CN116087816A - 一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，涉及蓄电池放电测试技术领域，包括：蓄电池组，开关、主控单元、直流变换模块、合金电阻负载、电流调制单元；直流变换模块用于对蓄电池组输出电压变换后为主控单元供电；主控单元用于生成电流调制信号并传输至电流调制单元；蓄电池组正负极分别与直流变换模块输入端正负极连接，开关设于蓄电池组正极与直流变换模块输入端正极间；直流变换模块输出端正负极与主控单元供电端连接；蓄电池组正极串入开关后与合金电阻负载一端连接，合金电阻负载另一端经电流调制单元供电端与蓄电池组负极连接；电流调制单元控制端与主控单元连接以接收电流调制信号。该装置使核容放电无需接入市电进行交流供电。

Description

一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置

技术领域

本发明涉及蓄电池放电测试技术领域，更具体地，涉及一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置。

背景技术

蓄电池组是直流***的后备电源，广泛应用于通信、电力、金融等行业。当市电停止时，由蓄电池组作为直流***的负荷提供电能。由于蓄电池组长期处于浮充状态，造成蓄电池组的容量不足，进而可导致直流负荷过早的失电，引起停电事故。

目前为了保障蓄电池组的容量满足停电续航时间的要求，维护人员会定期利用蓄电池容量测试仪进行蓄电池组的核对性容量测试，但目前使用的蓄电池组容量测试仪主要基于PTC（陶瓷电阻），存在以下问题：需要进行交流供电才能工作，对环境适应性差，在变电站等场所取电不便；受环境温度影响较大，阻值不稳定。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的蓄电池组容量测试仪需要进行交流供电才能工作存在环境适应性差的缺陷，提供一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，包括蓄电池组、开关、主控单元、直流变换模块、合金电阻负载、电流调制单元；

所述直流变换模块用于对蓄电池组输出电压变换后为主控单元供电；

所述主控单元用于根据设定的放电参数生成电流调制信号并传输至电流调制单元；

其中，所述蓄电池组的正负极分别与直流变换模块的输入端正负极连接，所述开关设于所述蓄电池组的正极与直流变换模块的输入端正极之间；

所述直流变换模块的输出端正负极与主控单元的供电端连接；

所述蓄电池组的正极串入开关后与所述合金电阻负载的一端连接，所述合金电阻负载的另一端经电流调制单元的供电端与蓄电池组负极连接；所述电流调制单元的控制端与所述主控单元连接以接收主控单元第一输出端输出的电流调制信号。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明采用蓄电池组放电的供电方式，通过宽范围直流电源替代现有技术中的交流供电方式，使放电时无需接入市电进行供电，仅采用蓄电池组自身电能进行供电，可适应无法接入交流电的多种环境。

附图说明

图1为蓄电池组核容装置电路示意图；

图2为合金电阻模块结构示意图；

图3为蛇形合金电阻带结构示意图；

图4为底板结构示意图；

图5为盖板结构示意图；

图6为支撑件结构示意图；

图7为侧板结构示意图；

图8为定位板结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提出一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，参阅图1，包括蓄电池组201，开关K1、主控单元101、合金电阻负载102、直流变换模块103、电流调制单元104。

所述直流变换模块103用于对蓄电池组201输出电压变换后为主控单元101供电；

所述主控单元101用于根据设定的放电参数生成电流调制信号并传输至电流调制单元104；

其中，所述蓄电池组201的正负极分别与直流变换模块103的输入端正负极连接，所述开关K1设于所述蓄电池组201的正极与直流变换模块103的输入端正极之间；

所述直流变换模块103的输出端正负极与主控单元101的供电端连接；

所述蓄电池组201的正极串入开关K1后与所述合金电阻负载102的一端连接，所述合金电阻负载102的另一端经电流调制单元104的供电端与蓄电池组201负极连接；所述电流调制单元104的第一输入端与所述主控单元101连接以接收主控单元101第一输出端输出的电流调制信号。

该实施例中，当开关K1闭合后，蓄电池组201给直流变换模块103供电和合金电阻负载102供电，直流变换模块103将蓄电池组201的输出电压变换为主控单元101需要的工作电压并为主控单元101供电，主控单元101根据设定的放电参数驱动电流调制单元104对经过合金电阻负载102的放电电流进行控制；当开关K1断开后，放电工作停止。相较于现有技术，该实施例可无需接入市电以进行交流供电，完全利用蓄电池组201自身电能进行供电，对环境适应性强，可应用在多种场景中，如变电站、电网机房中。

