最新制作：蓄电池组程控在线测试仪

jianjun42 · 发表于 2014-10-10 15:22:42

　　　我单位由于工作性质的原因拥有大量的不间断直流电源，其后备电池组大都采用单体2V的密封阀控铅酸蓄电池组成的48V电池组，按操作规程要求每年需进行不少于2次的蓄电池放电维护工作，期间，我们需要检测电池组端电压、电池组放电电流、各个单体电池端电压、环境温度等数据，并根据放电电流和放电时间计算电池组及各个单体电池的剩余容量，再根据单体电池的端电压变化率找到性能下降明显的电池，从而掌握电池组的工作效能和个体差异，整个过程需多名技术人员全程跟踪，手工检测，耗时费力且精度不高，由于不能对各单体电池进行实时检测，根本不可能完全掌握电池性能及差异，也就无法准确的进行定量分析，于是，我研发并制作了这台智能型电池组充放电检测仪，用于电池组充放电的实时在线监控，从而解放了人力，极大的提高了工作效率和检测精度。
　　　众所周知，对于串联电池组，单体电池检测是个难点，在分析了众多流行检测方法后，从元器件采购、成本、共模电压、测量精度等多方面综合考量后，我最终确定采用通用运放组成差分放大电路来检测单体电池电压，原理图如下：

　　上图中，IC10B和IC10A组成差分放大电路，其正负输入端分别接电池的正负端子，分压电阻R103、R103和R102、R104组成1/12的分压网络对输入电压进行衰减，有效抑制共模电压，IC11A、IC11B和R106、R107和R113、R114组成12/1倍放大器还原输入电压，使输出端的电压等于电池端电压，这样，24节电池的测量需要12只4运放单元，而电路的测量精度主要由分压电阻来保证。
PCB制版我选择了嘉立创，这是我第一次制版，下了订单后一直惶恐不安，生怕第一次制版以失败告终，4天后，板子回来了，说真心话，看到板子的那刹那间，我欣喜如狂，真没想到板子做的这么漂亮，闲话少说，还是上图吧。

先别高兴，赶快装元件，好了，上图：

下面是C写的代码，ICCAVR7.2编译通过。

mubei · 发表于 2014-10-10 15:36:38

楼主你买了不少这个液晶屏咯，说实话这屏性价比还不错，适合个人玩玩。
怎么用那么多直插引脚芯片，直接全贴片看起来会更好点，弄个外壳改一下电路板外形看起来就更像产品了

mubei · 发表于 2014-10-10 15:37:43

还是直接连接到电脑用上位机把数据导入excel会更方便点

jianjun42 · 发表于 2014-10-10 15:41:19

mubei 发表于 2014-10-10 15:37
还是直接连接到电脑用上位机把数据导入excel会更方便点

预留了串口的接口，RAM也有空间，有时间在搞上位机。

PCBBOY1991 · 发表于 2014-10-10 15:41:34

楼主，那个小的开关电源也是自己做的啦？

jianjun42 · 发表于 2014-10-10 15:43:29

PCBBOY1991 发表于 2014-10-10 15:41
楼主，那个小的开关电源也是自己做的啦？

这个不是，淘的。

黑夜之狼 · 发表于 2014-10-10 16:31:18

板子很漂亮

juncheng14 · 发表于 2014-10-11 07:35:50

这个只能监测，不能充放电吗，带修复吗。

2avr · 发表于 2014-10-11 08:04:10

楼主的开关电源不错！

EMC菜鸟 · 发表于 2014-10-11 08:36:27

给楼主泼点冷水：
1、楼主不过测了一个单体电压而已，其他的什么电池管理都是忽悠人的吧；
2、该设计感觉还停留在N年以前 —— 这个电路的误差和漂移根本没办法满足实际需求，跟精度扯上关系的器件太多，感觉是学生做毕业设计的思路；
3、不知道楼主做这个电路的目的，如果真的是想做个产品，那么这个产品目前市场已经是满天飞了，楼主至少也该百度一下主流方案吧？

lmf159 · 发表于 2014-10-11 08:51:43

mark

xinmulan · 发表于 2014-10-11 09:01:29

EMC菜鸟发表于 2014-10-11 08:36
给楼主泼点冷水：
1、楼主不过测了一个单体电压而已，其他的什么电池管理都是忽悠人的吧；
2、该设计感觉还 ...

