專利名稱：蓄電池自動檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電池檢測技術(shù)，更具體地說，涉及一種蓄電池自動檢測裝置及檢測方法。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用最普遍的一種蓄電池為閥控式鉛酸蓄電池。該蓄電池為一種密封結(jié)構(gòu)， 電池蓋子上設(shè)有單向排氣閥，作用是當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時，自動打開以排出氣體，然后自動關(guān)閥以防止空氣進入電池內(nèi)部。該蓄電池的基本特點是在使用期間不用加酸加水維護，不會漏酸，也不會排酸霧。而蓄電池在使用過程中，被長期并聯(lián)在整流設(shè)備上浮充電，隨著運行時間的延長， 電池會出現(xiàn)活化物脫落、電解液干涸、極板變形、極板腐蝕及硫化等異常情況，從而導(dǎo)致其容量降低甚至失效。所以，對電池進行定期維護，對于保持其性能及使用壽命是至關(guān)重要的。目前，現(xiàn)有的蓄電池檢測維護手段比較單一和落后，基本上就是使用內(nèi)阻檢測儀、 電壓表來測量蓄電池的內(nèi)阻及單體電壓兩項內(nèi)容。絕大部分的企業(yè)在進行蓄電池容量核對時，都還停留在用可變電阻放電、手工調(diào)整放電電流進行人工計時，再通過人工計算這種傳統(tǒng)的方法。即使有些單位購買了幾臺不同規(guī)格的容量檢測儀，但由于智能化、自動化程度不高，也很難滿足蓄電池常態(tài)化的監(jiān)測維護要求。另外，直到目前為至，還無法實現(xiàn)對不同規(guī)格的蓄電池組或?qū)θ舾蓚€單體蓄電池進行同時在線測量和維護，并且定義蓄電池組和單體蓄電池的優(yōu)劣，同樣也無法實現(xiàn)對不同規(guī)格蓄電池構(gòu)成的電池組或?qū)θ舾蓚€單體蓄電池的在線測量和維護、獲取蓄電池包括容量在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。因此，對于大量使用蓄電池的企業(yè)，迫切希望能夠盡快實現(xiàn)全數(shù)字全自動完成蓄電池的檢測、維護和核對等一系列維護工作。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供一種蓄電池自動檢測裝置及檢測方法，用以實現(xiàn)自動完成對蓄電池狀態(tài)的快速檢測及維護。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一方面，該蓄電池自動檢測裝置包括控制模塊、維護模塊、輔助控制模塊、放電模塊和充電器模塊，控制模塊通過COMl接口與維護模塊連接，并控制維護模塊檢測蓄電池的初始電壓；控制模塊通過COM2接口與輔助控制模塊連接，并通過輔助控制模塊檢測主電纜連接狀況；控制模塊通過COM3接口與放電模塊連接，并控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)；控制模塊根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)以判斷蓄電池的狀況；輔助控制模塊還與充電器模塊相連，并控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電。所述的控制模塊還在檢測初始電壓前，查詢該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，若無該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，則為該蓄電池建立數(shù)據(jù)庫。
所述的數(shù)據(jù)包括電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量。所述的放電參數(shù)包括放電期間的實時電池組電壓、實時放電電流以及放電時間。所述的控制模塊根據(jù)蓄電池的初始電壓，計算出單體蓄電池的平均值Vis，并儲存以供判斷，計算公式如下％=Σ V/n，式中，Σ V為蓄電池的初始電壓，η為蓄電池的單體電池數(shù)。所述的控制模塊根據(jù)放電模塊檢測的蓄電池的放電電流和放電時間計算出該蓄電池的容量，計算公式如下R = I*T*K，式中，I為放電電流，單位A，T為放電時間，單位小時，K為修正系數(shù)，取值0. 82 1。所述的控制模塊為PC ；所述的輔助控制模塊為PLC。