在一具体实施过程中，所述蓄电池组201为由多个单体电池串联或并联成的电池组。

可以理解，根据不同应用场景，蓄电池组201组端输出电压为宽范围直流电压。

在一具体实施过程中，所述蓄电池组201的组端电压输出为80-260V。

在另一具体实施过程中，所述蓄电池组201的组端电压输出为40-1000V。

示范性地，所述放电参数设定为放电电压40-1000V、放电电流0-100A。

在一优选实施例中，所述装置还包括用于感知合金电阻负载102温度的温度传感器105；所述主控单元101与温度传感器105连接以接收合金电阻负载102的温度数据，当温度超过设定阈值时关断电流调制单元104以停止合金电阻负载102工作。

该优选实施例中，所述温度传感器105可实时监测放电过程中的温度，以确保放电过程安全，防止温度过高影响蓄电池组201安全或导致火灾的发生。

在一可选实施例中，所述装置还包括直流继电器KM1和散热风扇106；所述直流变换模块103包括第一直流变换器113和第二直流变换器123；

所述第一直流变换器113用于对蓄电池组201输出电压进行一次变换，一次变换后输出电压适应散热风扇106工作要求；

所述第二直流变换器123用于对第一直流变换器113输出电压进行二次变换后为主控单元101供电；

所述散热风扇106用于对合金电阻负载102散热；

其中，所述第一直流变换器113的输入端正负极与蓄电池组201的正负极连接，所述第一直流变换器113的输出端正负极与第二直流变换器123的输入端正负极连接；

所述散热风扇106的一端与所述第一直流变换器113的输出端正极连接，另一端与所述第一直流变换器113的输出端负极连接，所述主控单元101经第二输出端与直流继电器KM1连接并控制散热风扇106的启闭。

该可选实施例中，当开关K1闭合后，主控单元101控制直流继电器KM1启动散热风扇106对合金电阻负载102进行散热；当开关K1断开后，散热风扇106停止散热工作，合金电阻负载102无电流经过，放电工作结束。

示范性地，所述第一直流变换器113和所述第二直流变换器123均为DC-DC变换器。

在一具体实施过程中，所述散热风扇106工作电压为48V，所述主控单元101工作电压为12V，所述第一直流变换器113为40-1000V转48VDC-DC变换器，所述第二直流变换器123为48V转12VDC-DC变换器，则所述第一直流变换器113一次变换后的输出电压为48V，所述第二直流变换器123二次变换后的输出电压为12V。

在一具体实施过程中，所述温度传感器105安装在散热风扇106的出风口处。

在一优选实施例中，所述主控单元101采用PWM（Pulse-width modulation，脉冲宽度调制）技术经电流调制单元104对放电电流进行线性调制。

该优选实施例采用PWM技术进行电流调制，可实现蓄电池组201的安全放电。

在一优选实施例中，所述装置还包括与主控单元101通信连接的外部控制单元202，用于生成并向主控单元101传输至少一个控制指令。

示范性地，所述控制指令包括但不限于放电参数设定指令、温度数据阈值设定指令、开始工作指令或停止工作指令。

进一步地，所述外部控制单元202还用于接收主控单元101发出的告警指令。

在一具体实施过程中，通过外部控制单元202向主控单元101传输温度数据阈值设定指令，当主控单元101根据温度传感器105返回的温度数据识别到合金电阻负载102的温度超过设定阈值时，向外部控制单元202发送告警指令。

进一步地，所述外部控制单元202与主控单元101间采用RS485通信协议。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进一步提出了所述装置中，参阅图2、图3，所述合金电阻负载102包括至少一个合金电阻模块，所述合金电阻模块包括至少一个蛇形合金电阻带301，所述蛇形合金电阻带301的一端经开关K1与所述蓄电池组201的正极电连接，另一端经电流调制单元104与蓄电池组201负极电连接；

当所述合金电阻负载102包括两个以上合金电阻模块时，所述合金电阻模块间为串联和/或并联；当所述合金电阻模块包括两个以上蛇形合金电阻带301时，所述蛇形合金电阻带301间为串联和/或并联。

