一种蓄电池内阻在线监测装置的制作方法

本技术涉及测量电变量，具体而言，涉及一种蓄电池内阻在线监测装置。

背景技术：

1、蓄电池的内阻是指在蓄电池充电或放电时，从蓄电池正负极柱测量，蓄电池内部表现出来的阻抗。蓄电池的内阻不是固定值，是由放电电流、环境温度、电解液浓度、极板尺寸、极柱与极板接触电阻，几何尺寸等诸多因素影响的动态电阻。

2、在确定的使用环境和放电率下，蓄电池内阻应表现出一个相对的确定值，在时间上具有相对稳定的变化率。电池厂家会给出在不同条件下的内阻参考表。同等条件下，蓄电池内阻偏离厂家标准内阻值较小，且变化率较小，则认为蓄电池状态良好。如出现较大偏差和(或)短时间内内阻值快速变化的特点，往往标志着电池已经到达寿命末期。因此监测蓄电池内阻值及其变化率是十分有必要的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种蓄电池内阻在线监测装置，以解决上述问题。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

2、本申请提供了一种蓄电池内阻在线监测装置，包括：蓄电池bt1、隔直电路、处理器a1、交流激励电路、电压采样调理电路和电流采样调理电路。所述隔直电路包括两个隔直电容，分别连接蓄电池bt1的正极和负极；所述处理器a1包括信号发生端口和多个ad采样端口；所述交流激励电路的输入端连接处理器a1的信号发生端、输出端通过隔直电容连接蓄电池bt1负极；所述电压采样调理电路的输入端连接交流激励电路的输出端、输出端连接处理器a1的ad采样端口；所述电流采样调理电路的输入端通过隔直电容连接蓄电池bt1正极、输出端连接处理器a1的另外一个ad采样端口。

3、进一步的，所述隔直电路包括电容c10、电容c11、电感l4、电感l5；所述蓄电池bt1正极分别连接电容c11的一端和电感l5的一端；电池bt1的负极分别连接电容c10的一端和电感l4的一端，所述电感l5的另一端和电感l4的另一端之间设有负载r24；所述电容c11的另一端连接电流采样调理电路的输入端；所述电容c10的另一端分别连接交流激励电路的输出端和电压采样调理电路的输入端。

4、进一步的，所述交流激励电路包括电阻r5、电容c2、电感l1、电容c5、电感l3、电容c3、电感l2、电阻r7、电容c4、电阻r6、电阻r2、电阻r3、三极管q2、电阻r9、电容c1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电阻r1、三极管q1、电阻r4、电阻r8、三极管q3、电阻r10；所述电阻r5的一端连接处理器a1的信号发生端，另一端依次连接电容c2、电感l1，电容c3、电感l2、电容c4、电阻r6、三极管q2的基极；所述电容c5与电感l3并联后，一端连接到电感l1与电容c3之间的连接点，另一端接地；所述电阻r7一端连接到电感l2与电容c4之间的连接点，另一端接地；所述三极管q2的基极还通过电阻r2连接到工作电源正极；所述三极管q2的集电极通过电阻r3连接到工作电源正极；所述三极管q2的发射极通过电阻r9连接到工作电源负极；所述三极管q2的集电极还连接到电容c1的一端；所述电容c1的另一端分别连接二极管d1的阳极和二极管d3的阴极；所述二极管d1的阴极连接二极管d2的阳极；所述二极管d3的阳极连接二极管d4的阴极；所述二极管d2的阴极分别连接电阻r1的一端、三极管q1的基极、二极管d4的阳极、三极管q3的基极以及电阻r10一端；所述电阻r1的另一端连接工作电源正极；所述电阻r10的另一端连接工作电源负极；所述三极管q1的集电极连接到工作电源正极，三极管q1的发射极依次电阻r4、电阻r8和三极管q3的集电极；所述三极管q3的发射极连接到工作电源负极；所述电阻r4与电阻r8之间的连接点为交流激励电路的输出端。

