专利名称：蓄电池容量在线测定方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电池容量测定的方法装置，特别是用于测定蓄电池容量的方 法与装置。
背景技术：
蓄电池在各种车、船及通讯、工业设备上有大量的应用。由于蓄电池所能存储 的电量(容量)随着充、放电次数的增加会不断减小(衰退)。当它的容量衰退到一定 程度后，其寿命终止，就必须加以更换。因此，不论在蓄电池的生产、销售或者使用、 维护的过程中，经常需要了解蓄电池的真实容量。这就要对蓄电池的容量(即蓄存电力 的能力)进行测量。目前测量蓄电池容量测量采用的方法主要为恒流放电法，就是用一 个恒定的电流对已经充满电的蓄电池进行放电，当蓄电池端电压下降至一定数值(即放 电终止电压)后，将放电的累计时间乘以放电电流，从而得到蓄电池的容量。这种方法 的优点在于它稳定、可靠。缺点在于测试时，它必须中断蓄电池的工作，改变蓄电池 连接线电路，对于那些不允许切断电源的设备，例如UPS电源系统等，就不能用这种 方法进行测试。此外，这种方法测试时必须将蓄电池的电力放掉，不但会浪费大量的能 源，还要缩短蓄电池的寿命。实际上，蓄电池的实际供电能力与负载的状况是密切相关 的，恒流放电法所设定的放电电流毕竟不是蓄电池的真实工作电流，其测试结果与蓄电 池的真实容量(供电能力)之间存在着一定的误差，当放电电流与实际工作电流相差较大 时，这种误差往往会达到相当严重的程度。
发明内容
本发明目的在于，提供一种可以在线测试蓄电池容量的方法。它可以在蓄电池 正常工作循环的过程中完成对蓄电池容量的测量，从而测出蓄电池在实际工作状态下的 真实容量(供电能力)。本发明是通过以下技术方案来实现的。一种蓄电池容量在线测定方法，采用放电法测量蓄电池容量，其特征在于这 种方法由以下几个步骤构成1.在蓄电池处于正常工作状态(放电)时，由一个钳形电流传感器C，将放电电 流信号采集起来；2.另有一路电压采集器V，将蓄电池的端电压采集起来；3.采集起来的电流信号及电压信号分别经过A/D转换器送往MCU ；4.MCU每隔一定时间将放电电流的数值与时间相乘，并累计起来，换算成蓄电 池容量(Ah)值；5.当蓄电池端电压下降到放电终止电压时，MCU停止计数，将累计得到蓄电池 的容量值保持显示在LCD上，同时MCU驱动蜂鸣器发出告警声；6.放电终止电压值由输入按键预先设定在MCU内部。
钳形电流传感器由带有霍尔元件的环状软磁铁芯构成，环状软磁铁芯可以打 开，以便钳住蓄电池端子的连接导线；有两只霍尔元件HI、H2分别安装在铁芯的缝隙 中，霍尔元件的平面与铁芯磁路正交；两只霍尔元件输出并联迭加；霍尔元件采用两组 对称的正、负电源VH+、VH-来激励；MCU 内包含有A/D转换器、可以采用PIC16F689。本发明的突出特点是这种测试方法在测量放电电流时不需要将蓄电池连线 回路断开，可以在蓄电池实际工作过程中进行测试，其测试条件就是蓄电池真实工作条 件，所以测得蓄电池的放电容量也就是其真实的蓄电容量。这种方法可以应用于各种铅 酸电池、锂电池、镍氢电池的检测。特别是应用在UPS电源系统及汽车、电动车电池系 统维护方面更具有突出的优点。
图1是本发明的电原理框图。图2是钳头的结构示意图。图3是钳头的电气连接图。图4是本发明霍尔元件激励电源的电路图。
