专利名称：蓄电池自动检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及蓄电池检测技术，更具体地说，涉及一种蓄电池自动检测装置及检测方法。
背景技术：
目前，应用最普遍的一种蓄电池为阀控式铅酸蓄电池。该蓄电池为一种密封结构， 电池盖子上设有单向排气阀，作用是当电池内部气压升高到一定值时，自动打开以排出气体，然后自动关阀以防止空气进入电池内部。该蓄电池的基本特点是在使用期间不用加酸加水维护，不会漏酸，也不会排酸雾。而蓄电池在使用过程中，被长期并联在整流设备上浮充电，随着运行时间的延长， 电池会出现活化物脱落、电解液干涸、极板变形、极板腐蚀及硫化等异常情况，从而导致其容量降低甚至失效。所以，对电池进行定期维护，对于保持其性能及使用寿命是至关重要的。目前，现有的蓄电池检测维护手段比较单一和落后，基本上就是使用内阻检测仪、 电压表来测量蓄电池的内阻及单体电压两项内容。绝大部分的企业在进行蓄电池容量核对时，都还停留在用可变电阻放电、手工调整放电电流进行人工计时，再通过人工计算这种传统的方法。即使有些单位购买了几台不同规格的容量检测仪，但由于智能化、自动化程度不高，也很难满足蓄电池常态化的监测维护要求。另外，直到目前为至，还无法实现对不同规格的蓄电池组或对若干个单体蓄电池进行同时在线测量和维护，并且定义蓄电池组和单体蓄电池的优劣，同样也无法实现对不同规格蓄电池构成的电池组或对若干个单体蓄电池的在线测量和维护、获取蓄电池包括容量在内的相关技术数据。因此，对于大量使用蓄电池的企业，迫切希望能够尽快实现全数字全自动完成蓄电池的检测、维护和核对等一系列维护工作。

发明内容
针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种蓄电池自动检测装置及检测方法，用以实现自动完成对蓄电池状态的快速检测及维护。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一方面，该蓄电池自动检测装置包括控制模块、维护模块、辅助控制模块、放电模块和充电器模块，控制模块通过COMl接口与维护模块连接，并控制维护模块检测蓄电池的初始电压；控制模块通过COM2接口与辅助控制模块连接，并通过辅助控制模块检测主电缆连接状况；控制模块通过COM3接口与放电模块连接，并控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数；控制模块根据上述初始电压和放电参数以判断蓄电池的状况；辅助控制模块还与充电器模块相连，并控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电。所述的控制模块还在检测初始电压前，查询该蓄电池的数据记录，若无该蓄电池的数据记录，则为该蓄电池建立数据库。
所述的数据包括电池组序号、电池组规格、电池组容量。所述的放电参数包括放电期间的实时电池组电压、实时放电电流以及放电时间。所述的控制模块根据蓄电池的初始电压，计算出单体蓄电池的平均值Vis，并储存以供判断，计算公式如下％=Σ V/n，式中，Σ V为蓄电池的初始电压，η为蓄电池的单体电池数。所述的控制模块根据放电模块检测的蓄电池的放电电流和放电时间计算出该蓄电池的容量，计算公式如下R = I*T*K，式中，I为放电电流，单位A，T为放电时间，单位小时，K为修正系数，取值0. 82 1。所述的控制模块为PC ；所述的辅助控制模块为PLC。另一方面，该蓄电池自动检测方法的具体步骤为采用控制模块与维护模块连接， 并对维护模块进行控制，用以检查蓄电池的初始电压；将控制模块与辅助控制模块连接，并指令辅助控制模块对主电缆连接状况进行检测；将控制模块与放电模块连接，并控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数；根据上述初始电压和放电参数，通过控制模块判断蓄电池的状况；通过辅助控制模块与充电器模块相连，并控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电。在检测初始电压前，还通过所述的控制模块查询该蓄电池的数据记录，若无该蓄电池的数据记录，则为该蓄电池建立数据库。所述的数据包括电池组序号、电池组规格、电池组容量。所述的放电参数包括放电期间的实时电池组电压、实时放电电流以及放电时间。