便携式多功能蓄电池检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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系统。
【背景技术】
[0002]蓄电池作为电子电器设备电源系统的后备电源、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，因此提高系统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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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系统，该系统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。
[0006]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系统，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。
[0007]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。
[0008]所述AD/DC转换板主要完成整流和功率因素校正等功能，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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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/程序下载及外围电路，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。
[0012]一种便携式多功能蓄电池检测系统控制软件，该系统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。
[0013]一种便携式多功能蓄电池检测系统的控制方法，触摸屏显示器和按键板主要完成多功能蓄电池检测系统的人机交互功能，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