!好像有电池巡检仪的吧

liyfmc · 发表于 2014-10-11 09:12:57

本帖最后由 liyfmc 于 2014-10-11 09:16 编辑

同意楼上说的，也给楼主提个漫天飞的主流方案：
用光继电器做前端片选投切，利用光继电器的投切直接采样到每节电池电压

狂奔的蜗牛Y · 发表于 2014-10-11 09:13:51

LZ你这样精度不够的，且误差大

liyfmc · 发表于 2014-10-11 09:49:46

光继电器+74HC138片选叫电池巡检仪市面上的主流方案
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
现在地铁的供电系统的招标中都提到了要：蓄电池管理系统
1. 测串联蓄电池组总电压，充放电电流，温度
2. 测各单体蓄电池电压
3. 测各单体蓄电池内阻
4. 对各单体蓄电池均衡充电
5. 对性能落后蓄电池进行活化
6. 测各单体蓄电池温度
7. 测蓄电池之间连接条的电阻
////////////////////////////////////////////

ren0214 · 发表于 2014-10-11 10:00:41

挺用心的，不错。学习一下。

EMC菜鸟 · 发表于 2014-10-11 10:04:06

liyfmc 发表于 2014-10-11 09:49
光继电器+74HC138片选叫电池巡检仪市面上的主流方案
/////////////////////////////////////////////// ...

地铁那东西，要想做进去，技术是次要的吧 ........

liyfmc · 发表于 2014-10-11 10:13:12

主要是测单体蓄电池的电压，单体蓄电池内阻，和根据单体电压差异的补充电均衡充电。
后面5,6,7都是忽悠的。
////////////////////////////////////////////////////////////////
以前只有地铁供电系统的招标书中明确提出要测每节蓄电池的电压和内阻
听说电网电力系统的标书也快加入测内阻的要求

sanger · 发表于 2014-10-11 10:26:40

liyfmc 发表于 2014-10-11 09:49
光继电器+74HC138片选叫电池巡检仪市面上的主流方案
/////////////////////////////////////////////// ...

认识了个新器件：光继电器，是个好东西

stingxing · 发表于 2014-10-11 11:15:26

学习了，光继电器是个啥玩意

tangwubing1988 · 发表于 2014-10-11 11:20:23

剩余电量不好弄， TI有成熟芯片但是容量做不大

重庆酱油仔 · 发表于 2014-10-11 11:36:49

都用了差分放大的，元件精度能保证的话，采集精度应该还行吧？
当然肯定没有光继电器来得简单，快捷.
和巡检仪比起来，还是差了点，毕竟功能摆在那里。

jianjun42 · 发表于 2014-10-11 12:30:36

juncheng14 发表于 2014-10-11 07:35
这个只能监测，不能充放电吗，带修复吗。

不能充放电，就是在线检测，分析，统计。

jianjun42 · 发表于 2014-10-11 12:35:32

liyfmc 发表于 2014-10-11 09:12
同意楼上说的，也给楼主提个漫天飞的主流方案：
用光继电器做前端片选投切，利用光继电器的投切直接采样 ...

光继电器价格高，且不容易买到。

jianjun42 · 发表于 2014-10-11 12:42:02

重庆酱油仔发表于 2014-10-11 11:36
都用了差分放大的，元件精度能保证的话，采集精度应该还行吧？
当然肯定没有光继电器来得简单，快捷.
和巡 ...

