蓄电池检测电路和系统的制作方法

本实用新型涉及蓄电池检测领域，特别是涉及一种蓄电池检测电路和系统。

背景技术：

蓄电池在人们日常生活中被广泛使用，蓄电池包括在电池正、负极之间起到传导离子作用的电解液，在蓄电池充放电过程中产生的氢气和氧气通过排气阀排出会消耗电解液，使得电解液减少，从而导致电池工作时发热，因此需要维护人员定期查看蓄电池的电解液的液面高度，以便及时补充蒸馏水以调节电解液的浓度，且蓄电池过放时还会导致电池的不可逆硫化，缩短电池使用寿命。

传统方法均是通过维护人员定期对蓄电池进行查看了解异常情况，操作繁琐，且无法实时获取蓄电池的异常情况以进行相关处理。

技术实现要素：

基于此，有必要针对在蓄电池出现异常时无法及时获取蓄电池的异常情况以进行相关处理，提供一种蓄电池检测电路和系统。

一种蓄电池检测电路，包括：

与液面检测注连接的电解液液面检测电路；

与待测蓄电池的正极端连接的电压检测电路；以及

与所述电解液液面检测电路和所述电压检测电路连接的处理电路，所述处理电路包括主控芯片，所述主控芯片的第一输入端与所述电解液液面检测电路的输出端连接，用于根据所述第一输入端的输入信号得到电解液的液面高度；所述主控芯片的第二输入端与所述电压检测电路的输出端连接，用于根据所述第二输入端的输入信号得到蓄电池的工作电压。

在其中一个实施例中，所述电解液液面检测电路包括第一采样电路和第一电压处理电路，所述第一采样电路的输入端与所述液面检测柱连接、输出端与所述第一电压处理电路的输入端连接，所述第一电压处理电路的输出端与所述主控芯片的第一输入端连接。

在其中一个实施例中，所述电压检测电路包括第二采样电路和第二电压处理电路，所述第二采样电路的输入端与所述待测蓄电池的正极端连接、输出端与所述第二电压处理电路的输入端连接，所述第二电压处理电路的输出端与所述主控芯片的第二输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第一采样电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与液面检测柱连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接并接地，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端以及所述第一电压处理电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第一电压处理电路包括第三电阻、第二电容和第一电压跟随器，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第一端和所述第一电容的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二电容的第一端以及第一电压跟随器的同相输入端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第一电压跟随器的反相输入端与所述第一电压跟随器的输出端连接，所述第一电压跟随器的输出端与所述主控芯片的第一输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第二采样电路包括第四电阻、第五电阻和第三电容，所述第四电阻的第一端与所述蓄电池的正极连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第三电容的第一端并接地，所述第三电容的第二端与所述第五电阻的第一端以及所述第二电压处理电路的输入端连接。

在其中一个实施例中，所述第二电压处理电路包括第六电阻、第四电容和第二电压跟随器，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第一端和所述第三电容的第二端连接，所述第六电阻的第二端与所述第四电容的第一端以及所述第二电压跟随器的同相输入端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第二电压跟随器的反相输入端与所述第二电压跟随器的输出端连接，所述第二电压跟随器的输出端与所述主控芯片的第二输入端连接。

在其中一个实施例中，所述处理电路还包括与所述主控芯片的电源输入端连接的稳压电路，所述稳压电路包括稳压二极管、稳压芯片、第五电容、第六电容、第七电容以及第八电容，所述稳压二极管的正极与所述蓄电池正极连接，所述稳压二极管的负极与第五电容的第一端以及所述稳压芯片输入端连接，所述稳压芯片输出端与所述主控芯片的电源输入端连接，所述第五电容的第二端接地，所述第六电容的第一端、第七电容的第一端、第八电容的第一端、所述稳压芯片输出端和所述主控芯片的电源输入端的公共端与电源连接，所述第五电容的第二端、第六电容的第二端、第七电容的第二端和第八电容的第二端连接并接地。