该实施例中，多个合金电阻模块可以进行模块化叠加，有效满足核容时的多种放电需求。

可以理解，蛇形合金电阻带301可以采用多种规格。

在一具体实施过程中，所述合金电阻模块包括三种规格的所述蛇形合金电阻带301：

（1）厚度1毫米*长度245毫米*宽度10毫米，电阻0.63欧姆，最大电流75安培；

（2）厚度0.8毫米*长度245毫米*宽度10毫米，电阻0.85欧姆，最大电流55安培；

（3）厚度0.6毫米*长度245毫米*宽度10毫米，电阻1.07欧姆，最大电流35安培；

在一合金电阻模块中，将上述三种规格的蛇形合金电阻带301串联，获得最大电阻为4.28欧姆最大电流35安培，最小电阻2.52欧姆最大电流75安培；

在一合金电阻模块中，将上述三种规格的蛇形合金电阻带301并联，获得最大电阻0.268欧姆、最大电流140安倍，最小电阻0.1575欧姆、最大电流300安培。

示范性地，所述蛇形合金电阻带301通过压铸成型。

在一优选实施例中，所述蛇形合金电阻带301包括镍铬基合金。

在一可选实施例中，所述镍铬基合金中，Cr的质量分数为15-18%，Ni的质量分数为55-61%。

在该优选实施例中，由于镍铬基合金具有耐高温、能量密度高等特点，使得所述合金电阻负载102具备耐热性能好、放电电流稳定、环境适应能力强、体积小等特点。

可以理解，上述实施例1中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上进一步提出了，所述合金电阻模块还包括底板302、盖板303、支撑件304和绝缘柱305，参阅图2、图4、图5；

其中，所述支撑件304设置在所述底板302和盖板303之间，且所述支撑件304的两端分别贯穿所述底板302与盖板303并通过螺栓固定连接；所述绝缘柱305固定安装在所述底板302靠近盖板303的一面上，所述绝缘柱305的数量与所述蛇形合金电阻带301的数量相适应，所述蛇形合金电阻带301的两端分别与一个绝缘柱305通过螺栓固定连接。

在一具体实施过程中，所述绝缘柱305通过螺钉固定安装在所述底板302上。

在一具体实施过程中，所述合金电阻模块中设有两个蛇形合金电阻带301、4个绝缘柱，每个蛇形合金电阻带301的两端分别与1个绝缘柱通过螺栓固定。

示范性地，所述支撑件304包括钣金材料。

在一优选实施例中，参阅图3、图7、图8，蛇形合金电阻带301包括若干个弯曲部；所述合金电阻模块还包括侧板306和定位板307；所述底板302与盖板303的对立两侧均设有用于安装侧板306的第一开孔401；其中，所述侧板306的对立两侧设有与第一开孔401相匹配的凸起件，所述侧板306经第一开孔401卡接在所述底板302与盖板303间；所述侧板306上设有用于安装定位板307的第二开孔402和用于伸出蛇形合金电阻带301两端的第三开孔403；所述定位板307的两侧设有插销，经第二开孔402卡接在两个所述侧板306间；所述蛇形合金电阻带301的两端穿过第三开孔403分别与开关K1及电流调制单元104电连接；所述定位板307上设有用于套入蛇形合金电阻带301的第四开孔404，所述第四开孔404的数量与所述蛇形合金电阻带301的弯曲部数量相适应。

该优选实施例中，基于侧板306和定位板307的结构配合，可以实现对蛇形合金电阻带301的限位。

示范性地，所述第四开孔404的尺寸与蛇形合金电阻带301的弯曲部间间距相适应。

示范性地，所述蛇形合金电阻带301还包括与弯曲部相连的竖直部，所述第四开孔404的尺寸与蛇形合金电阻带301的竖直部间间距相适应。

在一具体实施过程中，所述合金电阻模块中采用两块侧板306和一块定位板307实现对蛇形合金电阻带301的限位。

在另一具体实施过程中，所述合金电阻模块中采用两块侧板306和若干块定位板307实现对蛇形合金电阻带301的限位。

示范性地，所述第一开孔401、第二开孔402、第三开孔403和第四开孔404包括但不限于方孔、圆孔。

进一步地，所述底板302、盖板303、侧板306和/或定位板307包括云母材料。

可以理解，云母材料具有绝缘性和耐热性，以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性，可以用于有效承载蛇形合金电阻带301的重量，并隔绝蛇形合金电阻带301与外界的接触，保障放电安全。

示范性地，所述底板302、盖板303、侧板306和/或定位板307为预制成型。

可以理解，上述实施例2中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，包括蓄电池组（201），其特征在于，还包括：开关K1、主控单元（101）、合金电阻负载（102）、直流变换模块（103）、电流调制单元（104）；

所述直流变换模块（103）用于对蓄电池组（201）输出电压变换后为主控单元（101）供电；

所述主控单元（101）用于根据设定的放电参数生成电流调制信号并传输至电流调制单元（104）；

其中，所述蓄电池组（201）的正负极分别与直流变换模块（103）的输入端正负极连接，所述开关K1设于所述蓄电池组（201）的正极与直流变换模块（103）的输入端正极之间；