测量误差主要来自于运放的失调电压和分压电阻精度在淘宝购买了几种LM324,经实测只有Ti的失调电压小，一般不超过10mv，分压电阻我买了很多1%精度的金属膜电阻和贴片电阻，精挑细选出来的，目前只能做到这些了。

gzhmcu · 发表于 2014-10-11 12:48:30

电池管理系统，您的设计离这个目标差很远，加油改进一下吧！

albert.hu · 发表于 2014-10-11 12:53:25

支持一下楼主，能满足楼主的需要就可以。如果楼主要做产品，还是要吸取大家的意见

lm4766 · 发表于 2014-10-11 13:21:19

学习一下。。

liuruoshui · 发表于 2014-10-12 08:18:09

光耦继电器比较容易买，楼主是做蓄电池研究的吗？

panruipei · 发表于 2014-10-12 08:30:34

路过！！对光继电器有兴趣，有空也玩玩，

rabbit512 · 发表于 2014-10-12 08:39:54

这个学习了，谁有详细的主流方案，分享一下，谢谢了

spy2008 · 发表于 2014-10-12 11:30:09

liyfmc 发表于 2014-10-11 09:49
光继电器+74HC138片选叫电池巡检仪市面上的主流方案
/////////////////////////////////////////////// ...

请教大侠，最近也在搞蓄电池监控的方案。测内阻有什么好电路方案吗？

jianjun42 · 发表于 2014-10-12 11:42:59

liuruoshui 发表于 2014-10-12 08:18
光耦继电器比较容易买，楼主是做蓄电池研究的吗？

不是，楼这位有说明，单位用用于蓄电池放电维护，解放人力。

jianjun42 · 发表于 2014-10-12 11:44:30

哪位朋友有光继电器资料？价格？购买途径？

jianjun42 · 发表于 2014-10-12 11:53:27

albert.hu 发表于 2014-10-11 12:53
支持一下楼主，能满足楼主的需要就可以。如果楼主要做产品，还是要吸取大家的意见 ...

目前做的就是一个初级版本，初步在蓄电池放电维护中解放人力，而且出于成本考虑都是采用的通用元器件。如果得到单位资金支持，下一个版本会有改善。

spy2008 · 发表于 2014-10-12 12:18:24

jianjun42 发表于 2014-10-12 11:53
目前做的就是一个初级版本，初步在蓄电池放电维护中解放人力，而且出于成本考虑都是采用的通用元器件。如 ...

支持一下，楼主有测蓄电池内阻的方案吗？

zck9 · 发表于 2014-10-12 14:09:25

楼主你测电池剩余容量的方案是怎样实现的?

聆听风声 · 发表于 2014-10-12 14:11:05

学习了！看着密密麻麻的电路有点恐惧感！

fire18 · 发表于 2014-10-12 14:27:08

mark.........

leochan · 发表于 2014-10-12 14:39:02

这板子，走线真不敢让人恭维。

jianjun42 · 发表于 2014-10-12 16:27:40

spy2008 发表于 2014-10-12 12:18
支持一下，楼主有测蓄电池内阻的方案吗？

交流法，也在收集素材，还没有确定的电路。

jianjun42 · 发表于 2014-10-12 16:32:24

zck9 发表于 2014-10-12 14:09
楼主你测电池剩余容量的方案是怎样实现的?

根据电池的额定容量和当前容量估算。

jianjun42 · 发表于 2014-10-12 16:35:57

leochan 发表于 2014-10-12 14:39
这板子，走线真不敢让人恭维。

第一次做板，的确有些力不从心，有批评才会有进步。

liyfmc · 发表于 2014-10-12 19:24:53

spy2008 发表于 2014-10-12 11:30
请教大侠，最近也在搞蓄电池监控的方案。测内阻有什么好电路方案吗？ ...

测蓄电池内阻有交流注入法和直流放电法
交流注入法，好像现在运用什么锁相环技术，将注入的交流信号电压和电流的相乘，本人搞不懂
直流放电法，又分在整组电池两端放电和四线法分别在每个单体电池两端放电。
国内很多厂家是直接在整组电池组两端放电，测内阻属于忽悠用户的
国外莱姆电子lem 是用四线制分别接到每节电池正负极上放电测内阻，个人认为比较靠谱，

liyfmc · 发表于 2014-10-12 19:31:47

jianjun42 发表于 2014-10-12 11:44
哪位朋友有光继电器资料？价格？购买途径？

日本松下电工的  AQW214EH
                        AQY214 就是光继电器
//////////////////////////////////////////////////////
台湾COSMO 的 214       不记得了

spy2008 · 发表于 2014-10-12 21:18:56

liyfmc 发表于 2014-10-12 19:24
测蓄电池内阻有交流注入法和直流放电法
交流注入法，好像现在运用什么锁相环技术，将注入的交流信号电 ...

