专利名称：一种车用铅酸蓄电池故障诊断、应急点火装置及方法
技术领域：
本发明属车用蓄电池故障检测技术领域，特别涉及一种车用铅酸蓄电池故障诊断、应急点火装置及方法。
背景技术：
汽车电池是汽车起动、点火、照明、车载电子装置以及电动门窗的动力或工作电源。正常起动汽车时，发动机从静止开始转动到怠速运转的全过程，需要蓄电池提供300A、持续3-5s的强电流，冬季气温较低时，发动机起动需要较大功率，起动电流需要提高至500-600A或更高。点火系统适时地为汽油发动机汽缸内已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花，使发动机能及时迅速地作功，需要蓄电池提供若5-15A、20-100Hz的周期脉冲点火电流《参考王贵槐.汽车电子点火系统初级电流值的探讨[J].武汉交通职业学院 学报，Vol. 8，No. 4，2006, (12) 76-78.》。即使汽车静置时，车上的电子设施也会消耗电能，例如，汽车电动门锁的无线接收器始终处于工作状态，出现人们俗称的“溜电”现象，长时间“溜电”会使蓄电池容量减少。在我国北方，冬天天气寒冷，昼夜温差大，蓄电池长期亏容还会导致电解质结晶析出，又称硫化，即蓄电池内部负极板、板栅的表面附着一层白色坚硬的结晶体硫酸铅，正常充电也难以剥离负极板和板栅表面的晶体，不能使之转化为活性物质，造成蓄电池性能下降；硫化严重时导致充不进电或是“一充就满，一跑就光”的问题。十分明显，汽车蓄电池的良好性能是汽车顺利起动的重要保证，研究汽车蓄电池在出现无法起动、不能打火等异常故障时的快速诊断以及汽车应急起动的方法，开发用于汽车蓄电池故障性能诊断和应急起动的专门仪器，具有现实意义和应用价值。如何判断车载电池状态是否良好是长久以来的一个难题，国内外相关学者和工程技术人员进行了大量的研究和试验，取得了许多的成果。在文献《李立伟，邹积岩.蓄电池内阻测量装置的研究[J]·电源技术，Vol. 27，No. I, 2003, (I) 40-44》中，对现有的几种直流系统蓄电池单体电池内阻测量方法如密度法、开路电压法、直流放电法和交流法等进行了比较分析，指出了它们的优缺点，并提出了一种新的蓄电池单体电池内阻测量方法一一交流变频测量法，可实现在线测量；文献《薛振框，郑荣良.电动汽车蓄电池剩余电量计量技术的研究[J].江苏理工大学学报(自然科学版)，Vol. 22 No. 2,2001, (3) 51-55》提出采用变电流组合测量的方法来确定电动势和内阻，同时用安时法来求得蓄电池的剩余电量，并通过建立神经网络模型来确定蓄电池电动势和内阻与剩余电量之间的非线性关系，最后由电动势和内阻对应确定剩余电量，避免了传统的安时法在不知道初始状态就无法工作的问题。文献《Sunfeng chun, Zhang chengning, Gao haitao.Battery management system with state of charge indicator for electric Vehicles.Beijing Institute of Technology, 1998, (2)》采用以安时法一Peukert 公式一开路电压法为基本算法，进行电池管理系统的开发，同时考虑温度、自放电、使用循环寿命等因素对铅酸电池剩余容量预测的影响；文献《齐国光等.电动汽车电量计量技术的研究[J].清华大学学报，Vol. 37，No. 3, 1997，(3).》提出了一种基于开路电压法和安时法测量电池剩余电量的新方法。在此基础上根据电池温度、使用情况以及自放电因素，采用参数自调整、偏差自校正的基于人工智能原理的技术来得到电池的容量。国内较典型的蓄电池检测仪表在文献《李强华，党宏社，张开生，李晓雷.便携式蓄电池参数测试仪的设计与实现[J].电测与仪表，Vol. 44，No. 495, 2007, (3)47-54.》及文献《储开斌，陈树越，何宝祥.蓄电池容量性能测试仪的设计[J].