CN104898068B - 便携式多功能蓄电池检测***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式多功能蓄电池检测***及其控制方法，AC/DC转换板通过电容板并联连接360V/12V转换板、360V/24V转换板和辅助电源板的输入端，主控板的输出端分别通过超级电容充电控制信号连接MOSFET管的控制端G极、通过按键板连接蜂鸣器，电池接入口的负极连接MOSFET管的D极，MOSFET管的S极连接线穿过放电电流互感器连接到电池放电口输入端（负极）。本发明通用性强，融合多种功能于一体，用一台设备就能够高效的完成对电池的检测、维护，使蓄电池维护费用总体成本大大降低。

Description

便携式多功能蓄电池检测***及其控制方法

技术领域

本发明涉及蓄电池检测技术，特别涉及便携式多功能蓄电池检测***及其控制方法。

背景技术

蓄电池作为电子电器设备电源***的后备电源、汽车启动电源，已广泛的应用在交通运输、通讯、电力、铁路、计算机、军事等各个领域。蓄电池广泛的使用，存在以下3个需求：1、如果蓄电池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，因此提高***后备电源可靠性要求很迫切，对蓄电池（组）进行实时有效的检测维护很有必要。2、野外基站的维护、军事设备野外作业，必须提高蓄电池检测维护设备的便携性。3、装备/汽车野外作业及低温环境时启动电池失效导致装备/汽车无法启动，必须提高装备/汽车应急启动自救能力。因此，为了更好的提高设备的可靠性、满足野外作业及电池失效时的应急措施，必须对蓄电池的运行参数进行全面的检测，及时了解电池的使用状态，并有针对性地对蓄电池进行维护。为此急需一种便携式多功能蓄电池检测维护设备，既能满足蓄电池内阻检测、电压检测、容量检测、快速充电、激活维护及装备/汽车应急启动的功能要求，且满足野外检测维护的综合需求。

目前市场上有很多专业的电池内阻检测仪和专用的充电设备，日本日置公司、武汉武高电测电气有限公司、武汉恒电高测电气有限公司生产的蓄电池检测仪能够检测蓄电池内阻和电压，石家庄开发区兴源电子有限公司生产的智能蓄电池检测仪可检测蓄电池容量测试和定期维护。以上公司的产品功能单一、不能满足电池检测维护的综合需求，电池内阻检测仪只有检测功能，而不具有电池充电和激活维护功能；电池充电机只有充电功能，而不具有电池检测和激活维护功能；激活维护设备则只有激活维护功能，而不具有对电池检测和电池充电功能。激活维护设备也是主要针对电动自行车的小容量蓄电池，很少专业对大容量蓄电池、通信基站、武器装备蓄电池大容量的激活维护设备。

由于现有的产品功能单一，通常即使检测出电池失效也不能够很好的对蓄电池做有效维护，若需对蓄电池维护，需要多种设备结合使用，导致维护人员检测维护工作效率低。且现有设备不具有野外作业、综合检测维护、应急启动功能。在野外作业时，出现故障无法提供应急措施。可见，现有蓄电池检测设备的检测、维护功能单一，且检测维护电池设备体积庞大，电池充电及激活维护设备都是地面固定式，携带运输困难，无法满足野外检测维护时的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述情况，设计一种具有适应性强、通用性、便携式等特点的多功能蓄电池检测***，该***能满足蓄电池内阻检测、电压检测、容量检测、快速充电、激活维护及装备/汽车应急启动的功能要求，且满足野外检测维护的需求。

本发明采取以下技术方案实现上述目的。便携式多功能蓄电池检测***，包括主控板和AC/DC转换板，220V交流输入的火线输出端依次通过电源开关、保险管、EMI电源滤波器连接AC/DC转换板，零线输出端依次通过电源开关、EMI电源滤波器连接AC/DC转换板，AC/DC转换板的一输出端连接主控板的输入端，AC/DC转换板通过电容板并联连接360V/12V转换板、360V/24V转换板和辅助电源板的输入端，360V/12V转换板和360V/24V转换板的输出端分别连接12V/24V输出选择继电器的输入端，360V/12V转换板和360V/24V转换板并与主控板双向连接，辅助电源板的输出端分别以+3.3V、±5V、±12V与主控板的输入端连接，360V/24V转换板的输出端还并联连接有MOSFET管D极，MOSFET管的输出端S极通过应急启动超级电容组连接装备/汽车启动接口，主控板的输出端分别通过超级电容充电控制信号连接MOSFET管的控制端G极、通过按键板连接蜂鸣器，输出端还连接有触摸显示器、USB主机口、RS232口及USB设备接口、12V直流风扇、直流接触器控制端、MOSFET管G极和12V/24V输出选择继电器控制端，主控板的输入端连接充电电流互感器控制端和放电电流互感器控制端，蓄电池检测口通过检测板连接主控板的输入端，12V/24V输出选择继电器输出端线缆穿过充电电流互感器连接直流接触器，电池放电口输入端正极与充电电流互感器输出端并接在直流接触器输入端，直流接触器输出端接电池接入口的正极，电池接入口的负极连接MOSFET管的D极，MOSFET管的S极连接线穿过放电电流互感器连接到电池放电口输入端。

