CN202995004U - 一种蓄电池组参数传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池组参数传感器，它带有电压切换电路，能够同时测量电池组各个蓄电池的电压、内阻、连接片电阻、极柱温度，所述蓄电池组参数传感器针对的蓄电池组包含2～6块蓄电池，该传感器将所测量量就地信号化，同时避免了与蓄电池两端的接线过长加重事故隐患和接线过于繁琐造成容易误接的缺陷，又克服了安装单只蓄电池参数传感器导致的高成本，具有非常实用的价值，同时该传感器采取无源设计，即不需要外接电源，既节省成本同时又使得传感器的安装简便、可靠。

Description

一种蓄电池组参数传感器

技术领域

本实用新型涉及蓄电池在线监测领域，具体而言涉及一种蓄电池组参数传感器。

背景技术

许多电子设备由于工作的特殊性，往往需要24小时不间断工作，这就需要利用蓄电池作为停电的备用电源。为保证备用电源工作的可靠性，需要对备用电源进行状态检测，以及时掌握备用电源的各种状态参数，并对其可靠性做出评价。通常需要了解的参数主要有蓄电池的内阻、端电压和蓄电池的温度以及蓄电池间连接片的电阻，掌握这些参数可以了解蓄电池性能的稳定性并对异常及时进行处理，从而减少潜在风险，避免更大损失。现在，体外在线监测蓄电池常见的方法有两种，第一种是采用集成式的在线监测系统，如实用新型专利200820146802.3公开了一种蓄电池在线监测仪，该装置将电压测试模块、放电模块、放电电流测量单元、放电控制模块单独设置在一块电路板上，作为辅助功能单元；将中央处理器以及存储器、地址编码集成在另一块电路板上，作为主功能单元，主功能单元控制辅助功能单元完成工作。该装置将辅助测量单元集中安装在一起，对于多块蓄电池组成的蓄电池组，一次接线长而密集，而且接线之间电压压降大，容易出现误接误碰等操作失误，事故隐患大，容易产生安全事故。另一种体外测量方法是采用单只蓄电池参数传感器的方式，如瑞士莱姆公司(LEM)的SENTINEL 2-LV型蓄电池参数传感器，只能针对蓄电池组中每一块蓄电池的参数进行测量，这种方式虽然可以避免繁琐的接线，防止出现接线错误或误碰事故，但是为每块蓄电池配备一只传感器使得成本过高，不便于推广使用，另外该型号传感器还不能对蓄电池间的连接片产生的电阻进行测量，从而对蓄电池间连接片的电阻增大产生蓄电池组故障无法监测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蓄电池组参数传感器，该传感器能够同时测量2～6块蓄电池的内阻、连接片电阻、电压和温度，既避免了接线繁琐容易误接的缺陷，又克服了每块蓄电池安放一只独立的参数传感器导致的高成本，具有非常实用的价值。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种蓄电池组参数传感器，包括电压测量切换电路、电压测量电路、电流发生电路、电源电路、温度测量电路、通讯接口电路和中央处理器，其特征在于，该蓄电池组参数传感器针对的蓄电池组包含2～6块蓄电池，所述电压测量切换电路的输入端连接蓄电池组中各蓄电池的两极，输出端连接所述电压测量电路的输入端；所述电流发生电路由可控开关串联阻抗器连接到蓄电池组正负极或蓄电池组内部分蓄电池的正负极；所述电源电路的输入端与被测蓄电池组的正负极或蓄电池组内部分蓄电池的正负极相连，输出端连接有调压电路；电压测量电路、电流发生电路、温度测量电路、通讯接口电路和中央处理器相连进行通讯。

温度测量电路中采用温度传感器来测量蓄电池组内蓄电池的极柱温度，所述温度传感器采用DS18B20芯片，且DS18B20芯片的信号端与中央处理器管脚相连。

中央处理器与通讯接口电路之间连接有光耦器件，通讯接口电路中通讯接口的数量为一个或两个，且两个通讯接口采用并联连接。

所述电流发生电路中还串联有保险丝和二极管。

所述蓄电池组内部分蓄电池包括蓄电池组的一块蓄电池或连续串联的两块、或者三块、或者四块、或者五块蓄电池。

本实用型新的有益效果是，采用一只传感器就可以同时测量两块、三块、四块、五块或者六块蓄电池的端电压，配合电流发生电路可控放电电流，进而测出各块蓄电池的内阻以及各个蓄电池间连接片电阻，温度传感器可以测量每块蓄电池的极柱温度。本装置将原来只能对单只蓄电池进测量的参数传感器，改为对二至六块蓄电池组成的蓄电池组进行测量，节约了成本，同时也将所测量量就地信号化，避免了集中式测量方式中与蓄电池电极直接连接的一次接线过长导致的运行维护困难和一次接线过多容易误接的施工事故隐患。所述传感器采用无源设计，传感器工作电源取自被测蓄电池自身，即除了被测蓄电池组之外该传感器无需其他任何外接电源，这样的设计既节省了硬件成本，同时又提高了本设计的简洁性。