电测与仪表，Vol. 48, No. 546, 2011，(6) 71-74.》中，报导了蓄电池内阻测试仪采用小电流电量比较法，把蓄电池与高精密电阻串联，通过测量电流信号在二者上所消耗的电量来获得蓄电池的内阻，研制的便携式蓄电池参数测试仪以单片机AT89S52为控制核心，通过大电流放电法来测试蓄电池的有效容量，找到劣化电池，并能记录实时多组电池测量数据；以及线性充放电模块方案，用于测试蓄电池的容量、寿命及配组指标。国际上先进检测仪表如GR-I蓄电池检测充电器采用电导技术测试蓄电池状态，测试结果准确可靠，可在充电前、中、后对蓄电池进行测试，是现今最准确的蓄电池测试仪之一。充电时GR-I能以最优充电法有效的控制充电电流和电压，只需Ih就可以充好电。具有高级用户界面，不会出现误操作的现象。具有辅助起动功能，可提供250A的起动电流 和就车充电电压。具有涓流充电功能，不怕充电时间过长。不难发现，国内蓄电池检测仪表多针对内阻或容量两项指标，仪表的功能基本停留在仅输出检测数据的层面上，非专业人员多无法在短时间内明确蓄电池性能，并且，我国2005颁布施行了新的起动用铅酸蓄电池技术条件和品种规格[，还未见到文献报道满足2005年标准要求的、对蓄电池做出综合评价的诊断方案或仪器；国际上先进蓄电池检测仪表多采用电导技术测试蓄电池状态，通过预测蓄电池冷起动电流是否达到参考值来判定蓄电池是否要更换；由于我国起动用铅酸蓄电池国家标准以及产品品种和规格与国外同类产品型号有不同，直接进口的蓄电池检测仪也不完全适合我国的实际情况。另外，在汽车无法起动、不能打火等异常情形下，被广泛使用的应急点火方式有两种(1)使用车载备用铅酸蓄电池起动，这种方式由于铅酸蓄电池体积和重量都较大，长时间放置在后备箱中很不划算；(2)通过搭线使用另一辆车的电池起动，这种方式明显在单车独自出行时很难实现。同时，无法判明异常蓄电池是由于亏容还是故障导致无法起动的情况下，如果是蓄电池内部完全短路等故障情形下贸然搭线起动，极可能出现短路电流过大，甚至发展成电池爆炸起火等恶性事故。由此可见，研究汽车蓄电池的无法起动、不能打火等故障性能的快速诊断以及汽车应急起动的方法和应急起动的专门仪器，是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、应急点火装置及方法，其特征在于，以单片机I为核心，单片机I的第I脚、第5脚分别通过K1开关、K3开关与仪器工作和起动电源4的正极连接，第2脚同时连接仪器工作和起动电源4的负极与放电电阻R的一端，然后通过放电检测信号及应急点火负极连线9连接至待测蓄电池10的负极端子12，放电电阻R的另一端与单片机I的第6脚和K2开关连接，并且通过蓄电池放电电流检测信号线8再与单片机I的第4脚连接；单片机I的第3脚通过蓄电池放电电压检测信号线6、K2开关通过蓄电池放电检测正极连线7和K2开关通过蓄电池应急点火连线5与待测蓄电池10的正极端子11连接；单片机I的第7脚连接键盘及其接口电路2，单片机I的第8脚连接液晶显示器及其接口电路3 ;单片机I的第9脚通过温度传感器信号线14连接温度传感器13。所述K1开关为仪器的工作电源开关；所述1(2开关为仪器检测短时放电控制的电子开关，与放电电阻R—起执 行蓄电池放电电流检测；所述K3开关为应急点火控制的电子开关，当仪器判断需进行应急点火操作时，则单片机I电子控制K3开关，闭合应急点火回路，提供应急点火电流。所述仪器工作和起动电源通过K1开关为仪器提供工作和起动电源。