[实用新型]电池检测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池检测设备，具体来说，涉及一种应用于镍氢和镍镉电池的检测设备。

背景技术

在已有的镍氢、镍镉电池的检测设备中，通常采用大串联方式结构，每串电池数在32～48只之间，一串电池由一个恒流源对其进行充放电，一台设备约有8组恒流源。采用这种较多通道串联方式的优点是一个恒流源充放的电池数量多，设备的恒流源数量较少，设备校准较为容易；缺点是：1)设备的性价比低，多通道串联后，电池串的总电压高，一般约为100V，单个电池的电压采样较为困难，通常需要选用价格较高的光电继电器切换电压采样；2)每个恒流源总功率较大，恒流源的可靠性相对较低。3)串联的通道多，串联回路的可靠性低，因为每个通道在充放电结束后需要用继电器控制该通道旁路，只要其中的一个旁路继电器出现故障，整个恒流源就会出现异常，影响同一组中其余47个通道的充放电；4)设备结构较为复杂，可维护性较低。因为每个恒流源控制的通道数多，一般需要分为恒流源线路板、通道旁路控制线路板和电压采样线路板等多块线路板，出现故障后，要先测量判断故障出现在哪一部分电路，再进行更换。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种结构简单、便于维护、可靠性更高和生产成本较低的应用于镍氢、镍镉电池的检测设备，它包括采集电压采样信号、输出恒流给定信号和输出采样旁路的IO信号的CPU主控器，以及数个与所述CPU主控器并行连接的控制器。

每一所述控制器包括恒流源电路、控制数个电池充电放电的旁路控制电路和采集每个电池电压的电压采样电路。

所述恒流源电路为小功率恒流源，所述旁路控制电路控制的串联电池的数量为四个至八个。

所述电压采样电路为多路模拟开关集成电路。

所述CPU主控器的仪用差分放大器将电压采样电路采集的电压信号转换为以地为参考电平的模拟信号，输出到AD电路，再经AD电路转换成数字信号后传送给CPU，DA电路用于控制恒流电流给定值信号，IO电路扩展输出用于电压采样、旁路控制和充放电控制的IO信号。

所述电池为镍氢电池或者为镍镉电池。

本实用新型的有益效果：1)容易维护：由于一块控制器集成了4～8个通道的电压采样电路、旁路控制和恒流源电路，出现故障后，只需更换整块控制器即可解决故障；2)设备性价比高：由于电池串的数量少，总电压低，可以采用常用的多路模拟开关集成电路进行电压采样，大大降低了设备的成本；3)每个恒流源总功率小，可靠性相对较高；4)串联回路的可靠性高：因为一组串联的通道最多只有8个，如果一个旁路继电器出现故障，也只会影响同一组的其它7个通道，对其余通道不会造成影响；5)设备结构简单，易于生产制造：一台设备由一块CPU主控板和若干块相同的主控板组成，适合批量化生产。

附图说明

图1为本实用新型的电池检测设备的电路原理示意图；

图2为本实用新型的控制器的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。

本实用新型提供的串联型电池检测设备，每4～8个电池串联在一起，由一个小功率的恒流源对这4～8个电池进行充放电，一台设备有多个独立的小功率恒流源组合成。由于一个恒流源的通道数少，可在将恒流源电路、旁路控制电路和电压采样电路都集成在同一个控制器上，这样一台设备就由多个这样的控制器组合成。此外，由于4～8个电池的串联后总电压约为8～16V，电池电压相对较低，因此可以采用常用的多路模拟开关集成电路进行电压采样，降低了设备的成本。切换输出的采样电压信号传送到CPU主控板后，通过仪用差分放大器转换后，转换为以地为参考电平的模拟信号，输出到AD电路，再经AD电路转换成数字信号传到给CPU。

如图2所示，一台设备由一块CPU主控板和96块控制器组成，CPU主控板的作用是采集电压采样信号、输出恒流给定信号和输出采样旁路的IO信号。如图3所示，电压信号BV+和BV-传送到CPU主控板后，通过仪用差分放大器转换后，转换为以地为参考电平的模拟信号，输出到AD电路，再经AD电路转换成数字信号后传送给CPU；DA电路用于控制恒流电流给定值信号；IO电路扩展输出用于电压采样、旁路控制和充放电控制的IO信号。

如图3所示，本实用新型给出的一种控制器的实施例，一块控制器控制4个电池的充放电，控制器上集成了电压采样电路、旁路控制电路和恒流源电路，一个恒流源对串联的4个电池BAT1～BAT4进行充放电。电池BAT1-BAT4的正极电压采样线+BV1～+BV4和负极电压采样线-BV1～-BV4分别连接到多路模拟开关集成电路(CD4052)U1的输入端X0～X3和Y0～Y3，通过控制信号A、B和CS1的控制，每次只选通一个电池的电压信号输出到U1的输出端X和Y，输出的电压采样信号BV+和BV-传送给CPU主控板。电池BAT1～BAT4各自有旁路控制开关K1～K4，例如当电池BAT1充放电时旁路开关K1处于常闭端，当电池BAT1充放电结束时，设备控制旁路开关K1动作，触点打到常开端，电池BAT1脱离串联回路，停止充放电，其余通道的旁路控制原理以此类推。恒流源电路主要由+12V充电电源、+3V放电补电电源、充电继电器K5、放电继电器K6、功率管Q1、分流器R1和运放U2组成。充电时，充电继电器K5动作，触点打到常开端，充电电流从+12V充电电源流出，经过K5的常开触点，流经电池BAT1～BAT4后，经过放电继电器K6的常闭触点，再流经二极管D1，流入功率管Q1，经过分流器R1，最后回到地。放电时，放电继电器K6动作，触点打到常开端，放电电流从+3V补电电源流出，经过K6的常开触点，流经电池BAT4～BAT1后，再经过充电继电器K5的常闭触点，流入功率管Q1，经过分流器R1，最后回到地。电流流过分流器R1时，产生一个的电压信号Icy，Icy送到运放U2的反相输入端，和到同相输入端的电流给定信号Iset比较，运放器U2的输出直接控制功率管Q1，当恒流电路达到平衡状态时，Icy等于Iset，实现了恒流控制。