专利名称：蓄电池检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种蓄电池参数测试装置，主要由流通路、检测显示部分、控制部分和保护支路等几部分组成。
镉镍蓄电池的电压曲线平直，难于从其端电压确定荷电情况，也不能象铅酸蓄电池那样，通过电液的比重来判断其荷电情况。在CN89102079.9中公开了西德哈布拉公司一种检测镉镍蓄电池状态的方法，其方法是在对镉镍蓄电池充电的过程中插入短时间的放电阶段，以测定其内阻，从而得知荷电状态等信息。此方案实施起来比较复杂，难于推广，也不准确。
本实用新型的目的，就是为克服现有技术的不足，而提供一种方便、实用，能够准确检测镉镍蓄电池及各种蓄电池的容量等参数，尤其是能在不断电的情况下，直接检测处于备用状态的蓄电池组的荷电状态或蓄电能力的装置。
本蓄电池检测装置，主要由电流通路、检测显示部分、控制部分和保护支路等几部分组成。检测时用导线将装置连接于某蓄电池的两极。其检测方式的特征在于1.蓄电池先通过放电支路放电，在完成电量检测后，再对蓄电池充电，使其恢复原有容量或充满。或是使蓄电池瞬时放电，根据其端电压的变化，检测其内阻及定性地了解其荷电情况。2.能在不影响电池组备用状态的情况下，直接抽查某蓄电池来了解蓄电池组的荷电情况，或检出失效电池。3.在检测过程中，电网可能突然停电，备用蓄电池组将向负载供电，该装置特有的保护支路能够防止被测蓄电池因过放电而损坏，又不会断电，使检测在绝对安全可靠的情况下进行。
该装置的特征在于1.其电流通路由放电支路2和充电支路3构成。2.有一由整流二极管或整流二极管和辅助蓄电池构成的保护支路1。3.放电支路2可以由电阻、检流元件及开关元件等组成，也可以由电阻、半导体晶体管等组成。充电支路3可由直流电源、电阻和或半导体晶体管及开关元件等组成。如
图1(a)。通过对电流信号的检测，转换成相应的电量值加以显示。电流信号由分流器、电阻、直流互感器等检流元件得到。电量转换可以有多种方式，如通过电子线路对电流信号积分或通过微机的积分程序等方式实现。工作时，控制部分5根据被测蓄电池的状态，如电压、温度变化等物理信号或根据需要，控制充、放电过程，使充、放电支路2、3接通或关断。检测显示4和控制部分5的功能也可由微机一并完成。保护支路1则是利用二极管的单向导电特性，以及辅助蓄电池提供电势V(E2)，保证被测蓄电池端电压不低于－V(D)或V(E2)－V(D)，V(D)为二极管的正向压降。在对蓄电池组中的某电池进行抽查时，由于该装置仅跨接在某蓄电池的两端进行充、放电，故对由多个蓄电池组成的电池组的工作状态几乎没有影响。因有保护支路1，故可利用该装置跨接在被检出的失效蓄电池的两侧，将其直接从蓄电池阻中拆除和更换，而不会出现断电的危险。当需要测定蓄电池的蓄电能力时，则先将其充满后，再测出容量。由于蓄电池的充放电效率＝输出容量／充入容量，故可利用该装置测得此效率。
本实用新型的目的还可以通过如下方式来实现，即由恒流放电支路2、电压取样部分6、差值运算部分7、显示部分8等组成。如图1(b)。蓄电池荷电量与内阻Ri有关，而Ri＝ΔU／I，由于采用恒流放电，I为定值，故可方便地通过对蓄电池的室载电压与负载电压的差值Δu的检测，对容量加以估计。检测时，分别对其空载电压和通过电流后的端电压取样，作减法运算，并将结果显示。可利用微机对电压信号经A／D转换后贮存并运算，也可利用电压取样保持电路和差值放大电路求得Δu。并可算出内阻Ri。此检测可瞬间完成。附图的图面说明如下图1为本蓄电池检测装置的原理框图。图1(a)中，1为保护支路，2为放电支路，3为充电支路，4为检测显示部分。图1(b)中，2为恒流放电支路，6为电压检测部分，7为电压差值运算部分，8为显示部分。
图2、图3为本蓄电池检测装置的两实施例原理图。
下面结合两个实施例对该蓄电池检测装置作进一步说明。
图2中，其放电回路由三极管A1和电阻R1组成。充电回路由D1～D4组成的整流电源及三极管A2、电阻R2组成，整流电源的输出电压为1.2～5伏(如1.2伏、3伏、5伏)。放大器A3、电阻R3、R4、R5、R6及放大器A4，电阻R7、R8、R9、R10分别使A1、A2处于恒流工作状态。A1、A2亦兼作充、放支路的开关元件。这里，电量值等于电流与时间的乘积，故电量检测显示部分为一可以控制的时钟电路，由时基电路A9、或门A10和组合计数显示模块A11等组成。A10作为输入时钟咏冲的控制门，R11、C1为清“0”电路。当被测蓄电池端电压V(E)高于比较器A5的给定电压(1V)时，双稳电路A6输出Q1为高电平，A2栅极为低电平而被封锁，而A1导通，被测蓄电池通过放电支路放电。同时Q1、Q2为低电平，A10打开，时钟电路开始计时。当放电到V(E)低于给定电压(IV)时，A5翻转，Q1为高电平，A1被封锁，放电完成。计时脉冲通过A10被封锁，停止计时，显示值和相应的电量值对应。同时A2导通，整流电源通过A2、R2向E补充电。当V(E)大于A7的给定电压(1.5V)时，双稳电路A8翻转，Q2为高电平，A2截止，充电完毕。保护支路由辅助蓄电池E2和整流二极管D组成。当电网断电，蓄电池组向负载供电时，E放电至V(E)接近V(E2)－V(D)时，绝大部分工作电流将从保护支路流过，避免E因过放电而损坏。