所述直流变换模块（103）的输出端正负极与主控单元（101）的供电端连接；

所述蓄电池组（201）的正极串入开关K1后与所述合金电阻负载（102）的一端连接，所述合金电阻负载（102）的另一端经电流调制单元（104）的供电端与蓄电池组（201）负极连接；所述电流调制单元（104）的控制端与所述主控单元（101）连接以接收主控单元（101）第一输出端输出的电流调制信号。

2.根据权利要求1所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述装置还包括用于感知合金电阻负载（102）温度的温度传感器（105）；所述主控单元（101）与温度传感器（105）连接以接收合金电阻负载（102）的温度数据，当温度超过设定阈值时关断电流调制单元（104）以停止合金电阻负载（102）工作。

3.根据权利要求2所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述装置还包括直流继电器KM1和散热风扇（106）；所述直流变换模块（103）包括第一直流变换器（113）和第二直流变换器（123）；

所述第一直流变换器（113）用于对蓄电池组（201）输出电压进行一次变换，一次变换后输出电压适应散热风扇（106）工作要求；

所述第二直流变换器（123）用于对第一直流变换器（113）输出电压进行二次变换后为主控单元（101）供电；

所述散热风扇（106）用于对合金电阻负载（102）散热；

其中，所述第一直流变换器（113）的输入端正负极与蓄电池组（201）的正负极连接，所述第一直流变换器（113）的输出端正负极与第二直流变换器（123）的输入端正负极连接；

所述散热风扇（106）的一端与所述第一直流变换器（113）的输出端正极连接，另一端与所述第一直流变换器（113）的输出端负极连接，所述主控单元（101）经第二输出端与直流继电器KM1连接并控制散热风扇（106）的启闭。

4.根据权利要求1所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述主控单元（101）采用PWM技术经电流调制单元（104）对放电电流进行线性调制。

5.根据权利要求1所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述合金电阻负载（102）包括至少一个合金电阻模块，所述合金电阻模块包括至少一个蛇形合金电阻带（301），所述蛇形合金电阻带（301）的一端经开关K1与所述蓄电池组（201）的正极电连接，另一端经电流调制单元（104）与蓄电池组（201）负极电连接；

其中，所述合金电阻负载（102）包括两个以上合金电阻模块时，所述合金电阻模块间为串联和/或并联；当所述合金电阻模块包括两个以上蛇形合金电阻带（301）时，所述蛇形合金电阻带（301）间为串联和/或并联。

6.根据权利要求5所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述蛇形合金电阻带（301）包括镍铬基合金。

7.根据权利要求6所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述镍铬基合金中，Cr的质量分数为15-18%，Ni的质量分数为55-61%。

8.根据权利要求5所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述合金电阻模块还包括底板（302）、盖板（303）、支撑件（304）和绝缘柱（305）；

其中，所述支撑件（304）设置在所述底板（302）和盖板（303）之间，且所述支撑件（304）的两端分别贯穿所述底板（302）与盖板（303）并通过螺栓固定连接；所述绝缘柱（305）固定安装在所述底板（302）靠近盖板（303）的一面上，所述绝缘柱（305）的数量与所述蛇形合金电阻带（301）的数量相适应，所述蛇形合金电阻带（301）的两端分别与一个绝缘柱（305）通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述蛇形合金电阻带（301）包括若干个弯曲部；所述合金电阻模块还包括侧板（306）和定位板（307）；所述底板（302）与盖板（303）的对立两侧均设有用于安装侧板（306）的第一开孔（401）；其中，所述侧板（306）的对立两侧设有与第一开孔（401）相匹配的凸起件，所述侧板（306）经第一开孔（401）卡接在所述底板（302）与盖板（303）间；所述侧板（306）上设有用于安装定位板（307）的第二开孔（402）和用于伸出蛇形合金电阻带（301）两端的第三开孔（403）；所述定位板（307）的两侧设有插销，经第二开孔（402）卡接在两个所述侧板（306）间；所述蛇形合金电阻带（301）的两端穿过第三开孔（403）分别与开关K1及电流调制单元（104）电连接；所述定位板（307）上设有用于套入蛇形合金电阻带（301）的第四开孔（404），所述第四开孔（404）的数量与所述蛇形合金电阻带（301）的弯曲部数量相适应。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种合金电阻负载的蓄电池组核容装置，其特征在于，所述装置还包括与主控单元（101）通信连接的外部控制单元（202），用于生成并向主控单元（101）传输至少一个控制指令。

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