所述主控板主要完成检测设备的所有控制功能,包括嵌入式工业控制模块和按键板接口，直流电源输入接口、放电电流互感器信号输入接口、充电电流互感器信号输入接口和温度传感器接口的输出端分别与嵌入式工业控制模块输入端连接，嵌入式工业控制模块通过RS232接口驱动电路，其中一路与RS232接口及USB设备接口连接，另一路与检测板接口连接，嵌入式工业控制模块还分别连接RS232接口及USB设备接口、USB主机口、上电复位电路和调试口、按键板接口、蓄电池反接检测及直流接触器控制电路及接口和电源模块工作状态输入接口；嵌入式工业控制模块的输出端分别连接触摸显示屏接口和风扇驱动和控制电路及接口的输入端；嵌入式工业控制模块通过D/A转换芯片分别与12V电池充电控制电路及接口、24V电池充电控制电路及接口、应急超级电容控制接口和放电控制电路及接口连接。

所述AD/DC转换板主要完成整流和功率因素校正功能，将220V交流电源转换为360V直流电源输出供后级使用，其包括220V电源输入接口和AC/DC转换模块工作状态输出接口，220V电源输入接口连接外部输入220V交流市电，220V电源输入接口依次连接共模滤波器、AC/DC转换模块和360V输出接口， AC/DC转换模块控制端通过AC/DC转换模块工作状态检测电路与AC/DC转换模块工作状态输出接口连接。

所述360V/12V转换板，主要完成对12V电池充电功能，包括 360V/12V转换模块和滤波电路， 360V电源输入接口输出正极依次通过保险管和共模滤波器连接到360V/12V转换模块输入端正极，360V电源输入接口输出负极通过共模滤波器连接360V/12V转换模块输入端负极，360V/12V转换模块输出端正极对应通过滤波电路连接12V输出接口的正极，360V/12V转换模块输出端负极通过滤波电路连接12V输出接口的负极，360V/12V转换模块控制端连接12V蓄电池充电控制电路接口，360V/12V转换模块状态检测端连接360V/12V转换模块工作状态检测电路及输出接口。

所述辅助电源板，主要完成对主控板和检测板供电，包括360V电源输入接口、共模滤波器、360V/12V转换模块和电源输出接口，360V电源输入接口的正极依次通过保险管、共模滤波器连接360V/12V转换模块正极，360V电源输入接口的负极通过共模滤波器连接360V/12V转换模块负极，360V/12V转换模块输出端通过滤波电路分成三路输出，其中一路连接电源输出接口；另一路连接12V/±12V转换模块输入端、第三路连接12V/5V转换模块输入端，12V/±12V转换模块输出端分别连接至电源输出接口和-12V/-5V转换电路输入端，-12V/-5V转换电路输出端连接至电源输出接口，12V/5V转换模块输出端一路连接电源输出接口，另一路连接至5V/3.3V转换电路输入端， 5V/3.3V转换电路输出端连接电源输出接口。

所述检测板主要完成蓄电池内阻、端电压的检测，包括ARM处理器、D/A信号输出、V/I变换和功率放大电路和上位机通信接口，ARM处理器输出端分别连接D/A信号输出电路和状态指示灯输入端；D/A信号输出电路输出端依次通过低通滤波电路、V/I变换和功率放大电路连接恒流源输出电路输入端，恒流源输出电路输出端连接电池检测口输入端，电池检测口输出端一路经过电池端电压输入电路依次连接电平变换电路和A/D信号输入端，A/D信号输入输出端连接ARM处理器输入端；另一路依次经过测试信号取样电路、差分放大电路和低通滤波电路后连接锁相放大电路的参考信号输入端；第三路依次经过电池内阻响应信号差分放大电路、低通滤波电路连接锁相放大电路的信号输入端；锁相放大电路输出端依次通过低通滤波电路和电平变换电路连接A/D信号输入端；ARM处理器还连接上电复位/程序下载及***电路，ARM处理器经串口驱动电路连接上位机通信接口，电池输入接口分别连接电源输入端。