另一方面，該蓄電池自動檢測方法的具體步驟為采用控制模塊與維護模塊連接， 并對維護模塊進行控制，用以檢查蓄電池的初始電壓；將控制模塊與輔助控制模塊連接，并指令輔助控制模塊對主電纜連接狀況進行檢測；將控制模塊與放電模塊連接，并控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)；根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)，通過控制模塊判斷蓄電池的狀況；通過輔助控制模塊與充電器模塊相連，并控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電。在檢測初始電壓前，還通過所述的控制模塊查詢該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，若無該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，則為該蓄電池建立數(shù)據(jù)庫。所述的數(shù)據(jù)包括電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量。所述的放電參數(shù)包括放電期間的實時電池組電壓、實時放電電流以及放電時間。通過所述的控制模塊根據(jù)蓄電池的初始電壓，計算出單體蓄電池的平均值Vis，并儲存以供判斷，計算公式如下Vtt= Σ V/n，式中，Σ V為蓄電池的初始電壓，η為蓄電池的單體電池數(shù)。通過所述的控制模塊根據(jù)放電模塊檢測的蓄電池的放電電流和放電時間計算出該蓄電池的容量，計算公式如下R = I*T*K，式中，I為放電電流，單位A，T為放電時間，單位小時，K為修正系數(shù)，取值0. 82 1。所述的控制模塊為PC ；所述的輔助控制模塊為PLC。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的蓄電池自動檢測裝置及檢測方法通過控制模塊控制維護模塊以檢查蓄電池的初始電壓；并指令輔助控制模塊對主電纜連接狀況進行檢測；控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)；根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)判斷蓄電池的狀況；還通過輔助控制模塊控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電。采用該檢測裝置及檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)自動完成對蓄電池狀態(tài)的快速檢測及維護，為蓄電池使用企業(yè)帶來方便。


圖1是本發(fā)明的蓄電池自動檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的一實施例的快速檢測的流程圖；圖3為本發(fā)明的另一實施例的容量檢測的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請參閱圖1所示，本發(fā)明的蓄電池自動檢測裝置包括控制模塊、維護模塊、輔助控制模塊、放電模塊和充電器模塊，控制模塊通過COMl接口與維護模塊連接，并控制維護模塊檢測蓄電池的初始電壓；控制模塊通過COM2接口與輔助控制模塊連接，并通過輔助控制模塊檢測主電纜連接狀況；控制模塊通過COM3接口與放電模塊連接，并控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)；控制模塊根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)以判斷蓄電池的狀況；輔助控制模塊還與充電器模塊相連，根據(jù)實時測量的充電電流，不斷修正充電電流， 從而控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電，實現(xiàn)在恒壓點電壓之下真正的恒流充電。并且，控制模塊還在檢測初始電壓前，查詢該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，若無該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，則為該蓄電池建立數(shù)據(jù)庫。上述的數(shù)據(jù)包括電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量。