在其中一个实施例中，还包括与所述主控芯片的第一输出端连接的失水报警电路，以及与所述主控芯片的第二输出端连接的欠压报警电路。

一种蓄电池检测系统，包括：设置有液面检测孔的待测蓄电池、通过所述液面检测孔置入待测蓄电池电解液容器内的液面检测柱、以及蓄电池检测电路，液面检测柱通过所述液面检测孔插入至所述待测蓄电池电解液容器内进行电解液液面检测；其中，蓄电池检测电路包括：与液面检测柱连接的电解液液面检测电路；与待测蓄电池的正极端连接的电压检测电路；以及与所述电解液液面检测电路和所述电压检测电路连接的处理电路，所述处理电路包括主控芯片，所述主控芯片的第一输入端与所述电解液液面检测电路的输出端连接，用于根据所述第一输入端的输入信号得到电解液的液面高度；所述主控芯片的第二输入端与所述电压检测电路的输出端连接，用于根据所述第二输入端的输入信号得到蓄电池的工作电压。

上述蓄电池检测电路，通过将液面检测柱置入待测蓄电池电解液容器内并与电解液液面检测电路连接，当液面检测柱接触电解液时，电解液液面检测电路形成电解电流，主控芯片根据电解液液面检测电路的输出信号即可得到电解液的液面高度。同时，通过与待测蓄电池的正极端连接的电压检测电路对待测蓄电池的电压进行检测，主控芯片根据电压检测电路的输出信号得到电压检测结果，以根据电压检测结果了解电池的放电情况。通过上述蓄电池检测电路，可及时了解蓄电池电解液的液面高度以及工作电压，以便在蓄电池出现电解液液面过低或者工作电压过低等异常情况时及时进行处理。

附图说明

图1为一实施例中蓄电池检测电路的结构图；

图2为一实施例中电解液液面检测电路的结构图；

图3为一实施例中电压检测电路的结构图；

图4为另一实施例中蓄电池检测电路的电路结构图；

图5为一实施例中电解液液面检测的示意图；

图6为一实施例中蓄电池检测系统的结构示意图；

图7为另一实施例中液面检测柱和液面检测孔的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

在一实施例中，如图1所示，蓄电池检测电路包括：与液面检测注100连接的电解液液面检测电路200，与待测蓄电池的正极端连接的电压检测电路300，以及与电解液液面检测电路200和电压检测电路300连接的处理电路400。

在本实施例中，液面检测柱100置入待测蓄电池电解液容器内，当液面检测柱100与电解液接触时，会在电解液液面检测电路200形成电解电流，当液面检测柱100未接触到电解液时，则相当于开路，电解液液面检测电路200没有电流流过。因此，液面检测柱伸入容器内的位置，可位于液面高度预警位置，即液面高度低于预警位置时，需要及时补充蒸馏水。

在蓄电池的工作过程中，蓄电池可能会产生不可逆硫化的现象。不可逆硫化简称硫化，是指蓄电池内部负极板的活性物质在一定条件下生成坚硬的、几乎不溶解的硫酸铅，在充电时不能转化为海绵状铅，使得电池容量大大降低的现象。当蓄电池的工作电压低于欠压阈值而继续放电时，过度放电会导致蓄电池产生不可逆硫化，从而缩短蓄电池的使用寿命。

在本实施例中，通过电压检测电路300与待测蓄电池的正极端连接，对电池工作电压进行检测，实时了解蓄电池的工作电压，以便在电压值低于欠压阈值时停止工作，防止蓄电池负极进一步产生不可逆硫化的现象。

控制电路400包括主控芯片410，主控芯片410的第一输入端与电解液液面检测电路200的输出端连接，用于根据第一输入端的输入信号得到电解液的液面高度，主控芯片410的第二输入端与电压检测电路300的输出端连接，用于根据第二输入端的输入信号得到蓄电池的工作电压。

通过上述蓄电池检测电路，可及时了解蓄电池电解液的液面高度以及工作电压，以便在蓄电池出现电解液液面过低时及时补充蒸馏水，维持蓄电池的正常工作，在工作电压过低时及时停止蓄电池的工作，以延长蓄电池的使用寿命。

在一实施例中，如图2所示，电解液液面检测电路200包括第一采样电路 210和第一电压处理电路220，第一采样电路210的输入端与液面检测柱100连接、输出端与第一电压处理电路220的输入端连接，第一电压处理电路220的输出端与主控芯片410的第一输入端连接。第一采样电路210获取第一采样电压，第一采样电压通过第一电压处理电路220处理后发送至处理电路处理，最终获得电解液的液面检测结果。