一种便携式多功能蓄电池检测***控制软件，该***控制软件包括检测板控制软件、主控板控制软件两个子软件，分别部署在检测板和主控板上，检测板控制软件的运载平台为ARM7，负责接收电池检测的信息并转发给主控板控制软件；主控板控制软件运行在ARM9环境中，负责操作界面和检测结果的显示以及对电池进行维护；检测板控制软件通过异步串口驱动接受主控板软件消息；主控板控制软件包括电池检测模块、电池充电模块、激活维护模块、查询管理模块和应急启动模块的功能；电池检测模块包括内阻电压检测和容量检测；电池充电模块包括常规充电和快速充电；查询管理模块包括查询结果、删除结果和数据上报,底层驱动为内阻电压检测、容量检测、常规充电和快速充电提供控制信号的驱动。

一种便携式多功能蓄电池检测***的控制方法，触摸屏显示器和按键板主要完成多功能蓄电池检测***的人机交互功能，市电输入通过电源线缆接入220V交流输入口连接市电，220V交流输入口经过AC/DC转换板和电容板分别连接360V/12V转换板、360V/24V转换板和辅助电源板，360V/12V转换板和360V/24V转换板转换成为12V/24V充电电压为12V/24V蓄电池提供充电电压，360V/12V转换板和360V/24V转换板分别连接到电池接入口，电池接入口正极通过电池接入线缆连接12V/24V蓄电池正极，电池接入口负极通过电池接入线缆连接12V/24V蓄电池负极；主控板连接到电池检测接口后，通过电池检测线缆连接12V/24V蓄电池；电池放电口通过负载电缆连接至电阻箱的12V负载接口或者24V负载接口；电阻箱在电池进行激活维护和容量检测时，为提供放电负载回路，对12V/24V蓄电池进行放电；将U盘直接***USB接口进行数据的导入/导出，USB主机口连接到主控板上；上位计算机通过RS232通讯线缆连接到RS232接口及USB设备接口，进行实时检测数据的监控，并提取历史数据；装备/汽车用线缆连接装备装备汽车启动接口，应急启动超级电容组通过装备/汽车启动接口为装备/汽车提供启动电流供应急使用。

本发明所取得的有益效果在于，其通用性强，能够检测维护标称电压为12V、标称容量不大于360AH的蓄电池（组）及标称电压为24V、标称容量不大于130AH的蓄电池（组）；适应性强，突出携行性设计，很好的满足了野外检测维护的需求；实用性强，具有蓄电池内阻检测、电压检测、容量检测、快速充电、激活维护及装备/汽车应急启动功能；经济性、节能、环境性优势，融合多种功能于一体，用一台设备就能够高效的完成对电池的检测维护，使蓄电池维护费用总体成本大大降低。

附图说明

图1是本发明便携式多功能蓄电池检测***的原理图。

图2是本发明中主控板电路组成方框图。

图3 是本发明中AD/DC转换板电路组成方框图。

图4 是本发明中360V/12V转换板电路组成方框图。

图5 是本发明中电源辅助板组成方框图。

图6是本发明中检测板电路组成方框图。

图7是本发明的软件功能图。

图8是本发明的***工作原理图

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1至图7，便携式多功能蓄电池检测***根据功能划分主要由AD/DC转换板3实现电源输入、辅助电源板5辅助供电、360V/12V转换板和360V/24V转换板实现充电功能、主控板2实现控制功能、检测板6实现检测功能和应急启动超级电容组27实现应急启动功能。

便携式多功能蓄电池检测***，包括主控板2和AC/DC转换板3，如图1所示，其特征在于，220V交流输入1的火线输出端依次通过电源开关7、保险管8、EMI电源滤波器9连接AC/DC转换板3，零线输出端依次通过电源开关7、EMI电源滤波器9连接AC/DC转换板3，AC/DC转换板3的一输出端连接主控板2的输入端，AC/DC转换板3通过电容板20并联连接360V/12V转换板4、360V/24V转换板19和辅助电源板5的输入端，360V/12V转换板4和360V/24V转换板19的输出端分别连接12V/24V输出选择继电器11的输入端，360V/12V转换板4和360V/24V转换板19并与主控板2双向连接，辅助电源板5的输出端分别以+3.3V、±5V、±12V与主控板2的输入端连接，360V/24V转换板19的输出端还并联连接有MOSFET管26 D极，MOSFET管26的输出端S极通过应急启动超级电容组27连接装备/汽车启动接口28，主控板2的输出端分别通过超级电容充电控制信号29连接MOSFET管26的控制端G极、通过按键板22连接蜂鸣器23，主控板2的输出端还连接有触摸显示器10、USB主机口24、RS232接口及USB设备接口25、12V直流风扇21、直流接触器13控制端、MOSFET管15 G极和12V/24V输出选择继电器11控制端，主控板2的输入端连接充电电流互感器12控制端和放电电流互感器17控制端，蓄电池检测口18通过检测板6连接主控板2的输入端，12V/24V输出选择继电器11输出端线缆穿过充电电流互感器12连接直流接触器13，电池放电口16输入端正极与充电电流互感器12输出端并接在直流接触器13输入端，直流接触器13输出端接电池接入口14的正极，电池接入口14的负极连接MOSFET管15的D极，MOSFET管15的S极连接线穿过放电电流互感器17连接到电池放电口16输入端（负极）。