所述汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火方法，包括如下步骤(I)接好仪器与待测蓄电池之间的放电回路连线，将放电检测正极连线7用带护套的电夹子夹住待测蓄电池10的正极端子11，接入仪器的放电回路的K2开关的一端，K2开关的另一端串接放电电阻R，放电电阻R的另一端经放电检测及应急点火负极连线9接回到待测蓄电池10的负极端子12，同时，待测蓄电池10的正极端子11通过蓄电池电压检测信号线6接入单片机1，用于检测待测蓄电池的开路电压、检测待测蓄电池的放电电流，短时放电的终止电压；还有温度传感器13经温度传感器检测信号线14接入单片机1，用于检测待测蓄电池的环境温度；(2)闭合仪器工作电源Kl开关，仪器初始化各个单元，等待键盘输入检测、诊断指令，当单片机检测到有键盘检测、诊断指令下达时，进行下述测算I)测待测蓄电池端口开路电压；2)闭合电子开关K2，接通短时放电回路，测短时放电电流和终止电压Uft±，蓄电池环温度t环境；3)测算汽车蓄电池的内阻(R。)、荷电容量(S0C)、冷起动电流(CCA)，其测算的依据如下①汽车蓄电池的内阻(R0)蓄电池恢复电压和终止电压之差除以放电电流即R0= (U恢复-U终止)/I放电(I)式中=Rtl=蓄电池在放电电流时的内电阻；Utss=蓄电池放电结束后的恢复电压，车上蓄电池在一次使用完后会静止数小时，此时Utss被认为是蓄电池开路电压U μ ；Uft±=蓄电池以放电电流[email protected]%短时放电时的终止电压；I放电=放电电流；(取15A )②冷起动电流(CCA)冷起动电流(CCA)是衡量低温起动能力的重要质量指标,其定义是每个储电量满载、标称电压为12 V的蓄电池在-18°C (或0T)下强度放电输出9秒后，电压不得低于9V，60秒后，蓄电池电压仍能保持在8. 4伏特以上电压时，该蓄电池所能提供的安培电流数；冷起动安培数是重点考核蓄电池的瞬间放电电流能力，是为保证汽车发动机的起动、点火提供可靠和真实的能源；逐步引入冷起动电流值(CCA)来规范汽车发动机冷起动试验和蓄电池的选型；其测算方法是，首先根据欧姆定律，求蓄电池的冷起动电流Is(A)U终止…
s ^ '然后，进行温度修正，求得待测蓄电池在_18°C下的冷起动电流Is CA),并与国标中对应规格的蓄电池冷起动电流参考值进行比较，以判断待测蓄电池的冷起动电流是否达到国标要求，③电池荷电容量(S0C)，依据所测得的开路电压和冷起动电流Is (CCA)直接测算电池荷电容量(SOC)；从而，通过综合检测汽车启动用铅酸蓄电池的开路电压U开路、短时放电电流I_和终止电压u_±以及蓄电池环境温度;可测算出表征蓄电池性能的四个重要参数一汽车蓄电池的电动势E :(电动势E即为蓄电池的静态恢复电压)、内阻Rd、荷电容量(S0C)、冷起动电流Is (CCA)0·
(3)对上述测算数据进行分析，揭示汽车起动用铅酸蓄电池失效机理，蓄电池开路、单格短路、完全短路、硫化以及蓄电池性能退化等状态特征和差异，在此基础上形成针对汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、处理方案。所述步骤(3)对汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、处理流程如下所述蓄电池的电动势E〈0. 5V，如果是，则诊断故障为蓄电池完全短路，不能用于应急点火，应该立即更换蓄电池；如果不是，则判断蓄电池的电动势E>11. 5V，如果是，则蓄电池的内阻R/0. 05 ,诊断为蓄电池正常，能用于应急点火，点火后，采用发电机充电，如果不是，则判断放电电流Im<0. 5A，如果是，诊断为蓄电池开路，能用于应急点火，点火后更换蓄电池；如果不是放电电流Ijtt〈O. 5A，蓄电池的内阻Rtl〈O. 1 ，是则诊断为蓄电池退化，否则诊断为蓄电池硫化，都用于应急点火，点火后更换蓄电池；所述蓄电池的电动势E不大于11. 5V，而蓄电池的电动势E>9. 5V，如果不是，则蓄电池的内阻Rtl〈O. ID,如果是，诊断为蓄电池退化，如果不是，诊断为蓄电池硫化；所述蓄电池的电动势E是大于9. 5V，则蓄电池的内阻R/0. 05 ，是，诊断为蓄电池单格开路，能用于应急点火，点火后更换蓄电池，不是，则蓄电池的内阻Rtl>0. ID,如果是，诊断为蓄电池硫化，如果不是，诊断为蓄电池退化。