在另一实施例中，如图3所示，电压检测电路300包括第二采样电路310 和第二电压处理电路320，第二采样电路310的输入端与待测蓄电池的正极端连接、输出端与第二电压处理电路320的输入端连接，第二电压处理电路320的输出端与主控芯片410的第二输入端连接。第二采样电路210获取第二采样电压，第二采样电压通过第二电压处理电路220处理后发送至处理电路处理，最终获得待测蓄电池的工作电压检测结果。

在一具体实施例中，如图4所示，第一采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R5和第一电容C228，第一电阻R1的第一端与液面检测柱W-T连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R5的第一端连接，第二电阻R5的第二端与第一电容C228的第一端连接并接地，第一电容C228的第二端与第二电阻R5的第一端以及第一电压处理电路的输入端连接。

第一电压处理电路包括第三电阻R250、第二电容C227和第一电压跟随器U14A，第三电阻R250的第一端与第二电阻R5的第一端和第一电容C228的第二端连接，第三电阻R250的第二端与第二电容C227的第一端以及第一电压跟随器的同相输入端连接，第二电容C227的第二端接地，第一电压跟随器U14A 的反相输入端与第一电压跟随器U14A的输出端连接，第一电压跟随器U14A的输出端与主控芯片U1的第一输入端连接。

第一电压跟随器U14A的输出端还通过第八电阻R248与主控芯片U1的第一输入端连接，第八电阻R248还并联第十一电容C226和第九电阻R249，以消除自激振荡。

请继续参阅图4，第二采样电路包括第四电阻R3、第五电阻R242和第三电容C221，第四电阻R3的第一端与蓄电池的正极连接，第四电阻R3的第二端与第五电阻R242的第一端连接，第五电阻R242的第二端与第三电容C221的第一端连接并接地，第三电容C221的第二端与第五电阻R242的第一端以及第二电压处理电路的输入端连接。

第二电压处理电路包括第六电阻R4、第四电容C222和第二电压跟随器 U14B，第六电阻R4的第一端与第五电阻R242的第一端和第三电容C221的第二端连接，第六电阻R4的第二端与第四电容C222的第一端以及第二电压跟随器U14B的同相输入端连接，第四电容C222的第二端接地，第二电压跟随器 U14B的反相输入端与第二电压跟随器U14B的输出端连接，第二电压跟随器 U14B的输出端与主控芯片U1的第二输入端连接。

第二电压跟随器U14A的输出端还通过第十电阻R8与主控芯片U1的第二输入端连接，第十电阻R8还并联第十二电容C225和第十一电阻R6，以消除自激振荡。

在一具体实施例中，第一电压跟随器和第二电压跟随器采用LM358双运算放大器。其中，第一电压跟随器采用双电源工作模式，第二电压跟随器采用单电源工作模式，第一电压跟随器的第一同相输入端通过第一采样电路与液面检测柱连接，第二同相输入端与待测蓄电池的正极端连接。

如图4所示，处理电路还包括与主控芯片的电源输入端连接的稳压电路400，稳压电路包括稳压二极管D4、稳压芯片U12、第五电容C2、第六电容C108、第七电容CE25以及第八电容C113，稳压二极管D4的正极与蓄电池正极连接，稳压二极管D4的负极与第五电容C2的第一端以及稳压芯片U12输入端连接，稳压芯片U12输出端与主控芯片U1的电源输入端连接，第六电容C108的第一端、第七电容CE25的第一端、第八电容C113的第一端、稳压芯片U12输出端和主控芯片U1的电源输入端的公共端与电源VDD连接，第五电容C2的第二端、第六电容C108的第二端、第七电容CE25的第二端和第八电容C113的第二端连接并接地。

如图4所示，本实施例中还包括复位电路500，复位电路包括第七电阻R252、第九电容C5、第十电容C6，第七电阻R252的第一端与电源VDD连接，第七电阻R252的第二端与电容C5的第一端以及主控芯片UI的NRET引脚连接，第九电容C5的第二端、第十电容C6的第一端、主控芯片UI的VSS引脚分别接地，第十电容C6的第二端与主控芯片UI的VCAP引脚连接。