而上述的放電參數(shù)則包括放電期間的實時電池組電壓、實時放電電流以及放電時間。并且，控制模塊還根據(jù)蓄電池的初始電壓，計算出單體蓄電池的平均值Vis，并儲存以供判斷，計算公式如下％=Σ V/n，式中，Σ V為蓄電池的初始電壓，η為蓄電池的單體電池數(shù)。另外，控制模塊還根據(jù)放電模塊檢測的蓄電池的放電電流和放電時間計算出該蓄電池的容量，計算公式如下R = Ι*Τ*Κ，式中，I為放電電流，單位A，T為放電時間，單位小時，K為修正系數(shù)，取值0. 82 1。上述的控制模塊可采用PC，而上述的輔助控制模塊可采用PLC，并且控制模塊與維護模塊、輔助控制模塊、放電模塊和充電器模塊之間均采用RS232進行通訊。同樣，本發(fā)明的蓄電池自動檢測方法的具體步驟為采用控制模塊通過COM 1接口與維護模塊連接，并對維護模塊進行控制，用以檢查蓄電池的初始電壓；將控制模塊通過 COM2接口與輔助控制模塊連接，并指令輔助控制模塊對主電纜連接狀況進行檢測；將控制模塊通過COM3接口與放電模塊連接，并控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)；根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)，通過控制模塊判斷蓄電池的狀況；通過輔助控制模塊與充電器模塊相連，并控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電。并且，在檢測初始電壓前，還通過控制模塊查詢該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，若無該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，則為該蓄電池建立數(shù)據(jù)庫。上述的數(shù)據(jù)包括電池組序號、電池組規(guī)格、電池
組容量。上述的放電參數(shù)包括放電期間的實時電池組電壓、實時放電電流以及放電時間。通過上述的控制模塊根據(jù)蓄電池的初始電壓，計算出單體蓄電池的平均值Vis，并儲存以供判斷，計算公式如下Vtt= Σ V/n，式中，Σ V為蓄電池的初始電壓，η為蓄電池的單體電池數(shù)。通過上述的控制模塊根據(jù)放電模塊檢測的蓄電池的放電電流和放電時間計算出該蓄電池的容量，計算公式如下R= Ι*Τ*Κ，式中，I為放電電流，單位Α，Τ為放電時間，單位小時，K為修正系數(shù)，取值0. 82 1。上述的控制模塊可采用PC ；而上述的輔助控制模塊可采用PLC。下面對本發(fā)明進行具體舉例說明
實施例1，請參閱圖2所示，該實施例是為對蓄電池組進行快速檢測，其目的是為了實現(xiàn)在短時間內(nèi)了解蓄電池組中單體電池質(zhì)量優(yōu)劣的情況。首先，通過PC查詢蓄電池的電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量，曾經(jīng)檢測過的蓄電池，PC會有記錄，如果沒有檢測過，則重新建立檢測記錄，輸入電池組序號，電池組規(guī)格為6伏4節(jié)，電池組容量為100AH。然后，PC通過COM2向PLC下傳工作指令，PLC通過DI端口檢測主電纜是否連接。 若沒有連接PLC通過COM2向PC上傳信息，PC就發(fā)出未連接警報。如果主電纜已連接，PLC 的CPU通過DO 口輸出，通過外電路將蓄電池接線連接成5根線結(jié)構(gòu)，然后通過開關(guān)把主電纜接到放電模塊的輸入端，此時開關(guān)的反饋信號輸入到PLC的CPU的DI端口，如沒有反饋信號，則PLC的CPU向PC報告無反饋信號，PC發(fā)出故障提示。如有反饋信號到達(dá)，則PLC的 CPU向PC上傳外部工作完成信息。當(dāng)PC得到PLC的檢測完成信息后，通過COM 1端口向維護模塊下傳周期為0. 5分鐘的單體蓄電池電壓采樣信息，維護模塊執(zhí)行0. 5分鐘采樣和上傳的任務(wù)。PC把第一次4 個單體蓄電池采樣的電壓值按照以下公式求出單體蓄電池平均值，并保留在內(nèi)存供診斷時使用。Vtt=EV/n，n = 4，若為2伏蓄電池則η = 6，12伏蓄電池則η = 2。PC通過COM3向放電模塊下傳放電檢測指令，本實施例蓄電池為100ΑΗ，放電電流為20Α，放電時間10分鐘，連續(xù)采集電池組電壓。放電模塊得到指令首先開啟放電模塊，啟動計時器，并不斷采集電池組的電壓值，向PC上傳電壓值，PC由此獲得動態(tài)的電池組的電壓值和單體蓄電池的電壓值。