[實用新型]便攜式蓄電池狀態檢測系統

有效

• 申請號: 201220212545.5
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN202693771U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 邱書波;李慶華;孟榮愛;吳昌磊;林霏
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種便攜式蓄電池狀態檢測系統，可應用于蓄電池生產線或其他蓄電池狀態現場檢測環境，完成對蓄電池性能參數的靈活準確測量。

背景技術

鉛酸蓄電池是目前備用電源系統中廣泛使用的后備電源，其可靠性關系到計算機、電信、石油化工等領域眾多關鍵系統的安全與穩定。一旦蓄電池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，因此電池檢測與監控一直是國內外研究的熱點問題。檢測電池的使用狀態如何主要依據電池的剩余容量是否滿足工作要求。而容量的大小不僅與電池的運行參數如工作環境溫度、終端電壓等相關，也與電池的構造參數相關，如電解液密度等。其中蓄電池充放電過程中兩端的電壓、電路中的電流和溫度作為電池最重要的參數，與容量有著緊密的聯系，它不僅能反映電池當前的荷電狀態，而且反映電池的優劣程度,但是鉛酸蓄電池的老化失效機理復雜，老化失效模式受諸多因素的影響，很難用簡單的模型來反映，通過實際的工作和數據采集發現，依靠單純的充放電數據來準確估計電池的性能狀態是很困難的事情。因此，可以使用神經網絡軟計算方法，對于蓄電池檢測系統進行建模，從而有效解決電池健康狀況（SOH）的在線監測。但是傳統的神經網絡的存在收斂速度慢、容易陷入局部極值、建模精度不高等缺點，現采用徑向基（RBF,即Radial?Basis?Function）神經網絡來優化傳統神經網絡的逼近精度低的缺點，并且對非線性系統具有更好的自學習能力、逼近能力以及泛化能力，以改善神經網絡的局部最小問題，提高建模精度，正確的檢測蓄電池的性能狀態。

充放電過程中兩個參數的波動情況（例如用Differential代表兩參數與標準數據的上下波動值）反映電池的性能和壽命。

目前，國內的蓄電池檢測儀器主要有蓄電池電壓巡檢儀、蓄電池電導測試儀和內阻容量測試儀等儀器，這些儀器只是能夠實現不同程度的檢測蓄電池狀態，不能全面反映蓄電池充放電過程中的狀態。為滿足蓄電池生產線上對蓄電池性能參數的靈活準確測量，需要一種性能完善的檢測蓄電池運行狀態的便攜式檢測儀。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：能夠克服現有蓄電池檢測儀器的操作繁瑣和攜帶不方便的不足，提供一種便攜式蓄電池狀態檢測系統，該系統滿足蓄電池生產線上對蓄電池性能參數靈活準確測量的需求，在數據處理通過徑向基（RBF,即Radial?Basis?Function）神經網絡建立蓄電池模型，正確的分析蓄電池的性能狀態，同時采用提供數據存儲設備，對問題電池進行報警和界面提示，提醒工作人員及時處理蓄電池。

本實用新型的技術解決方案為：

一種便攜式蓄電池狀態檢測系統，它包括ARM9微控制器模塊、A/D轉換模塊、數據采集模塊和數據存儲模塊；

其中，數據采集模塊采集蓄電池的電壓、電流和溫度信號，送入A/D轉換模塊；

多通道的A/D轉換模塊，對模擬信號進行轉換，然后經采集轉換/控制接口與ARM9微控制器模塊連接；

ARM9微控制器模塊，對采集的信息進行處理，并通過Qt/Embedded可視化界面及采集轉換/控制接口對數據采集模塊進行控制；完成蓄電池性能參數即充放電過程中蓄電池兩端的電壓、電路中的電流以及溫度的數據采集后，通過RBF神經網絡算法對實時采集的信息進行處理，快速便捷的檢測出蓄電池的健康狀況，將最終蓄電池的健康狀態予以顯示及存儲到外接的USB設備中；

數據存儲模塊為USB接口，與外部的USB設備連接。

所述數據采集模塊包括整流電路、電流采集電路、溫度采集電路、放大電路和噪聲處理電路；其中，

噪聲處理電路，去除采集的蓄電池信號中的噪聲信號，并與整流電路、電流采集電路、溫度采集電路、放大電路連接；

整流電路為單相橋式整流電路，完成對蓄電池充放電過程中電池兩端的電壓信號的處理；然后將處理后的電壓信號直接傳送至A/D轉換模塊；

電流采集電路為分流器電路，分流器輸出的電壓值為0~75mV；

溫度采集電路為溫度傳感器；

電流采集電路、溫度采集電路經放大電路與A/D轉換模塊連接。

一種采用便攜式蓄電池狀態檢測系統的檢測方法，它的步驟為：

1）采集蓄電池的電流信號、電壓信號、溫度信號，經過放大、整流、濾波處理后，送入AD轉換器接口；