[實用新型]一種防后備電池電壓滯后的智能電能表

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721415491.1
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN207611089U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 張巍華;高新;張俊哲;耿春麗;袁濱成;陳金龍;孫克寒
• 申請（專利權）人: 北方智能裝備有限公司
• 主分類號: G01R22/00
• 分類號: G01R22/00;H01M2/22;H01G2/06;H02J9/06
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種防后備電池電壓滯后的智能電能表，涉及一種電能表，所述方電能表MCU為核心控制電路，MCU通過I²C總線連接顯示電路，計量電路與MCU通過SPI總線連接，MCU通過AD端口連接電源監(jiān)測電路，鋰亞電池放電、監(jiān)測電路通過電阻同鋰亞電池后備電源電路連接，并通過I/O引腳和AD端口連接MCU；存儲電路與MCU的I²C總線連接，按鍵電路中與MCU通過I/O端品連接，安全認證電路與MCU通過ISO7816接口連接，通訊電路與MCU通過UART口連接。本實用新型針對后備電池電壓滯后對電能表的干擾，提出一種使用法拉電容和鋰亞電池作為雙后備電源，防后備電池電壓滯后的電能表。

技術領域

本實用新型涉及一種電能表，特別是涉及一種防后備電池電壓滯后的智能電能表。

背景技術

當前智能電能表（以下簡稱電能表）在全國范圍已經廣泛使用，為供需雙方更加科學有效的用電提供了直接依據。但是在電能表運行過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，其中由于后備電池發(fā)生鈍化造成的電池電壓滯后問題是對電能表的影響最為嚴重的問題之一。

電能表的凍結功能、事件記錄功能、負荷記錄功能、停電狀態(tài)下液晶顯示功能和實時時鐘功能離不開停電時后備電源供電。現(xiàn)在國家電網和南方電網在網運行的電能表有90%以上使用鋰-亞硫酰氯（以下簡稱鋰亞電池）電池作為單獨的后備電源。鋰亞電池的主要原材料包括：隔膜、乙炔黑、鋰帶，四氯鋁酸鋰。電池的初始電壓正常值為3.6V。電池的反應化學方程式為：4Li+2SOCL₂=4LiCL+S+SO₂ 鋰亞電池經過儲存后，在金屬鋰表面產生一層致密的LiCL保護膜，可以防止Li和SOCL₂進一步反應，保證了鋰亞電池自放電率比其他電池體系小。但當儲存后的電池首次放電時，負載電壓會瞬間下降到最低值（即TMV值），出現(xiàn)電壓滯后現(xiàn)象，典型的鈍化曲線如圖1所示。圖中：A、外部停電時電能表功耗很小（幾十微安），鈍化膜的導電率通常能夠滿足離子的傳輸，這種情況下不會出現(xiàn)電壓滯后，電池輸出電壓可以滿足使用要求。B、外部停電時電表功耗較小（幾百微安），電池的TMV值也高于MCU的最低工作電壓，不影響電能表正常工作。C、外部停電時電能表的功耗較大（幾毫安），鋰離子在鈍化膜中的遷移速率無法滿足要求，鈍化膜兩端產生很大的電壓降，TMV值低于MCU工作的最低電壓，此時由于MCU內部的硬件復位電路作用導致MCU復位，電池的電壓滯后現(xiàn)象更加明顯，從而使電表進入反復復位狀態(tài)，引起電池容量消耗增加在短時間內耗盡剩余容量令電池失效。

國內一些電能表生產廠家為了解決上述問題采用了外置鋰亞電池的方法，這樣做表面上可以讓用戶更換掉失效的鋰亞電池，但也帶來了很多新問題：（1）由于使用外置電池的表殼設計相對復雜，外置電池成本較高導致電能表整體成本大幅增加；（2）外置電池與表殼采用金屬片按壓方式連接，在長途運輸和使用過程中有可能引起接觸不良，導致無法給電能表正常供電；（3）使用外置電池無法避免電池鈍化引起的電壓滯后現(xiàn)象，若MCU反復復位引起電池提前失效會造成不必要的浪費，導致成本增加，并且報廢的電池會成為污染源污染環(huán)境；（4）在電池耗盡期間電能表不能正常工作，實時時鐘失效，掉電時電能表的部分功能失效，不能給供需雙方提供準確的用電狀況。如果掉電期間有不法人員私自改動電能表，電能表不能有效做事件記錄，給供電方造成不必要的損失；（5）若外置電池發(fā)生電壓滯后現(xiàn)象引起MCU復位，電能表無法上報電池欠壓事件，導致無法及時更換電池。（6）由于電能表內空間有限，增加外置電池后電表內空間更加緊張，安全電器間隙縮小。

發(fā)明內容

本實用新型的目的在于提供一種防后備電池電壓滯后的智能電能表，本實用新型針對后備電池電壓滯后對電能表的干擾，提出一種使用法拉電容和鋰亞電池作為雙后備電源，防后備電池電壓滯后的電能表。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：