通过所述的控制模块根据蓄电池的初始电压，计算出单体蓄电池的平均值Vis，并储存以供判断，计算公式如下Vtt= Σ V/n，式中，Σ V为蓄电池的初始电压，η为蓄电池的单体电池数。通过所述的控制模块根据放电模块检测的蓄电池的放电电流和放电时间计算出该蓄电池的容量，计算公式如下R = I*T*K，式中，I为放电电流，单位A，T为放电时间，单位小时，K为修正系数，取值0. 82 1。所述的控制模块为PC ；所述的辅助控制模块为PLC。在上述技术方案中，本发明的蓄电池自动检测装置及检测方法通过控制模块控制维护模块以检查蓄电池的初始电压；并指令辅助控制模块对主电缆连接状况进行检测；控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数；根据上述初始电压和放电参数判断蓄电池的状况；还通过辅助控制模块控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电。采用该检测装置及检测方法能够实现自动完成对蓄电池状态的快速检测及维护，为蓄电池使用企业带来方便。


图1是本发明的蓄电池自动检测装置的结构框图；图2为本发明的一实施例的快速检测的流程图；图3为本发明的另一实施例的容量检测的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。请参阅图1所示，本发明的蓄电池自动检测装置包括控制模块、维护模块、辅助控制模块、放电模块和充电器模块，控制模块通过COMl接口与维护模块连接，并控制维护模块检测蓄电池的初始电压；控制模块通过COM2接口与辅助控制模块连接，并通过辅助控制模块检测主电缆连接状况；控制模块通过COM3接口与放电模块连接，并控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数；控制模块根据上述初始电压和放电参数以判断蓄电池的状况；辅助控制模块还与充电器模块相连，根据实时测量的充电电流，不断修正充电电流， 从而控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电，实现在恒压点电压之下真正的恒流充电。并且，控制模块还在检测初始电压前，查询该蓄电池的数据记录，若无该蓄电池的数据记录，则为该蓄电池建立数据库。上述的数据包括电池组序号、电池组规格、电池组容量。而上述的放电参数则包括放电期间的实时电池组电压、实时放电电流以及放电时间。并且，控制模块还根据蓄电池的初始电压，计算出单体蓄电池的平均值Vis，并储存以供判断，计算公式如下％=Σ V/n，式中，Σ V为蓄电池的初始电压，η为蓄电池的单体电池数。另外，控制模块还根据放电模块检测的蓄电池的放电电流和放电时间计算出该蓄电池的容量，计算公式如下R = Ι*Τ*Κ，式中，I为放电电流，单位A，T为放电时间，单位小时，K为修正系数，取值0. 82 1。上述的控制模块可采用PC，而上述的辅助控制模块可采用PLC，并且控制模块与维护模块、辅助控制模块、放电模块和充电器模块之间均采用RS232进行通讯。同样，本发明的蓄电池自动检测方法的具体步骤为采用控制模块通过COM 1接口与维护模块连接，并对维护模块进行控制，用以检查蓄电池的初始电压；将控制模块通过 COM2接口与辅助控制模块连接，并指令辅助控制模块对主电缆连接状况进行检测；将控制模块通过COM3接口与放电模块连接，并控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数；根据上述初始电压和放电参数，通过控制模块判断蓄电池的状况；通过辅助控制模块与充电器模块相连，并控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电。并且，在检测初始电压前，还通过控制模块查询该蓄电池的数据记录，若无该蓄电池的数据记录，则为该蓄电池建立数据库。上述的数据包括电池组序号、电池组规格、电池
组容量。上述的放电参数包括放电期间的实时电池组电压、实时放电电流以及放电时间。通过上述的控制模块根据蓄电池的初始电压，计算出单体蓄电池的平均值Vis，并储存以供判断，计算公式如下Vtt= Σ V/n，式中，Σ V为蓄电池的初始电压，η为蓄电池的单体电池数。通过上述的控制模块根据放电模块检测的蓄电池的放电电流和放电时间计算出该蓄电池的容量，计算公式如下R= Ι*Τ*Κ，式中，I为放电电流，单位Α，Τ为放电时间，单位小时，K为修正系数，取值0. 82 1。上述的控制模块可采用PC ；而上述的辅助控制模块可采用PLC。下面对本发明进行具体举例说明
