機載電池充放電在線檢定裝置及其檢測方法與流程
2023-06-25 03:44:36
本發明涉及測控技術與儀器，特別是涉及一種機載電池充放電在線檢定裝置。
背景技術：
機載電池在使用之前要進行充放電實驗，在實驗過程中為了評價電池的性能指標，需要對充放電過程中的電壓和電流參數進行檢定。傳統的檢定方法存在以下二點不足：一是直接採用電壓測量儀表搭接在接頭上，信號連接不可靠；二是該方法僅實現了電壓參數的檢定，無法實現電流參數的檢定。
技術實現要素：
針對機載電池充放電參數檢定尚沒有專用的檢定裝置，本發明提供了一種機載電池充放電在線檢定裝置，通過對機載電池充放電在校檢定方法的研究，設計了在校檢定裝置的系統結構和計量方法。
本裝置串聯在充電迴路中，充電裝置通過測試輸入電纜連接到檢定裝置，檢定裝置的測試輸出電纜連接到機載電池；本發明還可以通過計量輸入接頭輸入高精度檢定信號，通過計量輸出接頭輸出到高精度測量儀表進行顯示，其組成包括：內部結構、外部結構、前面板和後面板；
所述的內部結構，其組成包括分流器、散熱風扇、測量儀表、主控板、AC/DC電源和RS232；
所述的外部結構，其組成包括插頭、護柄、充電設備和機載電池；
所述的前蓋板，其組成包括機載電纜航插、計量輸出插孔、電壓/電流切換開關、顯控單元；
所述的後蓋板，其組成包括充電器插孔、計量輸入接線柱；
其中，分流器串聯在充電迴路的高電平一側；測量儀表的高電平輸入端連接到充電設備輸出的高電平一側；測量儀表的低電平輸入端通過電壓/電流切換開關可以連接到充電設備輸出的低電平一側，以實現充電電壓測量；測量儀表的低電平輸入端通過切換開關又可以連接到分流器的低電平端，以實現分流器兩端的電壓測量，進而結算出充電電流；主控板通過RS232與測量儀表相連，控制測量儀表的操作並將測量結果讀出；顯控單元通過串口與主控板相連，顯示主控板結算的測量結果；計量輸入接線柱與充電器插孔並聯；計量輸出插孔與測量儀表的輸入端並聯；機載電池通過連接電纜上的插頭、護柄與機載電纜航插相連，進而與充電迴路相連；散熱風扇安裝於分流器上面，為分流器降溫；AC-DC電源與散熱風扇、顯控單元、主控板相連，為其提供工作電能；
所述的分流器採用GuildLine Instruments的9230a-100型分流器作為進入電氣迴路的負載；所述的測量儀表採用Agilent的34401A六位半電壓表作為參數的測量儀表；所述的顯控單元採用DW-6448-056-TN03W；所述的主控板以STM32F407為核心設計。
設計了機載電池充放電在線檢定裝置的電壓參數計量方法：
1）取下檢定機箱後面板上的測試輸入電纜，將高精度電壓源的輸出線纜接頭接入後面板的計量輸入接線柱；
2)取下檢定機箱前面板的測試輸出電纜，將高精度電壓表的輸入線纜插頭插入前面板上的計量輸出插孔；
3)將前面板的切換開關調節到「電壓」側；
4)記錄高精度電壓表的顯示值與檢定系統顯示的電壓結果，並計算偏差是否滿足計量指標；
5)將偏差結果輸入檢定裝置的內部存儲單元，修正檢定的數據，提高裝置的檢定精度。
設計了機載電池充放電在線檢定裝置的電流參數計量方法：
電流參數的檢定過程比較特殊，為了實現電流的迴路，設計了短路連接電纜及插頭，使得分流器和電流源構成迴路，分流器成為了唯有負載；
1）取下檢定機箱後面板上的測試輸入電纜，將高精度電流源的輸出線纜接頭接入後面板的計量輸入接線柱；
2)取下檢定機箱前面板的測試輸出電纜，用短路電纜將前面板的測試輸出航插直接短路；
3)將高精度電壓表的輸入線纜插頭插入前面板上的計量輸出插孔；
4)將前面板的切換開關調節到「電流」側；
5)記錄高精度電壓表的顯示值，乘以100（負載是0.01歐姆的分流器）得到電流值，與檢定系統顯示的電流結果比較，並計算偏差是否滿足計量指標；將偏差結果輸入檢定裝置的內部存儲單元，修正檢定的數據，提高裝置的檢定精度。
本發明的工作原理如下：
本裝置可直接串聯接入充電迴路，在充電過程中實現電參數的檢定，在檢定裝置以分流器為負載，結合高精度電壓表、顯控單元、主控單元、切換開關、連接插孔、快速航插和連接電纜和插頭等設計了在線檢定系統，其中，分流器為高精密電阻（0.01歐姆），電壓測量儀表通過切換開關可以測量分流器兩端電壓和充電器的充電電壓，分流器兩端電壓乘以100可實現對充電迴路電流的檢定；充電器的充電電壓測量可實現電壓參數的檢定；