若放電模塊沒有開啟，放電模塊通過COM3向PC發(fā)出報警信號，PC立刻出現(xiàn)報警提示。當(dāng)放電模塊計時器到達(dá)10分鐘后，放電模塊將檢測的電壓值上傳PC，同時關(guān)閉放電模塊。在PC保存最后一次單體蓄電池的電壓值后，分別下傳COMl、COM2、COM3、各對應(yīng)模塊復(fù)位信息，然后把最后一次單體蓄電池的電壓值和第一次采樣的平均值進行比較，比較范圍是90%至97%，如果單體蓄電池的電壓值彡￥^97%，系統(tǒng)作出“質(zhì)量很好”的判斷。 當(dāng)單體蓄電池的電壓值彡％93%，系統(tǒng)作出“可以使用”的判斷。而彡Vj^gow都被判斷為 “必須更換”的單體蓄電池。實施例2 請參閱圖3所示，該實施例是對12伏2節(jié)的電池組進行容量檢測。首先，通過PC查詢蓄電池的電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量，曾經(jīng)檢測過的蓄電池，PC會有記錄，如果沒有檢測過，則重新建立檢測記錄。本實施例檢測的是有記錄的蓄電池，PC顯示電池組規(guī)格為12伏2節(jié)，電池組容量是200ΑΗ。然后，PC通過COM2向PLC下傳工作指令，PLC的CPU通過DI端口檢測主電纜是否連接。若沒有連接，CPU通過COM2向PC上傳信息，PC就發(fā)出未連接警報。若已經(jīng)連接，則通過外電路將蓄電池接線連接成3根線結(jié)構(gòu)，然后通過開關(guān)把主電纜接到放電模塊的輸入端，PLC的CPU通過DO 口輸出，此時開關(guān)的反饋信號輸入到CPU的DI端口，如沒有反饋信號，則PLC的CPU向PC報告無反饋信號，PC發(fā)出故障提示。若反饋信號到達(dá)，則PLC的CPU
7向PC上傳外部工作完成信息。PC通過COM3向放電模塊下傳放電檢測指令，本實施例蓄電池為200AH，放電電流為20安培，終止電壓為26. 8伏，并連續(xù)采集電池組電壓。放電模塊得到指令立刻開啟放電模塊，啟動計時器。放電模塊不斷將采集的電池組電壓值和計時參數(shù)上傳PC，PC也由此獲得動態(tài)的電池組的電壓值。當(dāng)放電模塊檢測電池組電壓下降到終止電壓值后，放電模塊立刻把電壓值和計時參數(shù)上傳PC，同時自動關(guān)閉放電模塊。當(dāng)PC保存參數(shù)后，分別下傳C0M1、C0M3、各對應(yīng)模塊進行復(fù)位。然后PC根據(jù)放電電流和時間計算得出蓄電池組的核定容量并顯示出來。這些參數(shù)會自動存入數(shù)據(jù)庫并可用于打印。容量的計算公式如下R = I*T*K，其中1為放電電流，單位Α，Τ為放電時間，單位小時，K為修正系數(shù)，取值0.82 1。如果放電模塊沒有開啟，放電模塊通過COM3向PC發(fā)出報警信號，PC立刻出現(xiàn)報警提示。采用本發(fā)明的蓄電池自動檢測裝置及檢測方法具有的以下優(yōu)點1、能夠快速對目前市場上的各種規(guī)格的鉛酸蓄電池組進行在線性能參數(shù)和運行參數(shù)的檢測，提供精確的定性和定量數(shù)據(jù)；2、可對落后單節(jié)電池進行在線補充電，在線平衡蓄電池組個體電池的電壓；可在線巡測及監(jiān)視蓄電池組個體電池電壓、溫度及給予報警；3、可離線進行蓄電池活化維護，使蓄電池性能處于最佳狀態(tài)。因此，對于預(yù)知鉛酸蓄電池的真實狀態(tài)，及時采取有效的維護措施，確保蓄電池的安全使用，保證企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要作用。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池自動檢測裝置，其特征在于包括控制模塊、維護模塊、輔助控制模塊、放電模塊和充電器模塊， 控制模塊通過COMl接口與維護模塊連接，并控制維護模塊檢測蓄電池的初始電壓； 控制模塊通過COM2接口與輔助控制模塊連接，并通過輔助控制模塊檢測主電纜連接狀況；控制模塊通過COM3接口與放電模塊連接，并控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)；控制模塊根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)以判斷蓄電池的狀況；輔助控制模塊還與充電器模塊相連，并控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池自動檢測裝置，其特征在于所述的控制模塊還在檢測初始電壓前，查詢該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，若無該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，則為該蓄電池建立數(shù)據(jù)庫。