5、进一步的，所述电压采样调理电路包括电阻r15、电阻r20、电阻r16、电阻r11、电阻r12、三极管q4、电阻r21；所述电阻r15的一端连接交流激励电路的输出端、另一端连接电阻r16，所述电阻r16的另一端分别连接电阻r11和三极管q4的基极；所述电阻r20的一端连接电阻r15与电阻r16之间的连接点，另一端接地；所述电阻r11的另一端连接工作电源正极；所述电阻r12的一端连接工作电源正极，另一端连接三极管q4的集电极；所述电阻r21的一端连接三极管q4的发射极，另一端接地；所述三极管q4的集电极作为电压采样调理电路的输出端，连接到处理器a1的ad采样端口。

6、进一步的，所述电流采样调理电路包括电阻r19、电阻r17、电阻r22、电阻r18、电阻r13、电阻r14、三极管q5、电阻r23；所述电阻19的一端作为电流采样调理电路的输入端，连接与蓄电池bt1正极连接的隔直电容，电阻19的另一端接地；所述电阻r17的一端连接与蓄电池bt1正极连接的隔直电容，另一端依次连接电阻r18、三极管q5的基极；所述电阻r22一端连接到电阻r17与r18之间的连接点，另一端接地；所述电阻r13一端连接三极管q5基极，另一端连接工作电源正极；所述电阻r14的一端连接三极管q5的集电极，另一端连接工作电源正极；所述电阻r23一端连接三极管q5的发射极，另一端接地；所述三极管q5集电极作为电流采样调理电路的输出，连接处理器a1的另外一个ad采样端口。

7、进一步的，所述处理器a1为stm32f427iit6，所述信号发生端口为处理器a1的131引脚，输出占空比为0.5的方波信号；所述处理器a1的ad采样端口为处理器a1的19引脚，对电压信号进行采样；所述处理器a1的另外一个ad采样端口为处理器a1的20引脚，对电流信号进行采样。

8、进一步的，所述蓄电池bt1为储能用铅酸蓄电池或锂电池。

9、进一步的，所述负载r24为用电设备。

10、本实用新型的有益效果为：

11、本实用新型通过处理器a1发出激励信号，经过交流激励电路对该信号进行调理放大后，通过隔直电容c11注入电池负极，通过电压采样调理电路对该信号进行处理后送往处理器a1。在电池正极得到交流电流信号，经过隔直电容c10后引入电流采样调理电路对交流电流信号进行处理，再送往处理a1。处理器a1通过引脚131发出激励信号，通过引脚19和引脚20测量得到的电压和电流信号，计算电池内阻。实现蓄电池在充电、放电或静置状态下对电池内阻的测量。

12、本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述隔直电路包括电容c10、电容c11、电感l4、电感l5；所述蓄电池bt1正极分别连接电容c11的一端和电感l5的一端；电池bt1的负极分别连接电容c10的一端和电感l4的一端，所述电感l5的另一端和电感l4的另一端之间设有负载r24；所述电容c11的另一端连接电流采样调理电路的输入端；所述电容c10的另一端分别连接交流激励电路的输出端和电压采样调理电路的输入端。