具体实施例方式图1所示为本发明的电原理框图。其中1蓄电池；2钳性电流传感器；3负 载电阻；4电流变换器；5电压变换器；6、7分别为A/D转换器1和A/D转换器2; 8MCU； 9输入按键；10显示器；11RS232接口； 12告警器。图1中，[3]表示负载，即用电负荷，它可以是UPS所供电的负载、汽车的大灯 或电动车的电动机等。一般，测试之前先将待检测的蓄电池充满电。测试时，电流传感 器[2]钳住蓄电池[1]两个端子(电极)之一的连线，并将蓄电池两端子按照对应的极性 分别与电压变换器[5]相同的端子相连接。钳形电流传感器[2]由带有霍尔元件的环状软 磁铁芯构成，环状软磁铁芯可以打开，以便钳住蓄电池端子的连接导线；两只霍尔元件 HU H2分别安装在铁芯的缝隙中，如图2;霍尔元件的平面与铁芯磁路正交；两只霍尔 元件的输出通过电阻网络Rll、R12、R13、R14并联迭加，如图3 ；霍尔元件采用两组 对称的正、负电源VH+、VH-来激励。电流变换器[4]将流经蓄电池的电流信号采集起 来，通过A/D转换器1[6]变换成数字信号送往MCU[8];电压变换器[5]则将蓄电池两 端的电压信号采集起来，通过送往MCU[8]; MCU每隔一秒将放电电流的数值与时间相 乘，并累计起来，换算成蓄电池容量(Ah)值；同时，MCU监视A/D转换器2[7]传送 过来的代表蓄电池端电压的数字信号，当蓄电池端电压下降到预先设定的放电终止电压 时，MCU停止计数，将累计得到蓄电池的容量值保持显示在LCD上，同时MCU驱动蜂 鸣器发出告警声。放电终止电压值由输入按键[9]预先设定在MCU内部。根据蓄电池 的品种、规格不同，可以设定不同的放电终止电压。比如12V铅酸蓄电池的终止电压 为10.8V; 3.7V锂电池的放电终止电压为2.7V，等等。
权利要求
1.一种蓄电池容量在线测定方法，采用放电法测量蓄电池容量，其特征在于这种 方法由以下几个步骤构成(1)在蓄电池处于正常工作状态(放电)时，由一个钳形电流传感器，将放电电流信 号采集起来；(2)另有一路电压采集器，将蓄电池的端电压采集起来；(3)采集起来的电流信号及电压信号分别经过A/D转换器送往MCU；(4)MCU每隔一定时间将放电电流的数值与时间相乘，并累计起来，换算成蓄电池 容量(Ah)值；(5)当蓄电池端电压下降到放电终止电压时，MCU停止计数，将累计到的蓄电池容 量值保持显示在LCD上，同时MCU驱动蜂鸣器发出告警声；(6)放电终止电压值由输入按键预先设定在MCU内部。
2.权利要求1所述蓄电池容量在线测定方法，其特征在于钳形电流传感器由带有 霍尔元件的环状软磁铁心构成，环状软磁铁心可以打开，以便钳住蓄电池电极端子的连 接导线。
3.权利要求2所述钳形电流传感器，其特征在于有两只霍尔元件HI、H2分别安装 在铁心的缝隙中，霍尔元件的平面与铁心磁路正交；两只霍尔元件输出并联迭加。
4.权利要求2所述钳形电流传感器，其特征在于霍尔元件采用两组对称的正、负 电源VH+、VH-来激励。
5.权利要求1所述蓄电池容量在线测定方法与装置，其特征在于MCU内包含有A/ D转换器，可以采用PIC16F689。
全文摘要
一种可以在线测试蓄电池容量的方法。这种测试方法在测量放电电流时不需要将蓄电池连线回路断开，可以在蓄电池实际工作过程中进行测试，其测试条件就是蓄电池真实工作条件，所以测得蓄电池的放电容量也就是其真实的蓄电容量。这种方法可以应用于各种铅酸电池、锂电池、镍氢电池的检测。特别是应用在UPS电源系统及汽车、电动车电池系统维护方面更具有突出的优点。
文档编号G01R31/36GK102023283SQ20091017630
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者徐先 申请人:徐先