3.如權(quán)利要求2所述的蓄電池自動檢測裝置，其特征在于 所述的數(shù)據(jù)包括電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量。
4.如權(quán)利要求1所述的蓄電池自動檢測裝置，其特征在于所述的放電參數(shù)包括放電期間的實時電池組電壓、實時放電電流以及放電時間。
5.如權(quán)利要求1所述的蓄電池自動檢測裝置，其特征在于所述的控制模塊根據(jù)蓄電池的初始電壓，計算出單體蓄電池的平均值Vis，并儲存以供判斷，計算公式如下=Vjs=E V/n，式中，Σ V為蓄電池的初始電壓，η為蓄電池的單體電池數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的蓄電池自動檢測裝置，其特征在于所述的控制模塊根據(jù)放電模塊檢測的蓄電池的放電電流和放電時間計算出該蓄電池的容量，計算公式如下R = I*T*K，式中，I為放電電流，單位A，T為放電時間，單位小時，K 為修正系數(shù)，取值0. 82 1。
7.如權(quán)利要求1所述的蓄電池自動檢測裝置，其特征在于 所述的控制模塊為PC ；所述的輔助控制模塊為PLC。
8.一種蓄電池自動檢測方法，其特征在于采用控制模塊與維護模塊連接，并對維護模塊進行控制，用以檢查蓄電池的初始電壓；將控制模塊與輔助控制模塊連接，并指令輔助控制模塊對主電纜連接狀況進行檢測； 將控制模塊與放電模塊連接，并控制放電模塊檢測蓄電池在額定時間內(nèi)的放電參數(shù)； 根據(jù)上述初始電壓和放電參數(shù)，通過控制模塊判斷蓄電池的狀況； 通過輔助控制模塊與充電器模塊相連，并控制充電器模塊對蓄電池進行恒流充電。
9.如權(quán)利要求8所述的蓄電池自動檢測方法，其特征在于在檢測初始電壓前，還通過所述的控制模塊查詢該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，若無該蓄電池的數(shù)據(jù)記錄，則為該蓄電池建立數(shù)據(jù)庫。
10.如權(quán)利要求9所述的蓄電池自動檢測方法，其特征在于 所述的數(shù)據(jù)包括電池組序號、電池組規(guī)格、電池組容量。
11.如權(quán)利要求8所述的蓄電池自動檢測方法，其特征在于所述的放電參數(shù)包括放電期間的實時電池組電壓、實時放電電流以及放電時間。
12.如權(quán)利要求8所述的蓄電池自動檢測方法，其特征在于通過所述的控制模塊根據(jù)蓄電池的初始電壓，計算出單體蓄電池的平均值Vis，并儲存以供判斷，計算公式如下％=Σ V/n，式中，Σ V為蓄電池的初始電壓，η為蓄電池的單體電池數(shù)。
13.如權(quán)利要求11所述的蓄電池自動檢測方法，其特征在于通過所述的控制模塊根據(jù)放電模塊檢測的蓄電池的放電電流和放電時間計算出該蓄電池的容量，計算公式如下R = Ι*Τ*Κ，式中，I為放電電流，單位A，T為放電時間，單位小時，K為修正系數(shù)，取值0. 82 1。
14.如權(quán)利要求8所述的蓄電池自動檢測方法，其特征在于 所述的控制模塊為PC ；所述的輔助控制模塊為PLC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄電池自動檢測裝置，該裝置包括控制模塊以及與其相連的維護模塊、放電模塊、輔助控制模塊和充電器模塊，通過對蓄電池的初始電壓、主電纜連接狀況、放電參數(shù)的檢測和計算，以判斷蓄電池的狀況，并對蓄電池進行恒流充電。本發(fā)明還公開了一種蓄電池自動檢測方法。通過該檢測裝置及檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)自動完成對蓄電池狀態(tài)的快速檢測及維護，為蓄電池使用企業(yè)帶來方便。
文檔編號G01R31/36GK102411125SQ20101028813
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者林官仲, 范耀德 申請人:上海華東高新電氣股份有限公司, 寶山鋼鐵股份有限公司