实施例1，请参阅图2所示，该实施例是为对蓄电池组进行快速检测，其目的是为了实现在短时间内了解蓄电池组中单体电池质量优劣的情况。首先，通过PC查询蓄电池的电池组序号、电池组规格、电池组容量，曾经检测过的蓄电池，PC会有记录，如果没有检测过，则重新建立检测记录，输入电池组序号，电池组规格为6伏4节，电池组容量为100AH。然后，PC通过COM2向PLC下传工作指令，PLC通过DI端口检测主电缆是否连接。 若没有连接PLC通过COM2向PC上传信息，PC就发出未连接警报。如果主电缆已连接，PLC 的CPU通过DO 口输出，通过外电路将蓄电池接线连接成5根线结构，然后通过开关把主电缆接到放电模块的输入端，此时开关的反馈信号输入到PLC的CPU的DI端口，如没有反馈信号，则PLC的CPU向PC报告无反馈信号，PC发出故障提示。如有反馈信号到达，则PLC的 CPU向PC上传外部工作完成信息。当PC得到PLC的检测完成信息后，通过COM 1端口向维护模块下传周期为0. 5分钟的单体蓄电池电压采样信息，维护模块执行0. 5分钟采样和上传的任务。PC把第一次4 个单体蓄电池采样的电压值按照以下公式求出单体蓄电池平均值，并保留在内存供诊断时使用。Vtt=EV/n，n = 4，若为2伏蓄电池则η = 6，12伏蓄电池则η = 2。PC通过COM3向放电模块下传放电检测指令，本实施例蓄电池为100ΑΗ，放电电流为20Α，放电时间10分钟，连续采集电池组电压。放电模块得到指令首先开启放电模块，启动计时器，并不断采集电池组的电压值，向PC上传电压值，PC由此获得动态的电池组的电压值和单体蓄电池的电压值。若放电模块没有开启，放电模块通过COM3向PC发出报警信号，PC立刻出现报警提示。当放电模块计时器到达10分钟后，放电模块将检测的电压值上传PC，同时关闭放电模块。在PC保存最后一次单体蓄电池的电压值后，分别下传COMl、COM2、COM3、各对应模块复位信息，然后把最后一次单体蓄电池的电压值和第一次采样的平均值进行比较，比较范围是90%至97%，如果单体蓄电池的电压值彡￥^97%，系统作出“质量很好”的判断。 当单体蓄电池的电压值彡％93%，系统作出“可以使用”的判断。而彡Vj^gow都被判断为 “必须更换”的单体蓄电池。实施例2 请参阅图3所示，该实施例是对12伏2节的电池组进行容量检测。首先，通过PC查询蓄电池的电池组序号、电池组规格、电池组容量，曾经检测过的蓄电池，PC会有记录，如果没有检测过，则重新建立检测记录。本实施例检测的是有记录的蓄电池，PC显示电池组规格为12伏2节，电池组容量是200ΑΗ。然后，PC通过COM2向PLC下传工作指令，PLC的CPU通过DI端口检测主电缆是否连接。若没有连接，CPU通过COM2向PC上传信息，PC就发出未连接警报。若已经连接，则通过外电路将蓄电池接线连接成3根线结构，然后通过开关把主电缆接到放电模块的输入端，PLC的CPU通过DO 口输出，此时开关的反馈信号输入到CPU的DI端口，如没有反馈信号，则PLC的CPU向PC报告无反馈信号，PC发出故障提示。若反馈信号到达，则PLC的CPU
7向PC上传外部工作完成信息。PC通过COM3向放电模块下传放电检测指令，本实施例蓄电池为200AH，放电电流为20安培，终止电压为26. 8伏，并连续采集电池组电压。放电模块得到指令立刻开启放电模块，启动计时器。放电模块不断将采集的电池组电压值和计时参数上传PC，PC也由此获得动态的电池组的电压值。当放电模块检测电池组电压下降到终止电压值后，放电模块立刻把电压值和计时参数上传PC，同时自动关闭放电模块。当PC保存参数后，分别下传C0M1、C0M3、各对应模块进行复位。然后PC根据放电电流和时间计算得出蓄电池组的核定容量并显示出来。这些参数会自动存入数据库并可用于打印。容量的计算公式如下R = I*T*K，其中1为放电电流，单位Α，Τ为放电时间，单位小时，K为修正系数，取值0.82 1。如果放电模块没有开启，放电模块通过COM3向PC发出报警信号，PC立刻出现报警提示。采用本发明的蓄电池自动检测装置及检测方法具有的以下优点1、能够快速对目前市场上的各种规格的铅酸蓄电池组进行在线性能参数和运行参数的检测，提供精确的定性和定量数据；2、可对落后单节电池进行在线补充电，在线平衡蓄电池组个体电池的电压；可在线巡测及监视蓄电池组个体电池电压、温度及给予报警；3、可离线进行蓄电池活化维护，使蓄电池性能处于最佳状态。