本裝置的前面板和後面板，內部設備通過後面板實現充電設備的電氣連接，通過前面板實現與機載電池的電氣連接；
本裝置設計了機載電池的連接插頭和護柄，根據機載電池接口的機械特點，設計了一種中空多片式插頭結構，在連接機載電池時能夠大幅度增加接觸面積，通過可靠地電氣連接，滿足大電流檢定的設計要求。護柄既方便插拔過程又提供了安全防護。
本發明的有益效果：可直接串聯在充放電迴路中，在充放電過程中實現信號的實時檢定，不但實現了信號的可靠連接，而且實現了電壓和電流參數的全部檢定，根據裝置結構特點，可根據計量結果對測試數據進行修正，以提高檢定系統的精度，滿足測試的指標要求。
附圖說明
圖1為在線檢定裝置結構圖；
圖2為插頭結構圖；
圖3為護柄結構圖；
圖4為機箱前面板圖；
圖5為機箱後面板。
圖中：1為充電器插孔、2為計量輸入接線柱、3為電壓/電流切換開關、4為分流器、5為測量儀表、6為主控板、7為顯控單元、8為機載電纜航插、9為計量輸出插孔、10為RS232、11為插頭、12為護柄、13為散熱風扇、14為AC-DC電源、15為充電設備、16為機載電池。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
本裝置的結構如圖1所示，包括：內部結構、外部結構、前蓋板和後蓋板；
所述的內部結構，其組成包括分流器4、散熱風扇13、測量儀表5、主控板6、AC/DC電源14和RS232 10；
所述的外部結構，其組成包括插頭11、護柄12、充電設備15和機載電池16；
所述的前蓋板，其組成包括機載電纜航插8、計量輸出插孔9、電壓/電流切換開關3、顯控單元7；
所述的後蓋板，其組成包括充電器插孔1、計量輸入接線柱2；
其中，分流器4串聯在充電迴路的高電平一側；測量儀表5的高電平輸入端連接到充電設備15輸出的高電平一側；測量儀表5的低電平輸入端通過電壓/電流切換開關3可以連接到充電設備15輸出的低電平一側，以實現充電電壓測量；測量儀表5的低電平輸入端通過切換開關又可以連接到分流器4的低電平端，以實現分流器4兩端的電壓測量，進而結算出充電電流；主控板6通過RS232 10與測量儀表5相連，控制測量儀表5的操作並將測量結果讀出；顯控單元7通過串口與主控板6相連，顯示主控板6結算的測量結果；計量輸入接線柱2與充電器插孔1並聯；計量輸出插孔9與測量儀表5的輸入端並聯；機載電池16通過連接電纜上的插頭11、護柄12與機載電纜航插8相連，進而與充電迴路相連；風扇13安裝於分流器4上面，為分流器降溫；AC-DC電源14與散熱風扇13、顯控單元7、主控板6相連，為其提供工作電能；
所述的分流器4採用GuildLine Instruments的9230a-100型分流器作為進入電氣迴路的負載；所述的測量儀表5採用Agilent的34401A六位半電壓表作為參數的測量儀表；所述的顯控單元7採用DW-6448-056-TN03W；所述的主控板6以STM32F407為核心設計。
設計了檢定裝置的電壓參數計量方法：
1）取下檢定機箱後面板上的測試輸入電纜，將高精度電壓源的輸出線纜接頭接入後面板的計量輸入接線柱2；
2)取下檢定機箱前面板的測試輸出電纜，將高精度電壓表的輸入線纜插頭插入前面板上的計量輸出插孔9；
3)將前面板的電壓/電流切換開關3調節到「電壓」側；
4)記錄高精度電壓表的顯示值與檢定系統顯示的電壓結果，並計算偏差是否滿足計量指標；
5)將偏差結果輸入檢定裝置的內部存儲單元，修正檢定的數據，提高裝置的檢定精度。
設計了檢定裝置的電流參數計量方法：
電流參數的檢定過程比較特殊，為了實現電流的迴路，設計了短路連接電纜及插頭，使得分流器4和電流源構成迴路，分流器4成為了唯有負載；
1)取下檢定機箱後面板上的測試輸入電纜，將高精度電流源的輸出線纜接頭接入後面板的計量輸入接線柱2；
2)取下檢定機箱前面板的測試輸出電纜，用短路電纜將前面板的測試輸出航插直接短路；
3)將高精度電壓表的輸入線纜插頭插入前面板上的計量輸出插孔9；
4)將前面板的切換開關調節到「電流」側；
5)記錄高精度電壓表的顯示值，乘以100（負載是0.01歐姆的分流器）得到電流值，與檢定系統顯示的電流結果比較，並計算偏差是否滿足計量指標；將偏差結果輸入檢定裝置的內部存儲單元，修正檢定的數據，提高裝置的檢定精度。