本发明的有益效果是本发明在综合测量汽车启动用铅酸蓄电池的电动势、荷电容量、内阻和冷启动电流等表征蓄电池性能的四个重要评价指标情况下，揭示出了蓄电池开路、单格短路、完全短路、硫化以及蓄电池性能退化等状态特征和差异，在此基础上形成了一套针对汽车启动用铅酸蓄电池故障诊断、处理方案，从而可以方便、快捷地诊断出蓄电池的故障状态。并结合实际使用需求，考虑在汽车无法启动、不能打火等异常情形下应急启动的安全性和便捷性，仪器将汽车启动用铅酸蓄电池故障诊断与应急点火功能有机地集成。
图I为汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火仪原理接线图。图2为汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断流程框图。
具体实施例方式本发明提供一种汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、应急点火装置及方法。下面结合附图对本发明予以进一步说明。图I所示为汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火仪原理接线图。图中，以单片机I为核心，单片机I的第I脚、第5脚分别通过K1开关、K3开关与仪器工作和起动电源4的正极连接，通过K1开关为仪器提供工作和起动电源。单片机I的第2脚同时连接仪器工作和起动电源4的负极与放电电阻R的一端，然后通过放电检测信号及应急点火负极连线9连接至待测蓄电池10的负极端子12，放电电阻R的另一端与单片机I的第6脚和K2开关连接，并且通过蓄电池放电电流检测信号线8再与单片机I的第4脚连接；单片机I的第3脚通过蓄电池放电电压检测信号线6、K2开关通过蓄电池放电检测正极连线7和K2开关通过蓄电池应急点火连线5与待测蓄电池10的正极端子11连接；单片机I的第7脚连接键盘及其接口电路2，单片机I的第8脚连接液晶显示器及其接口电路3 ;单片机I的第9脚通过温度传感器信号线14连接温度传感器13。其中K1开关为仪器 的工作电源开关；所述K2开关为仪器检测短时放电控制的电子开关，与放电电阻R —起执行蓄电池放电电流检测；所述K3开关为应急点火控制的电子开关，当仪器判断需进行应急点火操作时，则单片机I电子控制K3开关，闭合应急点火回路，提供应急点火电流。图2所示为汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断流程框图。图示了汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火方法的步骤如下I.接好仪器与待测蓄电池之间的放电回路连线，将放电检测正极连线7用带护套的电夹子夹住待测蓄电池10的正极端子11，接入仪器的放电回路的K2开关的一端，K2开关的另一端串接放电电阻R，放电电阻R的另一端经放电检测及应急点火负极连线9接回到待测蓄电池10的负极端子12，同时，待测蓄电池10的正极端子11通过蓄电池电压检测信号线6接入单片机1，用于检测待测蓄电池的开路电压、检测待测蓄电池的放电电流，短时放电的终止电压；还有温度传感器13经温度传感器检测信号线14接入单片机1，用于检测待测蓄电池的环境温度；2.闭合仪器工作电源Kl开关，仪器初始化各个单元，等待键盘输入检测、诊断指令，当单片机检测到有键盘检测、诊断指令下达时，进行下述测算I)测待测蓄电池端口开路电压；2)闭合电子开关K2，接通短时放电回路，测短时放电电流和终止电压Uft±，蓄电池环温度t环境；3)测算汽车蓄电池的内阻(R。)、荷电容量(S0C)、冷起动电流(CCA)，其测算的依据如下①汽车蓄电池的内阻(R。)蓄电池恢复电压和终止电压之差除以放电电流即R0= (U恢复-U终止)/I放电(I)式中=Rci=蓄电池在放电电流Im时的内电阻；Utss=蓄电池放电结束后的恢复电压，车上蓄电池在一次使用完后会静止数小时，此时Utss被认为是蓄电池开路电压U μ ；Uft±=蓄电池以放电电流I @%短时放电时的终止电压；I放电=放电电流；(取15A )②冷起动电流(CCA)