如图2所示，所述主控板2主要完成检测设备的所有控制功能,包括嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0 201和按键板接口206，直流电源输入接口213、放电电流互感器信号输入接口212、充电电流互感器信号输入接口214和温度传感器接口215的输出端分别与嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0 201输入端连接，嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0201 通过RS232接口驱动电路210，其中一路与RS232接口及USB设备接口25连接，另一路与检测板接口217连接，嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0 201还分别连接RS232接及USB设备接口25、USB主机口24、上电复位电路和调试口205、按键板接口206、蓄电池反接检测及直流接触器控制电路及接口207和电源模块工作状态输入接口208；嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0 201的输出端分别连接触摸显示屏接口204和风扇驱动和控制电路及接口209的输入端；嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0 201通过D/A转换芯片211分别与12V电池充电控制电路及接口216、24V电池充电控制电路及接口218、应急超级电容控制接口219和放电控制电路及接口220连接。

如图3所示，所述AD/DC转换板3主要完成整流和功率因素校正功能，将220V交流电源转换为360V直流电源输出供后级使用，其包括220V电源输入接口301和AC/DC转换模块工作状态输出接口306，220V电源输入接口301连接外部输入220V交流市电，220V电源输入接口301依次连接共模滤波器302、AC/DC转换模块303和360V输出接口304， AC/DC转换模块303控制端通过AC/DC转换模块工作状态检测电路305与AC/DC转换模块工作状态输出接口306连接。

如图4所示，所述360V/12V转换板4，主要完成对12V电池充电功能，包括 360V/12V转换模块404和滤波电路405， 360V电源输入接口401输出正极依次通过保险管402和共模滤波器403连接到360V/12V转换模块404输入端正极，360V电源输入接口401输出负极通过共模滤波器403连接360V/12V转换模块404输入端负极，360V/12V转换模块404输出端正极对应通过滤波电路405连接12V输出接口406的正极， 360V/12V转换模块404输出端负极通过滤波电路405连接12V输出接口406的负极，360V/12V转换模块404控制端连接12V蓄电池充电控制电路接口408，360V/12V转换模块404状态检测端连接360V/12V转换模块工作状态检测电路及输出接口407。

如图5所示，所述辅助电源板5，主要完成对主控板2和检测板6供电，包括360V电源输入接口501、共模滤波器503、360V/12V转换模块504和电源输出接口510，360V电源输入接口501的正极依次通过保险管502、共模滤波器503连接360V/12V转换模块504正极，360V电源输入接口501的负极通过共模滤波器503连接360V/12V转换模块504负极，360V/12V转换模块504输出端通过滤波电路505分成三路输出，其中一路连接电源输出接口510；另一路连接12V/±12V转换模块507输入端、第三路连接12V/5V转换模块508输入端，12V/±12V转换模块507输出端分别连接至电源输出接口510和-12V/-5V转换电路506输入端，-12V/-5V转换电路506输出端连接至电源输出接口510，12V/5V转换模块508输出端一路连接电源输出接口510，另一路连接至5V/3.3V转换电路509输入端， 5V/3.3V转换电路509输出端连接电源输出接口510。

如图6所示，所述检测板6主要完成蓄电池内阻、端电压的检测，包括ARM处理器605、D/A信号输出601、V/I变换和功率放大电路603和上位机通信接口622 ，ARM处理器605输出端分别连接D/A信号输出电路601和状态指示灯607输入端；D/A信号输出电路601输出端依次通过低通滤波电路602、V/I变换和功率放大电路603连接恒流源输出电路604输入端，恒流源输出电路604输出端连接电池检测口616输入端，电池检测口616输出端一路经过电池端电压输入618电路依次连接电平变换电路617和A/D信号输入609输入端，A/D信号输入609输出端连接ARM处理器605输入端；另一路依次经过测试信号取样电路612、差分放大电路611和低通滤波电路610后连接锁相放大电路615的参考信号输入端；第三路依次经过电池内阻响应信号差分放大电路620、低通滤波电路619连接锁相放大电路615的信号输入端；锁相放大电路615输出端依次通过低通滤波电路614和电平变换电路613连接A/D信号输入609输入端；ARM处理器605还连接上电复位/程序下载及***电路608，ARM处理器605经串口驱动电路606连接上位机通信接口622，电池输入接口621分别连接电源输入端。