在线检测用交流法要多一些。也在找这方面的资料

liyfmc · 发表于 2014-10-13 12:44:19

spy2008 发表于 2014-10-12 21:18
在线检测用交流法要多一些。也在找这方面的资料

不，据我了解，在线的，用直流放电法比较多！！

tomyoct · 发表于 2014-10-14 09:36:56

mark一下

dragonwww · 发表于 2014-10-14 11:32:07

虽然直流放电法测内阻比交流注入法简单一些，但实际要做时还是挺麻烦的，要做十几安的恒流源、高精度康铜丝电流检测电阻都挺麻烦，隔行如隔山，试了了一下后就无疾而终了

zl326498096 · 发表于 2014-10-14 11:38:27

以前用过光继电器，价格不菲啊

linux-0405209 · 发表于 2014-10-14 11:40:16

以前我也做过用于机房的电池检测仪

xylx1219 · 发表于 2014-10-14 11:58:44

电池和控制电路应该用光mos隔离，我们公司用的是AQW214和AQW216。您这个是电压监测，再增加一个激励模块就可以实现内阻测试了。这属于是集中式产品的方案，现在主流产品已经改进为单体式，每节电池配置一个小模块，可以避免很多工程和干扰的问题。

jianjun42 · 发表于 2014-10-14 16:33:49

xylx1219 发表于 2014-10-14 11:58
电池和控制电路应该用光mos隔离，我们公司用的是AQW214和AQW216。您这个是电压监测，再增加一个激励模块就 ...

谢谢您提供的思路。

jianjun42 · 发表于 2014-10-14 16:37:11

谁能提供一个在线测试蓄电池内阻的成熟方案？先行谢过。

jxcrg_t35 · 发表于 2014-10-14 20:33:18

楼主，液晶显示屏请提供下型号和数据手册，最近想买个

hellowolf · 发表于 2014-10-14 20:48:41

我看一家做得比较好的方案是：一个模块测试一节电池，电压，电极温度，内阻都可以测试

LJW · 发表于 2014-10-15 06:59:42

支持楼主，两个苹果

yht0312 · 发表于 2014-10-15 08:19:35

MARK....标记一下

ycping · 发表于 2014-10-15 08:29:00

mark 有用。。

xssr123 · 发表于 2014-10-15 08:54:14

MARK,谢谢

jianjun42 · 发表于 2014-10-15 09:55:43

jxcrg_t35 发表于 2014-10-14 20:33
楼主，液晶显示屏请提供下型号和数据手册，最近想买个

型号：RCU9063

翔宇 · 发表于 2014-12-7 14:37:21

谢谢分享~

374533905 · 发表于 2014-12-7 17:00:54

楼主太有才了吧

qqfirer · 发表于 2014-12-7 17:29:36

收藏，多谢分享。楼主的板子看着真好看

ZY_Hong · 发表于 2014-12-7 20:18:10

本人做过两年的蓄电池内组滥测，决不是楼主这种电路能搞定的，离线测量单节电池内阻不难，在线测量抗干扰是关键，艾默生与梅兰日兰的UPS干扰很大！

liuyingqing139 · 发表于 2014-12-8 11:55:29

这种设备没多大用处的，电池就那样，基本用了那个生命周期就要换新的

jianjun42 · 发表于 2014-12-12 11:37:16

用处大不大要看设计的初衷，呵呵，反正我觉得很好，单位反映也很好，可以降低员工的劳动强度，大量解放人力，目前已经开始装机了。
下面是我用labview2014编写的串口上机位监控程序。

jianjun42 · 发表于 2014-12-12 11:44:06

最新的测试仪C程序

jiangshaoyatui · 发表于 2014-12-17 17:54:29

这班子有点想交换机啊这么多路

最新制作：蓄电池组程控在线测试仪

本帖子中包含更多资源

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源