[发明专利]蓄电池智能监测和维护装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种蓄电池智能监测和维护装置，尤其能在蓄电池离线或在线状态下对蓄电池进行电压、温度、内阻和负载测试。

背景技术

目前公知的各种蓄电池事实上都需要维护，因此已有各种各样的离线(充电器断开)的蓄电池维护测试仪和在线(充电器闭合)的蓄电池组监控系统。如离线的负载容量测试仪、可离线或在线使用的蓄电池内阻测试仪，在线蓄电池组电压、温度和内阻监视系统。但是无论离线还是在线的蓄电池测试仪都需要人为定期的对蓄电池进行测试，而所有在线蓄电池组的电压、温度和内阻监视系统，其信号线较多，增大了接线的难度和复杂度，影响测试精度，降低了备用电源系统可靠性。到目前为止，市场上还没有出现智能蓄电池，这种智能蓄电池可以离线或在线对蓄电池本身进行电压、温度、内阻和负载测试。

发明内容

本发明是一种蓄电池智能监测和维护装置，这种装置可以独立的安装在所有蓄电池上，并使其成为智能蓄电池，这种智能蓄电池在装置内部处理器程序的控制下，可以离线或在线对蓄电池进行电压、温度、内阻和负载测试，当电压、温度、内阻的测量结果以及负载测试的终了电压与处理器程序中预先设定的值比较发现异常时，声、光报警指示电路将告警。这种装置安装在每个蓄电池的上盖，大大减少了接线的复杂性。这种装置上有两个完全相同的由上位机供电的RS485数据通讯接口。在装有这种装置的蓄电池组成的蓄电池组中，当RS485通讯接口与上位机通讯时，每个装置拥有唯一的地址编码，在上位机处理器的程序控制下，可以定期实现对蓄电池组离线或在线内阻和负载测试；当该装置不与外部通讯时，装置本身带定时器的处理器的控制程序可以定期实现蓄电池组的离线或在线内阻和负载测试。这种装置的工作电源由于是由被测蓄电池提供的，当进行电压和内阻测量时，为了提高测量的精度，连线采用了六线法。

本发明所采用的技术方案

这种蓄电池智能监测和维护装置由以处理器为控制核心的蓄电池放电主回路、蓄电池电压检测电路、蓄电池放电电流检测电路、温度测量电路、工作电源电路、上位机供电的与该装置主电路隔离的RS485通讯接口电路以及声、光报警电路组成。本发明的特征是：第一，在以处理器为控制核心的蓄电池放电主电路中，一个或多个并联的功率电子开关管MOSFET或IGBT的漏极端与电阻负载的一端串联连接，负载电阻的另一端连接到蓄电池的正极，MOSFET或IGBT的源极端与一电流取样电阻连接，电流取样电阻的另一端连接到蓄电池的负极，MOSFET或IGBT的漏极和源极两端跨接一保护吸收电容。MOSFET或IGBT和负载电阻、电流取样电阻以及蓄电池构成放电主回路。第二，蓄电池电压检测电路中，有两个串联电阻组成分压电路，分压电阻的两端再并联在蓄电池两极，然后将连接蓄电池负极的分压电阻上的电压信号滤波，再经过一限流电阻送入A/D模数转换器，A/D转换器将分压电阻上的模拟信号转换成数字信号，可编程处理器读取二进制数字，再乘以两分压电阻的比值，就可以计算出被测蓄电池的电压值。电流检测电路是直接将放电主回路中的电流取样电阻上的电压信号滤波后，送入A/D模数转换器，A/D转换器将电流取样电阻上的模拟信号转换成数字信号，可编程处理器读取二进制数字，就得到取样电阻上的电压，再乘以取样电阻的阻值就是蓄电池放电电流值。电压检测电路和电流检测电路中的A/D转换器可以采用处理器内部的多通道的A/D转换器，也可以采用单片的多通道A/D转换器；A/D转换器精度的选择因被测蓄电池内阻范围的不同而不同，如测量2V、1000AH以上容量的蓄电池就必须选择16位或以上的A/D转换器。第三，温度测量采用集成电路DS18B20。第四，内阻、电压、温度和负载测试的四个报警指示灯分别串联一电阻后与处理器的四个数字I/O口相联，一个控制蜂鸣器的三极管的基极串联一电阻后与处理器的一个数字I/O口相联。第五，通过对处理器编制程序，每个装置拥有唯一的地址编码。第六，每个装置上都设置两个完全相同的由上位机供电的而且与装置主电路隔离的RS485通讯接口。常用的MAX485通讯接口电路通过两个光藕与主电路的处理器数据通讯接口TDI和TDO相联，MAX485芯片的工作电源由上位机提供。第七，本装置的工作电源由被测蓄电池提供，当进行电压和内阻测量时，为了提高测量的精度，连线采用了六线法，即：蓄电池放电主回路中连接蓄电池正负极的两根线，测量蓄电池电压变化的两根信号线，工作电源正负进出两根线。第八，这种装置可以独立的安装在所有蓄电池上。