如图7所示，一种便携式多功能蓄电池检测***控制软件，其***控制软件701包括检测板控制软件702、主控板控制软件703两个子软件，分别部署在检测板6和主控板2上，检测板控制软件702的运载平台为ARM7，负责接收电池检测的信息并转发给主控板控制软件703；主控板控制软件703运行在ARM9环境中，负责操作界面和检测结果的显示以及对电池进行维护；检测板控制软件702通过异步串口驱动704接受主控板软件消息710；主控板控制软件703包括电池检测模块705、电池充电模块706、激活维护模块707、查询管理模块708和应急启动模块709的功能；电池检测模块705包括内阻电压检测711和容量检测712；电池充电模块706包括常规充电713和快速充电714；查询管理模块708包括查询结果715、删除结果716和数据上报717,底层驱动718为内阻电压检测711、容量检测712、常规充电713和快速充电714提供控制信号的驱动。

便携式多功能蓄电池检测***的主控板2搭载了一块ARM9处理芯片，主控板控制软件703部署在芯片的专用存储器上，主要用于控制对12V和24V的铅酸蓄电池进行检测维护及控制应急启动超级电容组的充放电。检测板6使用的是ARM7的芯片，检测板控制软件702部署在ARM7芯片的专用存储器中，用于检测蓄电池的状态检测。主控板控制软件703采用Sqlite3数据库，所有的电池信息、检测结果全部置于数据库管理之下，为数据的存储编写了专用的存储过程，对大块的数据操作以事务提交的方式处理，保证***控制软件701能够非常快速地保存检测结果和查询检测结果。***控制软件701主要包括电池检测模块705、电池充电模块706、激活维护模块707、查询管理模块708和应急启动模块709。电池检测模块705包括内阻电压检测711和容量检测712，内阻检测712采用准同步预测顺序采样方式，即用上一个正弦波周期的频率值作为本次128个采样点的时标，利用软件自动对测量相位差和测量值进行补偿，确保交流参数的测试精度，再使用快速傅立叶变换（FFT）测量交流电气参数，采用基于 DFT（离散傅立叶变换）- FFT（快速傅立叶变换）的蝶形算法；容量检测利用蓄电池厂家提供的对应关系曲线，建立蓄电池内阻、电压、温度与容量模型，利用该模型分析得到该被测铅酸蓄电池的实际容量。电池充电模块706包括了两种充电模式，即常规充电713和快速充电714，充电使用变幅脉冲的方式充电，并在后期使用小电流进行涓流充电，把充电过程中对电池的损耗程度降至最低。激活维护模块707可以对长期未使用或性能差的电池进行激活，激活维护过程中使用变幅脉冲充电、负脉冲放电的技术来对蓄电池进行维护。查询管理模块708方便用户根据条件查询检测结果信息，在有专用存储过程的支持下，查询速度快，查询效率高，查询粒度用户可控，并可以通过异步串口将检测结果上报。应急启动模块709是在装备或车辆自身蓄电池没电或者失效的的情况下，为了迅速启动装备或车辆而设计的一个功能。检测板控制软件702用来采集电池的内阻和电压的信息，通过异步串口将采集的数据上报到主控板控制软件703中，主控板控制软件703再对获取的数据做精度校正，完成对电池的内阻电压检测。电池检测模块705的功能是检测12V和24V铅酸蓄电池的内阻电压711和电池容量712。内阻电压检测是***控制软件701将检测命令通过RS232异步串口将检测命令发往检测板控制软件，检测板控制软件702在收到检测命令后，使用定时查询的方式，在RS232异步串口驱动704的支持下，通过串口向检测板6发送检测信息，检测板6在接收到检测信息指令，通过调用底层驱动718，对蓄电池的内阻和电压进行检测。检测后的结果，将通过RS232异步串口返回给主控板控制软件703。主控板控制软件703接收到数据后，采用准同步预测顺序采样方式，即用上一个正弦波周期的频率值作为本次128个采样点的时标，利用软件自动对测量相位差和测量值进行补偿，确保交流参数的测试精度，再使用快速傅立叶变换（FFT）测量交流电气参数，采用基于 DFT（离散傅立叶变换）- FFT（快速傅立叶变换）的蝶形算法进行校正，使得电池的内阻值误差范围控制在很小的范围以内。容量检测712是对电池进行一次完全充电和一次完全放电，期间不断调用***的底层驱动718程序，以获取大量的电压电流和温度数据，再利用蓄电池厂家提供的对应关系曲线，建立蓄电池内阻、电压、温度与容量模型，利用该模型分析得到该被测铅酸蓄电池的实际容量，所测容量值与电池的标准容量接近。电池检测后的数据，可以保存在数据库中，***控制软件701采用了Sqlite3数据库，所有的电池信息、检测结果全部置于数据库管理之下，同时为数据的存储编写了专用的存储过程，对大块的数据操作以事务提交的方式处理，保证***控制软件701能够非常快速地保存检测结果和查询检测结果。电池充电模块706包括了两种充电方式，即常规充电713和快速充电714。为了在充电过程中保护铅酸蓄电池，电池充电模块706采用了脉冲充电的方法，使用的变幅脉冲的方式充电。常规充电开始使用的充电电流大小是电池容量的0.1倍，快速充电开始使用的电流大小则为电池容量的0.2倍。在充电后期都使用小电流进行涓流充电，在整个充电过程中，不断的调用底层驱动718程序来监控电池当前的电压电流和温度的值，把充电过程中对电池的损耗程度降至最低。激活维护模块707可以对长期未使用或性能差的电池进行激活，激活维护模块707的方式是对铅酸蓄电池进行2轮完全的充放电，激活维护过程中的充电过程使用变幅脉冲充电，放电过程采用负脉冲放电，力求对蓄电池的性能做到最大提升。查询管理模块708的主要功能是查询结果715、删除结果716和数据上报717。电池检测的结果都存储在sqlite3数据库中，查询可以根据查询条件，在数据库中进行查找并呈现给用户，考虑到数据量可能很大，因此在数据库中建立了索引，编写了一些存储过程，以提高查询的效率。删除结果功能可以根据删除条件，删除一条结果或者批量删除结果，删除过程采用事务提交的方式，批量的进行删除，同时在删除的时候建立了一个触发器，保证删除结果的同时，自动将其他和结果有关的信息级联删除，确保数据的一致性。数据上报则是将检测的结果，上报给其他所需检测结果的地方。应急启动模块709是在电池没电或者失效的的情况下，迅速启动装备或车辆而设计的一个功能。主控板控制软件703下达一个电容放电指令，将硬件平台上的超级电容组进行放电，产生一个高达1000A的电流将车辆启动。