3.根据权利要求1所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述交流激励电路包括电阻r5、电容c2、电感l1、电容c5、电感l3、电容c3、电感l2、电阻r7、电容c4、电阻r6、电阻r2、电阻r3、三极管q2、电阻r9、电容c1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电阻r1、三极管q1、电阻r4、电阻r8、三极管q3、电阻r10；所述电阻r5的一端连接处理器a1的信号发生端，另一端依次连接电容c2、电感l1，电容c3、电感l2、电容c4、电阻r6、三极管q2的基极；所述电容c5与电感l3并联后，一端连接到电感l1与电容c3之间的连接点，另一端接地；所述电阻r7一端连接到电感l2与电容c4之间的连接点，另一端接地；所述三极管q2的基极还通过电阻r2连接到工作电源正极；所述三极管q2的集电极通过电阻r3连接到工作电源正极；所述三极管q2的发射极通过电阻r9连接到工作电源负极；所述三极管q2的集电极还连接到电容c1的一端；所述电容c1的另一端分别连接二极管d1的阳极和二极管d3的阴极；所述二极管d1的阴极连接二极管d2的阳极；所述二极管d3的阳极连接二极管d4的阴极；所述二极管d2的阴极分别连接电阻r1的一端、三极管q1的基极、二极管d4的阳极、三极管q3的基极以及电阻r10一端；所述电阻r1的另一端连接工作电源正极；所述电阻r10的另一端连接工作电源负极；所述三极管q1的集电极连接到工作电源正极，三极管q1的发射极依次电阻r4、电阻r8和三极管q3的集电极；所述三极管q3的发射极连接到工作电源负极；所述电阻r4与电阻r8之间的连接点为交流激励电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述电压采样调理电路包括电阻r15、电阻r20、电阻r16、电阻r11、电阻r12、三极管q4、电阻r21；所述电阻r15的一端连接交流激励电路的输出端、另一端连接电阻r16，所述电阻r16的另一端分别连接电阻r11和三极管q4的基极；所述电阻r20的一端连接电阻r15与电阻r16之间的连接点，另一端接地；所述电阻r11的另一端连接工作电源正极；所述电阻r12的一端连接工作电源正极，另一端连接三极管q4的集电极；所述电阻r21的一端连接三极管q4的发射极，另一端接地；所述三极管q4的集电极作为电压采样调理电路的输出端，连接到处理器a1的ad采样端口。

5.根据权利要求1所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述电流采样调理电路包括电阻r19、电阻r17、电阻r22、电阻r18、电阻r13、电阻r14、三极管q5、电阻r23；所述电阻19的一端作为电流采样调理电路的输入端，连接与蓄电池bt1正极连接的隔直电容，电阻19的另一端接地；所述电阻r17的一端连接与蓄电池bt1正极连接的隔直电容，另一端依次连接电阻r18、三极管q5的基极；所述电阻r22一端连接到电阻r17与r18之间的连接点，另一端接地；所述电阻r13一端连接三极管q5基极，另一端连接工作电源正极；所述电阻r14的一端连接三极管q5的集电极，另一端连接工作电源正极；所述电阻r23一端连接三极管q5的发射极，另一端接地；所述三极管q5集电极作为电流采样调理电路的输出，连接处理器a1的另外一个ad采样端口。

6.根据权利要求1所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述处理器a1为stm32f427iit6，所述信号发生端口为处理器a1的131引脚，输出占空比为0.5的方波信号；所述处理器a1的ad采样端口为处理器a1的19引脚，对电压信号进行采样；所述处理器a1的另外一个ad采样端口为处理器a1的20引脚，对电流信号进行采样。

7.根据权利要求1所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述蓄电池bt1为储能用铅酸蓄电池或锂电池。

8.根据权利要求2所述的蓄电池内阻在线监测装置，其特征在于：所述负载r24为用电设备。

技术总结
本技术提供了一种蓄电池内阻在线监测装置，涉及测量电变量技术领域，包括蓄电池BT1、隔直电路、处理器A1、交流激励电路、电压采样调理电路和电流采样调理电路。所述隔直电路连接蓄电池BT1；所述交流激励电路的输入端连接处理器A1的信号发生端、输出端连接隔直电路；所述电压采样调理电路的输入端连接交流激励电路的输出端、输出端连接处理器A1；所述电流采样调理电路的输入端连接隔直电路、输出端连接处理器A1。本技术通过处理器A1发出激励信号，经过上述电路处理，使处理器A1得到相应电压和电流信号，根据欧姆定律计算得到蓄电池BT1内阻，实现了蓄电池在充电、放电或静置状态下蓄电池内阻的测量。

技术研发人员：王向东,陈建华,韩成,杨照辉,金淼,许恒朋,张学伟,陈世民,孙东山,梁孔渝
受保护的技术使用者：中铁工程设计咨询集团有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/2/8