[发明专利]一种大容量蓄电池化成单体监测装置

说明书

技术领域：

    本发明涉及大容量蓄电池化成的监测，特别是主要用于军工、铁路等大容量方形蓄电池化成工序中，事实监测并显示单体电池电压，并具有高压低压电池报警功能的大容量蓄电池化成单体监测装置。

背景技术：

大容量方形蓄电池主要应用于军工及铁路领域，主要作用为提供启动电源或为应急用电备用电源。蓄电池化成是蓄电池组装完成后的一个重要工序，目的是使电池内的活性物质借助第一次充电转化成具有正常电化学作用的物质，并使电极主要是负极表面生成有效的钝化膜或SEI膜，化成不充分将使电池容量不足，寿命降低。在电池化成期间，为得知每一只电池的状态，主要是电压值，需按照工艺每隔几分钟进行一次单体电池电压测量统计。在民用领域多使用的是小型圆柱蓄电池，由于体积小，市场上针对小型圆柱电池的化成设备较成熟，一台设备上可装载500到1000只电池同时化成，并可事实监测单只电池的相关数据并上传电脑，自动化程度较高。

而大容量方形蓄电池在大批量生产时将，需要将几十至上百只电池串联进行充放电化成，大容量方形蓄电池由于其体积较大，串联后总长度超过10米，若采用小型圆柱电池相同的检测方式，则每个电池需2根检测线，以100只电池算，就是200根线，且最远处需引出10米长，这显然不实际，市场上也无相应的设备。

在现在的实际生产中，通常都是有工作人员每隔几分钟用外用表测量一次单体电池端电压，通常需要两个工作人员，一个负责测量，一个负责记录。由于电池较多，测量第一只电池和最后一只电池的时间最快也要间隔5分钟，这样在电池充电或放电的非平台期阶段，5分钟的间隔以不能完全反应电池真正状态了。

发明内容：

本发明的目的是设计一种结构合理，检测效果好的大容量蓄电池化成单体监测装置。

本发明的技术方案是，一种大容量蓄电池化成单体监测装置，其特征在于：本装置设有正、负极极片，正、负极极片通过导线与防接反电路相连，防接反电路与超低输入电压升压电路串联，与超低输入电压升压电路并联的设有电压采样电路，超低输入电压升压电路和电压采样电路与单片机通过导线联通。

所述的防反接电路是由一个N型增强型场效应管和一个限流电阻组成。

所述的超低输入电压升压电路，升压芯片的VIN脚为电压输入端，将电容C1并接在VIN脚和地之间，EN为芯片工作使能端，连接至VIN脚表示开启芯片工作，PS端为节能模式端，连接至VIN脚表示不在节能模式下工作，UVLO端低压锁存比较输入端，L端为升压电感端，将电感L1并接在L端和VIN端之间；VAUX端为芯片内部控制电路提供控制电压，在VAUX端连接一个电容C3起到稳定内部控制电源电压的作用，B端为输出电压反馈端，通过电阻R2和R3将输出电压分压反馈给FB端；VOUT端为升压输出端，将电容C3并接在VOUT脚和地之间，以起到输出电源滤波的作用 。

所述的电压采样电路，由限流电阻R4、滤波电容C4和稳压二极管D1组成。

本发明具有以下特点

（1）本发明工作电源取自被测电池，自身无需电源，可在极低的电压下工作，功耗极低：该装置采用两线结构接法，即装置电源线和电压采样线公用一组导线。单片机采样低压低功耗型，升压电路效率可达到90%，可在电池电压低至0.3V时正常工作，整机工作电流在毫安级，功耗极低，与容量在几十甚至几百安时的电池相比，可忽略不计。

（2）本发明体积小、重量轻、安装方便：该装置所有元器件采用全贴片小型封装，线路板进行紧凑设计，整体体积非常小，重量轻，当正负电线采样硬导线后，其导线应力就可以支撑整个装置。

（3）检测精度高：采样的单片机内置10位高精度A/D转换器，精度可达到0.1%，可满足使用要求。

（4）电压事实显示、节省人力：电池电压值通过数码管事实显示，方便工作人员记录，节省时间。与之前一个人测量，一个人记录的方式比较，可省去一名测量人员。

    （5）上下限报警：可设置电压上下限进行报警，以检测到个别电池的异常或不合格。

附图说明：

图1本发明的总工作原理框图；

图2本发明防反接电路原理图；

图3本发明超低输入电压升压电路原理图；

图4是本发明电压采样电路原理图；

图5是本发明的单片机及周边电路原理图；

图6是本发明软件控制流程图；

图7是本发明外形机构图。

具体实施方式：

结合附图详细描述实施例，