如图8***工作原理图显示，本***的运行包括便携式多功能蓄电池检测***及外部连接对象两部分。市电输入接入220V交流输入口1，进行内阻电压检测时将蓄电池检测口18用电池检测线缆与蓄电池连接；在进行电池充电或激活维护时，将电池接入口14通过电池接入线缆连接122V/24V蓄电池801，并将电池放电口16用负载线缆与电阻箱802连接；导入/导出数据时将U盘803***多功能蓄电池检测***的USB主机口24。在进行上位机通讯时，将RS232口25用RS232通讯线缆连接上位计算机804。在进行应急启动时，将装备/汽车启动接口28用线缆连接装备/汽车805，待装备/汽车805启动后，断开连接。多功能便携式功能蓄电池检测***的触摸屏显示器10和按键板22主要完成多功能蓄电池检测***的人机交互功能，市电输入通过电源线缆接入220V交流输入口1连接市电，220V交流输入口1经过AC/DC转换板3和电容板20分别连接360V/12V转换板4、360V/24V转换板19和辅助电源板3，360V/12V转换板4和360V/24V转换板19转换成为12V/24V充电电压为12V/24V蓄电池801提供充电电压，360V/12V转换板4和360V/24V转换板19分别连接到电池接入口14，电池接入口14正极通过电池接入线缆连接12V/24V蓄电池801正极，电池接入口14负极通过电池接入线缆连接12V/24V蓄电池801负极；主控板2连接到电池检测接口18后，通过电池检测线缆连接12V/24V蓄电池801；电池放电口16通过负载电缆连接至电阻箱802的放电接口，此处需要根据蓄电池电压选择12V负载接口或者24V负载接口，电阻箱802在电池进行激活维护和容量检测时，为提供放电负载回路，对12V/24V蓄电池801进行放电，将U盘803可以对多功能蓄电池检测***进行数据的导入/导出，直接***USB主机口24使用，USB主机口24连接到主控板2上。上位计算机804通过RS232通讯线缆连接到RS232接口及USB设备接口25，可以通过“串口调试小助手V1.3”软件进行实时检测数据的监控，也可以提取便携式多功能蓄电池检测***的历史数据。装备/汽车805用线缆连接装备装备汽车启动接口28，应急启动超级电容组27通过装备/汽车启动接口28能够为装备/汽车805提供1000A的启动电流供应急使用。

