[实用新型]一种灾害地质监测仪器专用的智能蓄电池管理器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池智能管理设备，具体应用于为野外灾害地质监测仪器供电的蓄电池智能充电及电池寿命监测管理。

背景技术

普通的野外灾害地质监测仪器都采用蓄电池供电，野外工作的特殊性，使得蓄电池状态的好坏直接关系到仪器性能优劣以及测试成本的高低。因此，如何保证监测系统长时间且稳定的电源供应是一个极为关键的问题，这就对蓄电池的充电方式以及寿命管理提出了较高的要求，要求既可以实现智能充电、断电，又可以实时监测蓄电池的当前寿命，使仪器使用者能掌握蓄电池的使用情况，提高使用可靠性。

但是，现有蓄电池的充电设备，包括恒压充电方式和恒流充电方式，充电模式单一，皆无法实现对充电电压或充电电流大小的控制，例如对于恒压充电，初始充电电压大小的设置很重要，如果初始电压设置的过大或过小，均会造成电池容量及寿命减少。而且，现有的蓄电池充电器的智能化程度较低，无法根据具体电池的不同特性进行充电，无电池维护功能，也不能够动态显示充电电压和电流的大小，无法了解电池充电过程和使用状况，电池充满后不能自动断电，降低了电池的使用率。因此，现有蓄电池的充电设备无法满足野外灾害地质监测的需求。

通过对蓄电池容量进行监测可以实现电池寿命的监测，常用的方法是在蓄电池充放电过程中分别对电流和电压进行积分运算，但此法误差较大。在铅酸蓄电池的老化进程中，极板的硫化、活性物质的脱落、电解液的干涸等随时间推移而加剧，这些变化会导致蓄电池容量减小，内阻逐渐变大。由此可见，蓄电池内阻可作为判定蓄电池容量大小和其性能状态的有效指标，对蓄电池内阻进行精确测量可实现其性能状态的有效评估。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有多种充电方式、电池充满后能够自动断电、且具有控制维护功能，对蓄电池内阻进行测量具有监测电池寿命功能的灾害地质监测仪器专用的智能蓄电池管理器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：本实用新型由中央控制模块、充电方式转换模块、自动断电模块、电压采集模块、电流采集模块、测量内阻模块、键盘输入模块和LCD显示模块组成；所述充电方式转换模块的输入端接交流电源，其输出端接蓄电池，其控制端接中央控制模块的输入端；所述自动断电模块的输入端接中央控制模块的输出端，其输出端接充电方式转换模块的输入端；所述电压采集模块、电流采集模块的输入端分别接充电方式转换模块的输出端，其输出端接中央控制模块的相应输入端；所述测量内阻模块与蓄电池双向连接，并且其输出端接中央控制模块的输入端；所述键盘输入模块的输出端接中央控制模块的输入端；所述中央控制模块的输出端接LCD显示模块的输入端。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型可以对蓄电池的能量实现最优化管理。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用功耗低的MSP430F169单片机为主控芯片，使智能电池管理器体积小、重量轻、功耗低；2、针对铅酸蓄电池的特点，设计了四阶段充电模式，该模式对电池具有维护功能，能够电池延长电池的放电时间，提高电池的充电效率及使用寿命；3、系统实时监测充电状态，能够对充电电流和充电电压过大有保护功能，避免大电流或大电压损坏电池；4、充满后能自动断电，避免过冲对电池的损伤；5、利用锁相放大技术，并在电路设计时减小电路的相移误差，实现对蓄电池微内阻的精确测量，同时为解决小内阻导致的测量导线阻抗问题，采用四线交流法进行测量，即将信号注入回路与信号测量回路分开，以减少测量误差。实现了电池寿命状态的监测；6、采用LCD实现人机交互，动态显充电状态及电池寿命监测情况。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的单片机控制电路原理图；

图3是本实用新型的测量内阻模块的电路原理图；

图4是本实用新型的工作流程图；

图中，模拟开关U1为差分4通道数字控制模拟开关4052，函数发生器U2为单片精密函数发生器ICL8038，U3、U4为仪表放大器INA122，平衡调制器U5为AD630，U6为蓄电池，单片机U7的型号为MSP430F169，液晶屏LCD１为北京友力发科贸有限公司的YLF12864J液晶屏，开关电源ADJ为脉宽调制芯片UPC494。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型智能电池管理器即可以实现智能充电根据电池状态自动选择充电方式，以延长电池寿命，又可以监测电池当前寿命，使用户能掌握电池的使用情况，提高可靠性。