一种铅酸蓄电池内阻检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铅酸蓄电池内阻检测系统，属于能源管理系统技术领域。
【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池作为供电系统的后备电源，在通信、银行、电源、交通、金融等领域得到了广泛应用，其健康情况与稳定性直接影响这些领域关键系统的稳定与安全。铅酸蓄电池的内阻是衡量蓄电池健康状态的重要参数。为保证铅酸蓄电池系统的安全，必须设立专门的检测系统对其进行实时监测，而现有的内阻检测大多是直流放电法，会影响蓄电池的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种可在不影响蓄电池使用寿命的基础上，在线检测铅酸蓄电池内阻、分析判断蓄电池健康状态，以确保蓄电池的性能及安全的系统。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种铅酸蓄电池内阻检测系统，其特征在于:包括至少一个电池模块检测单元，电池模块检测单元通过485转232通信模块与上位机连接；电池模块检测单元由电源模块、交流恒流源模块、电压温度检测模块、滤波整流模块、485通讯模块、单片机模块组成；
[0005]电源模块分别与交流恒流源模块、滤波整流模块、电压温度检测模块、单片机模块及485通信模块相连，提供上述模块正常工作电压；
[0006]交流恒流源模块与铅酸蓄电池、单片机模块相连，通过单片机模块输出交流信号频率，为蓄电池内阻检测提供正弦交流信号；
[0007]电压温度检测模块与铅酸蓄电池、单片机模块相连，对铅酸蓄电池进行电压、温度采集，并将获得的数据送到单片机模块进行后续处理；
[0008]滤波整流模块与铅酸蓄电池、单片机模块相连，对从铅酸蓄电池响应的交流正弦信号进行处理，消除噪音，增强有效信号，并将获得的直流信号送到单片机模块处理，从而计算出蓄电池的内阻；
[0009]单片机模块接收来自电压温度检测模块、滤波整流模块发送的信号，并对上述信号进行分析处理，通过485通讯模块发送给上位机，同时接收上位机从485总线发送的命令信号，实现对铅酸蓄电池组的实时在线检测。
[0010]优选地，所述电压温度检测模块包括电阻R1，铅酸蓄电池的正极与电阻Rl相连，电阻Rl另一端与电阻R2 —端连接，电阻R2另一端与蓄电池负极相连；电阻R3 —端与电阻Rl另一端及电阻R2 —端相连，电阻R3另一端分别与电容Cl、电容C2及电压温度检测芯片Ul的输入端相连，电容Cl、电容C2的另一端接地；温度电压检测芯片Ul的输出端与电阻R4、电阻R5、电阻R6、光电親合器U2输入端、光电親合器U3的输出端连接，电阻R4、电阻R5、电阻R6另一端均接+5V电源；光电親合器U2的输出端、光电親合器U3的输入端与单片机模块相连。
[0011]优选地，所述电压温度检测模块通过单片机模块控制，使电压温度检测芯片接收来自铅酸蓄电池的电压、温度信号，并将接收的信号通过光电耦合器传送到单片机模块进行后续处理，当出现温度过高或者电压异常时，做出相应的处理。
[0012]优选地，所述交流恒流源模块包括电阻R9，电阻R9 —端与电阻R10、电阻R14连接，电阻R9另一端是正弦信号的输入端，用于产生交流信号；电阻Rll—端与电阻R12、电阻R13相连，电阻Rll另一端接电源，用于产生直流信号；电阻R10、电阻R12另一端接地，电阻R13、电阻R14另一端均连接加法器U4A的正输入端，加法器U4A的负输入端与电阻R15、电阻R16连接，电阻R16另一端接地，加法器U4A的输出端连接电阻R15另一端和电压跟随器U4B的正输入端，电压跟随器U4B的负输入端和输出端分别连接MOS管的S极和G极；电阻R17 —端与铅酸蓄电池正极相连，另一端与MOS管的D极相连；电阻R18 —端与铅酸蓄电池的负极相连，另一端与MOS管的S极相连；
[0013]当交流信号和直流信号通过加法器U4A叠加，并通过电压跟随器U4B时，MOS管导通，电阻R17、电阻R18与铅酸蓄电池的正、负极组成串联回路，经过该回路中的交流电流即为恒定的交流恒流源。
[0014]优选地，所述交流恒流源模块产生的交流恒流源进入铅酸蓄电池后，从铅酸蓄电池的两端产生交流响应电压信号，经过滤波整流模块后，转换为直流电压信号，再进入单片机模块中进行数据处理分析，计算出铅酸蓄电池的内阻。
[0015]优选地，所述电源模块、交流恒流源模块、电压温度检测模块、滤波整流模块、485通讯模块、单片机模块集成在一块电路板上。
[0016]相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
[0017]1、采用集成式铅酸蓄电池检测系统，即将电源模块、交流恒流源模块、电压温度检测模块、滤波整流模块、单片机控制模块、485通信模块等集中于一块电路板中，结构简单，占用空间少，节约成本，可靠性较强。
[0018]2、可实时在线检测铅酸蓄电池的内阻，不影响蓄电池的使用寿命。
【附图说明】
[0019]图1为本发明提供的铅酸蓄电池内阻检测系统的总体结构图；
[0020]图2为电压温度检测模块原理示意图；
[0021]图3为交流恒流源模块原理示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0023]图1为本发明提供的铅酸蓄电池内阻检测系统的总体结构图，所述的铅酸蓄电池内阻检测系统主要包括:至少一个电池模块检测单元，485转232通信模块，上位机等，电池模块检测单元通过485转232通信模块与上位机连接。本发明提供的铅酸蓄电池内阻检测系统可对蓄电池内阻、温度、电压进行在线实时检测，同时记录历史数据，通过通信网络将数据传送到上位机等其他控制系统，对数据异常情况进行相应处理，确保蓄电池系统的安全性。
[0024]每个电池模块检测单元由电源模块、交流恒流源模块、电压温度检测模块、滤波整流模块、485通讯模块、单片机模块等组成。电源模块、交流恒流源模块、电压温度检测模块、滤波整流模块、485通讯模块、单片机模块等集成在一块电路板上。
[0025]电源模块分别与交流恒流源模块、滤波整流模块、电压温度检测模块、单片机模块及485通信模块相连，提供这几个模块正常工作电压，保障蓄电池内阻管理系统正常运行。
[0026]交流恒流源模块和铅酸蓄电池及单片机模块相连，通过单片机编程控制输出交流信号频率，为蓄电池内阻检测提供正弦交流信号。
[0027]电压温度检测模块与单片机模块及铅酸蓄电池相连接，对铅酸蓄电池进行精确电压温度采集，并将获得的数据送到单片机进行后续处理。
[0028]滤波整流模块与铅酸蓄电池及单片机模块相连，对从铅酸蓄电池响应的交流正弦信号进行处理，消除噪音，增强有效信号，并将获得的直流信号送到单片机处理，从而计算出蓄电池的内阻。
[0029]485通信模块与单片机模块连接，可实现单片机与上位机的数据传送，并可通过485组网实现对整个铅酸蓄电池组的实时监测。
[0030]485转232通信模块与每个电池模块检测单元及上位机连接，可实现单片机与上位机之间的数据转换。
[0031]单片机模块是整个检测系统的核心，它接收来自电压温度检测模块、滤波整流模块发送的信号，并对这些信号进行分析处理，通过485通信模块发送给上位机，还可接收上