若进行内阻及定性检测，开始时，开关K1位置“1”，Q3为高电平，A1截止，E的空载端电压被取样保持电路A12保持。当K1置于“2”，A1导通，放大器A13对E的端电压和A12保持的电压的差值Δu放大，并通过电压表A14将结果显示。热敏电阻Rt用于补偿由温度引起的测量误差。有关元件的参数为A1、A2，MTE20N60；E2为GNY2－10；D、D1～D4为10A；R1、R2为0.1Ω、2W；A3、A4、A5、A7、A12、A13为MA174；A6 A8、A9为NE555；A10为T063；A11为CLC412；R3、R5、R6、R7、R9、R10为10K；R4、R8为1M。
图3为另一实施例。其放电支路由电阻R1，分流器F1组成；充电支路由开关电源DC、电阻R2及分流器F2组成。放、充电支路的开关元件为继电器JF、JC。保护支路由整流二极管D构成。检测时，被测电池E先通过JF常闭触点向放电支路放电。当V(E)低于给定电压值(IV)时，比较器A5输出高电平，三极管TI导通，JF吸合并保持，放电停止。这时，充电支路的整流电源通过闭合的JF常开能点及JC的常闭触点对E充电。当E充满，其温度上升，贴附在E表面的热敏电阻Rt阻值下降，比较器A6输出高电平，三极管T2导通，JC吸合，充电停止。电流检测信号I1、I2通过放大器A1、A3放大，经A／D转换器A2、A4模数转换后，输入微机A8进行积分运算，并将电量值显示。若需对E进行等量充电，则在充电过程中，通过相应程序，让计算机对充电量值与前面贮存的放电量值进行比较，当二者相等时，其输出端O2将为高电平，通过二极管D6使三极管T2导通，JC吸合，充电停，从而实现等量充电。若先按下按钮K，装置将先对E充满电，然后再按前面的工作顺序检测，便可得知E的蓄电能力及了解是否失效。该装置还可以将外电路上蓄电池组的分流器上的电流信号引入，从而可对整个蓄电池组的充、放电情况进行监测。本例中，F1、F2，10A；R1、R2，0.35、15W；JF、JC，－12V；A8，TD－Ⅱ微处理机。A1、A3、A5、A6为MA741，A2、A4为B5193，R3～R14为10K；R15、R16为1M；T1、T2为3DA；D，10A；D5、D6、D7为2CP12，DC为5A、3V。
与现有技术相比，本实用新型有如下些优点1.能准确、方便地完成对蓄电池的荷电情况或蓄电能力的检测，并恢复其容量。2.由于具有特有的保护支路，该装置能在不解开电路的情况下，可靠地对运行设备中的蓄电池组的荷电情况或蓄电能力进行抽查，且可利用该装置直接对失效蓄电进行拆换。3.可快速对蓄电池容量进行定性检测。使用灵活、方便、准确、价格低廉、易于实施，对于提高蓄电池使用的可靠性，将会产生积极的作用。
权利要求1.一种蓄电池检测装置，主要由电流通路、检测显示部分和控制部分组成，其特征在于，电流通路为一放电支路、一充电支路和一保护支路并联构成，其中放电支路由电阻和开关元件串联构成，充电支路由直流整流电源与开关元件串联构成，保护支路为一整流二极管，二极管的极性与充电支路的输出电压极性反向连接。
2.按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于，其放电支路由电阻、检流元件和开关元件构成，或是由电阻、晶体管串联构成。
3.按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于，其充电支路由直流整流电源、电阻和晶体管串联构成。
4.按权利要求1所述的蓄电池检测装置，特征在于，其保护支路由一整流二极管和一辅助蓄电池串联构成。
5.按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于，充电支路的直流输出电压值为1.2～5伏。
6.按权利要求1所述的蓄电池检测装置，其特征在于内部有一蓄电池内阻检测部分，由电压取样、差值运算和相应的显示部分构成，电压取样部分的输入端通过开关元件或直接与装置的输出端相连，差值运算部分的输入端与电压取样回路的输出端相连。
专利摘要本实用新型蓄电池检测装置，内部设有并联的充电、放电和断电保护支路，并设有蓄电池内阻检测部分，能直接对处于备用或浮充状态的蓄电池组中某电池的现有容量、蓄电能力、效率、内阻等参数进行定性或定量的在线抽测，检测时不会因电源突然断电而使被测电池因反向充电而损坏或使蓄电池组负载出现断电的危险。该装置既可作单独的测试仪器，也可作为低压柜的功能单元使用，特别适宜于镉镍蓄电池组的带电检测。
文档编号G01R31/36GK2171873SQ9323840
公开日1994年7月13日 申请日期1993年4月1日 优先权日1993年4月1日
发明者李宏仁 申请人:李宏仁