在另一实施例中，蓄电池检测电路还包括与主控芯片的第一输出端连接的失水报警电路，以及与主控芯片的第二输出端连接的欠压报警电路。失水报警电路用于当主控芯片检测不到电解液液面检测电路电压时，发出报警信号，提醒工作人员及时给蓄电池补充蒸馏水。欠压报警电路用于当主控芯片检测到蓄电池工作电压低于欠压阈值时，发出报警信号，以便工作人员及时蓄电池。

如图4所示，失水报警电路600通过U1的PC7引脚接入主控芯片，该失水报警电路采用光信号报警电路，包括第十二电阻R12和发光二极管D3，当 U1检测到AIN3引脚未流经电流时，U1的PC7置1，D3发出指示信号。在其他实施例中，失水报警电路也可采用包括其他指示器件的报警电路，比如蜂鸣器，只要能够起到提示作用即可。

欠压报警电路700通过U1的PB4引脚接入主控芯片，该欠压报警电路采用声音报警电路，包括电源VDD、蜂鸣器MK1、开关管Q4以及第十三电阻R9、第十四电阻R7，当U1检测到蓄电池工作电压低于欠压阈值时，U1的PB4置1，蜂鸣器MK1发出声音进行报警。在其他实施例中，欠压报警电路也可采用包括其他指示器件的报警电路，只要能够起到提示作用即可。

通过上述电解液液面检测电路对电解液液面进行检测、电压检测电路对待测蓄电池的电压进行检测，并将检测信号输入至主控芯片，主控芯片根据电压检测电路的输出信号得到电压检测结果，并在检测结果异常时控制报警电路进行报警，以便在蓄电池出现电解液液面过低或者工作电压过低等异常情况时及时进行处理。

在另一实施例中，还提供一种蓄电池检测系统，如图5所示，包括：设置有液面检测孔的待测蓄电池、通过所示液面检测孔置入待测蓄电池电解液容器内的液面检测柱、以及上述各实施例的蓄电池检测电路，液面检测柱通过液面检测孔插入至待测蓄电池电解液容器内进行电解液液面检测。

如图6所示，蓄电池检测电路内置于检测电路盒8中，检测电路通过正极引线5与蓄电池正极端2连接，通过负极引线6与蓄电池负极端1连接，电解液液面检测电路通过失水检测线7与液面检测注4连接检测电路盒8上还设置有报警器9。

在另一具体实施例中，液面检测孔为一个螺孔，液面检测柱为带有螺纹、耐侵蚀的不锈钢螺柱，液面检测柱通过旋进的方式置入待测蓄电池电解液容器中。

进一步地，不锈钢螺柱可为M3螺柱。在其他实施例中，不锈钢螺柱也可为其他尺寸、与待测蓄电池螺孔匹配的螺柱。

液面检测柱100外表面还可标刻刻度，根据不同蓄电池内部电解液的正常液面高度，可调整液面检测柱100置入蓄电池内部的深度，以实现对不同蓄电池电解液的液面检测。

在另一实施例中，待测蓄电池上设置有加液螺栓塞，当需要添加蒸馏水时，拔出该加液螺栓塞即可进行加液。

进一步地，如图7所示，加液螺栓塞中间设置有一螺孔，液面检测柱通过该螺孔置入电解液容器内，以对电解液液面进行检测。

上述蓄电池检测系统，将蓄电池检测电路内置于检测电路盒中，并通过一根正极引线、一根负极引线以及一根和液面检测柱连接的失水检测线与待测蓄电池接触，即可实时对蓄电池工作状态进行检测，在蓄电池出现电解液过少、欠压工作等异常情况时报警，以便相关人员及时进行处理以保护蓄电池。通过该系统对蓄电池进行异常检测，操作简单方便，且检测装置成本低。进一步地，可通过在蓄电池加液螺栓塞中间设置一带螺纹的通孔，以便将带螺纹的液面检测柱方便地旋进蓄电池电解液容器内，对电解液的液面进行检测，液面检测柱外表面还可标刻刻度，由于不同蓄电池具有不同的液面预警位置，根据液面检测柱的刻度即可调整其深入蓄电池内部的深度，从而可适用于不同蓄电池的液面检测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。