因此，对于预知铅酸蓄电池的真实状态，及时采取有效的维护措施，确保蓄电池的安全使用，保证企业的安全生产具有重要作用。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种蓄电池自动检测装置，其特征在于包括控制模块、维护模块、辅助控制模块、放电模块和充电器模块， 控制模块通过COMl接口与维护模块连接，并控制维护模块检测蓄电池的初始电压； 控制模块通过COM2接口与辅助控制模块连接，并通过辅助控制模块检测主电缆连接状况；控制模块通过COM3接口与放电模块连接，并控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数；控制模块根据上述初始电压和放电参数以判断蓄电池的状况；辅助控制模块还与充电器模块相连，并控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电。
2.如权利要求1所述的蓄电池自动检测装置，其特征在于所述的控制模块还在检测初始电压前，查询该蓄电池的数据记录，若无该蓄电池的数据记录，则为该蓄电池建立数据库。
3.如权利要求2所述的蓄电池自动检测装置，其特征在于 所述的数据包括电池组序号、电池组规格、电池组容量。
4.如权利要求1所述的蓄电池自动检测装置，其特征在于所述的放电参数包括放电期间的实时电池组电压、实时放电电流以及放电时间。
5.如权利要求1所述的蓄电池自动检测装置，其特征在于所述的控制模块根据蓄电池的初始电压，计算出单体蓄电池的平均值Vis，并储存以供判断，计算公式如下=Vjs=E V/n，式中，Σ V为蓄电池的初始电压，η为蓄电池的单体电池数。
6.如权利要求4所述的蓄电池自动检测装置，其特征在于所述的控制模块根据放电模块检测的蓄电池的放电电流和放电时间计算出该蓄电池的容量，计算公式如下R = I*T*K，式中，I为放电电流，单位A，T为放电时间，单位小时，K 为修正系数，取值0. 82 1。
7.如权利要求1所述的蓄电池自动检测装置，其特征在于 所述的控制模块为PC ；所述的辅助控制模块为PLC。
8.一种蓄电池自动检测方法，其特征在于采用控制模块与维护模块连接，并对维护模块进行控制，用以检查蓄电池的初始电压；将控制模块与辅助控制模块连接，并指令辅助控制模块对主电缆连接状况进行检测； 将控制模块与放电模块连接，并控制放电模块检测蓄电池在额定时间内的放电参数； 根据上述初始电压和放电参数，通过控制模块判断蓄电池的状况； 通过辅助控制模块与充电器模块相连，并控制充电器模块对蓄电池进行恒流充电。
9.如权利要求8所述的蓄电池自动检测方法，其特征在于在检测初始电压前，还通过所述的控制模块查询该蓄电池的数据记录，若无该蓄电池的数据记录，则为该蓄电池建立数据库。
10.如权利要求9所述的蓄电池自动检测方法，其特征在于 所述的数据包括电池组序号、电池组规格、电池组容量。
11.如权利要求8所述的蓄电池自动检测方法，其特征在于所述的放电参数包括放电期间的实时电池组电压、实时放电电流以及放电时间。
12.如权利要求8所述的蓄电池自动检测方法，其特征在于通过所述的控制模块根据蓄电池的初始电压，计算出单体蓄电池的平均值Vis，并储存以供判断，计算公式如下％=Σ V/n，式中，Σ V为蓄电池的初始电压，η为蓄电池的单体电池数。
13.如权利要求11所述的蓄电池自动检测方法，其特征在于通过所述的控制模块根据放电模块检测的蓄电池的放电电流和放电时间计算出该蓄电池的容量，计算公式如下R = Ι*Τ*Κ，式中，I为放电电流，单位A，T为放电时间，单位小时，K为修正系数，取值0. 82 1。
14.如权利要求8所述的蓄电池自动检测方法，其特征在于 所述的控制模块为PC ；所述的辅助控制模块为PLC。
全文摘要
本发明公开了一种蓄电池自动检测装置，该装置包括控制模块以及与其相连的维护模块、放电模块、辅助控制模块和充电器模块，通过对蓄电池的初始电压、主电缆连接状况、放电参数的检测和计算，以判断蓄电池的状况，并对蓄电池进行恒流充电。本发明还公开了一种蓄电池自动检测方法。通过该检测装置及检测方法能够实现自动完成对蓄电池状态的快速检测及维护，为蓄电池使用企业带来方便。
文档编号G01R31/36GK102411125SQ20101028813
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者林官仲, 范耀德 申请人:上海华东高新电气股份有限公司, 宝山钢铁股份有限公司