充电部分方案（AC/DC转换板3、360V/12V转换板4、360V/24V转换板19）可由程控开关电源模块（输出幅度为9V—32V，输出功率大于600W）或其他充电模块替代；嵌入式工业控制模块YC-2440F-V4.0可用其他嵌入式控制模块、处理器芯片替代。

本发明对于蓄电池状态检测提高了设备的可靠性，为避免因后备电源而工业事故提供了保障；蓄电池的激活维护延长了电池的使用寿命，可以使用户减少购置新电池的费用支出，减少供应电池的压力，从而减少因蓄电池生产对环境的污染。在突出便携性的同时融合蓄电池内阻检测、电压检测、容量检测、快速充电、激活维护及装备/汽车应急启动等功能为一体。有利于高效地对蓄电池进行检测和维护、对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用、对野外作业应急提供很好的措施。

本发明的实现方法，通过运用交流内阻检测技术及锁相检测技术检测蓄电池的内阻。根据测试蓄电池当前的内阻值、电压值、温度等参数，通过检测的参数做算法来判定电池当前的蓄电池的技术状态。运用变幅脉冲充电、负脉冲放电等技术手段来完成对蓄电池快速充电、容量检测及激活维护功能，运用超级电容完成对装备及汽车的启动。通过以上工作原理完成对设备中铅酸蓄电池的综合检测及装备/汽车的启动，同时对性能不良的电池通过脉冲充电、放电等技术手段来进行激活维护。为提高电源设备后的可靠性及野外作业时应急启动有着非常重要的意义。

Claims (7)

1.便携式多功能蓄电池检测***，包括主控板和AC/DC转换板，其特征在于，220V交流输入的火线输出端依次通过电源开关、保险管、EMI电源滤波器连接AC/DC转换板，零线输出端依次通过电源开关、EMI电源滤波器连接AC/DC转换板，AC/DC转换板的一输出端连接主控板的输入端，AC/DC转换板通过电容板并联连接360V/12V转换板、360V/24V转换板和辅助电源板的输入端，360V/12V转换板和360V/24V转换板的输出端分别连接12V/24V输出选择继电器的输入端，360V/12V转换板和360V/24V转换板并与主控板双向连接，辅助电源板的输出端分别以+3.3V、±5V、±12V与主控板的输入端连接，360V/24V转换板的输出端还并联连接有MOSFET管D极，MOSFET管的输出端S极通过应急启动超级电容组连接装备/汽车启动接口，主控板的输出端分别通过超级电容充电控制信号连接MOSFET管的控制端G极、通过按键板连接蜂鸣器，输出端还连接有触摸显示器、USB主机口、RS232口及USB设备接口、12V直流风扇、直流接触器控制端、MOSFET管G极和12V/24V输出选择继电器控制端，主控板的输入端连接充电电流互感器控制端和放电电流互感器控制端，蓄电池检测口通过检测板连接主控板的输入端，12V/24V输出选择继电器输出端线缆穿过充电电流互感器连接直流接触器，电池放电口输入端正极与充电电流互感器输出端并接在直流接触器输入端，直流接触器输出端接电池接入口的正极，电池接入口的负极连接MOSFET管的D极，MOSFET管的S极连接线穿过放电电流互感器连接到电池放电口输入端。

2.根据权利要求1所述的便携式多功能蓄电池检测***，其特征在于，所述主控板主要完成检测设备的所有控制功能,包括嵌入式工业控制模块和按键板接口，直流电源输入接口、放电电流互感器信号输入接口、充电电流互感器信号输入接口和温度传感器接口的输出端分别与嵌入式工业控制模块输入端连接，嵌入式工业控制模块通过RS232接口驱动电路，其中一路与RS232接口及USB设备接口连接，另一路与检测板接口连接，嵌入式工业控制模块还分别连接RS232接口及USB设备接口、USB主机口、上电复位电路和调试口、按键板接口、蓄电池反接检测及直流接触器控制电路及接口和电源模块工作状态输入接口；嵌入式工业控制模块的输出端分别连接触摸显示屏接口和风扇驱动和控制电路及接口的输入端；嵌入式工业控制模块通过D/A转换芯片分别与12V电池充电控制电路及接口、24V电池充电控制电路及接口、应急超级电容控制接口和放电控制电路及接口连接。

