心设计。

设计了检定装置的电压参数计量方法：

1）取下检定机箱后面板上的测试输入电缆，将高精度电压源的输出线缆接头接入后面板的计量输入接线柱2；

2)取下检定机箱前面板的测试输出电缆，将高精度电压表的输入线缆插头插入前面板上的计量输出插孔9；

3)将前面板的电压/电流切换开关3调节到“电压”侧；

4)记录高精度电压表的显示值与检定系统显示的电压结果，并计算偏差是否满足计量指标；

5)将偏差结果输入检定装置的内部存储单元，修正检定的数据，提高装置的检定精度。

设计了检定装置的电流参数计量方法：

电流参数的检定过程比较特殊，为了实现电流的回路，设计了短路连接电缆及插头，使得分流器4和电流源构成回路，分流器4成为了唯有负载；

1)取下检定机箱后面板上的测试输入电缆，将高精度电流源的输出线缆接头接入后面板的计量输入接线柱2；

2)取下检定机箱前面板的测试输出电缆，用短路电缆将前面板的测试输出航插直接短路；

3)将高精度电压表的输入线缆插头插入前面板上的计量输出插孔9；

4)将前面板的切换开关调节到“电流”侧；

5)记录高精度电压表的显示值，乘以100（负载是0.01欧姆的分流器）得到电流值，与检定系统显示的电流结果比较，并计算偏差是否满足计量指标；将偏差结果输入检定装置的内部存储单元，修正检定的数据，提高装置的检定精度。