附图说明

图1为本实用新型外观结构示意图；

图2为测量接口内端口分布示意图(所针对蓄电池组包含两块蓄电池)；

图3电压测量切换电路和电压测量电路原理示意图；

图4电流发生电路原理示意图；

图5电源电路原理示意图；

图6温度测量电路原理示意图；

图7通讯接口电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

如图1和图2所示，在外壳1的一端留有通讯接口2和与之并联的通讯接口3，电路板4固定在外壳1内，其上集成有中央处理器、电压测量电路和电压测量切换电路、电流发生电路、电源电路、通讯接口电路。测量接口5设在外壳1的另一端，测量接口5可连接电压测量线6、7、8、9(适用于蓄电池组含有两块蓄电池的情况，如果有三块、或者四块、或者五块、或者六块蓄电池，还需增加相应电压测量线，每增加一块电池增加两根电压测量线，下同)，还连接电流发生电路的放电回路线10，11，以及温度传感器的并联端12、13、14；测量接口5也可以做成插槽形式，电压测量线6、7、8、9和放电回路线10、11以及温度传感器(采用DS-18B20芯片)的并联端12、13、14的一端做成插头形式，在需要测量时再插到插槽上。

如图3和图4所示，电压测量电路的输入端和电压测量切换电路的输出端相连，电压测量电路的输出端和中央处理器相连。电压测量切换电路输入端和蓄电池组中各蓄电池的正负极分别相连，输出端和电压测量电路的输入端相连。电流发生电路的放电回路由可控开关串联阻抗器连接到蓄电池1正极和蓄电池N(N取值2～6，下同)负极，开关包括电子模拟开关、MOS管、继电器等，阻抗器为电阻或电阻、电感、电容组成的固定阻抗的器件，中央处理器控制放电回路中的开关器件诱导蓄电池组放电并测量放电电流，同时结合电压测量电路所测电压值来测量蓄电池组中每只蓄电池的内阻以及蓄电池组内蓄电池间连接片的电阻。

如图5所示电源电路，本参数传感器的工作电源可以引自蓄电池组任意一只或几只的两端，该电压经电压调整电路稳至工作电压，作为传感器的工作电源输出给上述各个工作电路。图4中所示的情况电压取自蓄电池组两端，可共用电流测量线，如果取自任一或任几只蓄电池，需要单独增加电源线(此种情况图中未画出)。

如图6所示温度测量电路，温度传感器放置在各蓄电池的电极上，温度传感器信号线引线并联，其信号线连至中央处理器；

如图7所示通讯接口电路，图示为两个通讯接口，也可以是一个，为了施工美观一般放置两个且并联的通讯接口电路，通讯接口电路前端和上位机相连，后端经光耦和中央处理器相连。当中央处理器接收到测量命令时，执行测量动作，并将数字化的测量结果发回上位机。

Claims (5)

1.一种蓄电池组参数传感器，包括电压测量切换电路、电压测量电路、电流发生电路、电源电路、温度测量电路、通讯接口电路和中央处理器，其特征在于，该蓄电池组参数传感器针对的蓄电池组包含2～6块蓄电池，所述电压测量切换电路的输入端连接蓄电池组中各蓄电池的两极，输出端连接所述电压测量电路的输入端；所述电流发生电路由可控开关串联阻抗器连接到蓄电池组正负极或蓄电池组内部分蓄电池的正负极；所述电源电路的输入端与被测蓄电池组的正负极或蓄电池组内部分蓄电池的正负极相连，输出端连接有调压电路；电压测量电路、电流发生电路、温度测量电路、通讯接口电路和中央处理器相连进行通讯。

2.如权利要求1所述的蓄电池组参数传感器，其特征在于温度测量电路中采用温度传感器来测量蓄电池组内蓄电池的极柱温度，所述温度传感器采用DS18B20芯片，且DS18B20芯片的信号端与中央处理器管脚相连。

3.如权利要求1所述的蓄电池组参数传感器，其特征在于中央处理器与通讯接口电路之间连接有光耦器件，通讯接口电路中通讯接口的数量为一个或两个，且两个通讯接口采用并联连接。

4.如权利要求1所述的蓄电池组参数传感器，其特征在于所述电流发生电路中还串联有保险丝和二极管。

5.如权利要求1所述的蓄电池组参数传感器，其特征在于所述蓄电池组内部分蓄电池是蓄电池组的一块蓄电池或连续串联的两块、或者三块、或者四块、或者五块蓄电池。

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