3.根据权利要求1所述的便携式多功能蓄电池检测***，其特征在于，所述AD/DC转换板主要完成整流和功率因素校正功能，将220V交流电源转换为360V直流电源输出供后级使用，其包括220V电源输入接口和AC/DC转换模块工作状态输出接口，220V电源输入接口连接外部输入220V交流市电，220V电源输入接口依次连接共模滤波器、AC/DC转换模块和360V输出接口， AC/DC转换模块控制端通过AC/DC转换模块工作状态检测电路与AC/DC转换模块工作状态输出接口连接。

4.根据权利要求1所述的便携式多功能蓄电池检测***，其特征在于，所述360V/12V转换板，主要完成对12V电池充电功能，包括 360V/12V转换模块和滤波电路， 360V电源输入接口输出正极依次通过保险管和共模滤波器连接到360V/12V转换模块输入端正极，360V电源输入接口输出负极通过共模滤波器连接360V/12V转换模块输入端负极，360V/12V转换模块输出端正极对应通过滤波电路连接12V输出接口的正极， 360V/12V转换模块输出端负极通过滤波电路连接12V输出接口的负极，360V/12V转换模块控制端连接12V蓄电池充电控制电路接口，360V/12V转换模块状态检测端连接360V/12V转换模块工作状态检测电路及输出接口。

5.根据权利要求1所述的便携式多功能蓄电池检测***，其特征在于，所述辅助电源板，主要完成对主控板和检测板供电，包括360V电源输入接口、共模滤波器、360V/12V转换模块和电源输出接口，360V电源输入接口的正极依次通过保险管、共模滤波器连接360V/12V转换模块正极，360V电源输入接口的负极通过共模滤波器连接360V/12V转换模块负极，360V/12V转换模块输出端通过滤波电路分成三路输出，其中一路连接电源输出接口；另一路连接12V/±12V转换模块输入端、第三路连接12V/5V转换模块输入端，12V/±12V转换模块输出端分别连接至电源输出接口和-12V/-5V转换电路输入端，-12V/-5V转换电路输出端连接至电源输出接口，12V/5V转换模块输出端一路连接电源输出接口，另一路连接至5V/3.3V转换电路输入端， 5V/3.3V转换电路输出端连接电源输出接口。

6.根据权利要求1所述的便携式多功能蓄电池检测***，其特征在于，所述检测板主要完成蓄电池内阻、端电压的检测，包括ARM处理器、D/A信号输出、V/I变换和功率放大电路和上位机通信接口，ARM处理器输出端分别连接D/A信号输出电路和状态指示灯输入端；D/A信号输出电路输出端依次通过低通滤波电路、V/I变换和功率放大电路连接恒流源输出电路输入端，恒流源输出电路输出端连接电池检测口输入端，电池检测口输出端一路经过电池端电压输入电路依次连接电平变换电路和A/D信号输入端，A/D信号输入输出端连接ARM处理器输入端；另一路依次经过测试信号取样电路、差分放大电路和低通滤波电路后连接锁相放大电路的参考信号输入端；第三路依次经过电池内阻响应信号差分放大电路、低通滤波电路连接锁相放大电路的信号输入端；锁相放大电路输出端依次通过低通滤波电路和电平变换电路连接A/D信号输入端；ARM处理器还连接上电复位/程序下载及***电路，ARM处理器经串口驱动电路连接上位机通信接口，电池输入接口分别连接电源输入端。

7.一种如权利要求1所述的便携式多功能蓄电池检测***的控制方法，其特征在于，触摸屏显示器和按键板主要完成多功能蓄电池检测***的人机交互功能，市电输入通过电源线缆接入220V交流输入口连接市电，220V交流输入口经过AC/DC转换板和电容板分别连接360V/12V转换板、360V/24V转换板和辅助电源板，360V/12V转换板和360V/24V转换板转换成为12V/24V充电电压为12V/24V蓄电池提供充电电压，360V/12V转换板和360V/24V转换板分别连接到电池接入口，电池接入口正极通过电池接入线缆连接12V/24V蓄电池正极，电池接入口负极通过电池接入线缆连接12V/24V蓄电池负极；主控板连接到电池检测接口后，通过电池检测线缆连接12V/24V蓄电池；电池放电口通过负载电缆连接至电阻箱的12V负载接口或者24V负载接口；电阻箱在电池进行激活维护和容量检测时，为提供放电负载回路，对12V/24V蓄电池进行放电；将U盘直接***USB接口进行数据的导入/导出，USB主机口连接到主控板上；上位计算机通过RS232通讯线缆连接到RS232接口及USB设备接口，进行实时检测数据的监控，并提取历史数据；装备/汽车用线缆连接装备装备汽车启动接口，应急启动超级电容组通过装备/汽车启动接口为装备/汽车提供启动电流供应急使用。