冷起动电流(CCA)是衡量低温起动能力的重要质量指标,其定义是每个储电量满载、标称电压为12 V的蓄电池在-18°C (或0T)下强度放电输出9秒后，电压不得低于9V，60秒后，蓄电池电压仍能保持在8. 4伏特以上电压时，该蓄电池所能提供的安培电流数；冷起动安培数是重点考核蓄电池的瞬间放电电流能力，是为保证汽车发动机的起动、点火提供可靠和真实的能源；逐步引入冷起动电流值(CCA)来规范汽车发动机冷起动试验和蓄电池的选型；其测算方法是，首先根据欧姆定律，求蓄电池的冷起动电流Is(A)
U魄止
^ = (2)然后，进行温度修正，求得待测蓄电池在_18°C下的冷起动电流Is CA),并与国标中对应规格的蓄电池冷起动电流参考值进行比较，以判断待测蓄电池的冷起动电流是否达到国标要求， ③电池荷电容量(S0C)，依据所测得的开路电压和冷起动电流Is直接测算电池荷电容量(SOC)；从而，通过综合检测汽车启动用铅酸蓄电池的开路电压、短时放电电流[email protected]和终止电压u_±以及蓄电池环境温度;可测算出表征蓄电池性能的四个重要参数一汽车蓄电池的电动势(E :即为蓄电池的静态恢复电压)、内阻R(!、荷电容量(S0C)、冷起动电流(CCA)03.对上述测算数据进行分析，揭示汽车起动用铅酸蓄电池失效机理，蓄电池开路、单格短路、完全短路、硫化以及蓄电池性能退化等状态特征和差异，在此基础上形成针对汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、处理方案。所述步骤3对汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、处理流程如下所述蓄电池的电动势E〈0. 5V，如果是，则诊断故障为蓄电池完全短路，不能用于应急点火，应该立即更换蓄电池；如果不是，则蓄电池的电动势E>11. 5V，如果是，则蓄电池的内阻R/0. 05 ,诊断为蓄电池正常，能用于应急点火，点火后，采用发电机充电，如果不是，则放电电流Iat4〈O. 5A，如果是，诊断为蓄电池开路，能用于应急点火，点火后更换蓄电池；如果不是放电电流1 〈O. 5A，蓄电池的内阻Rtl〈O. 1 ，是则诊断为蓄电池退化，否则诊断为蓄电池硫化，都能用于应急点火，点火后更换蓄电池；所述蓄电池的电动势E不大于11. 5V，而蓄电池的电动势E>9.5V，如果不是，则蓄电池的内阻R0〈O. 1 ，如果是，诊断为蓄电池退化，如果不是，诊断为蓄电池硫化；所述蓄电池的电动势E是大于9. 5V，则蓄电池的内阻R/0. 05 ，是，诊断为蓄电池单格开路，能用于应急点火，点火后更换蓄电池，不是，则蓄电池的内阻Rtl >0. 1 ，如果是，诊断为蓄电池硫化，如果不是，诊断为蓄电池退化。对上述故障具体分析如下通过细致分析汽车起动用铅酸蓄电池失效机理，揭示了蓄电池开路、单格短路、完全短路、硫化以及蓄电池性能退化等状态特征和差异，在此基础上形成针对汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、处理方案(如图2所示)。I)电池开路的故障现象电池容量降为零，内阻极大，冷起动电流为零。故障原因a)在电池装配过程中出现虚焊，此情况大多数在出厂前就被回收，正常情况下不会出现在市面上。b)在使用中的剧烈颠簸导致开路。c)气候冷热交替变化，多次的充放电导致正极铅极板严重变形而出现脱落。2)电池硫化故障现象电池容量变低，充电时间大幅缩短；电池发热，温升增快，硫化严重时可导致充不进电。故障原因a)长期充电不足，或在放电和半放电状态下存放，硫酸铅从电解液中析出。 b)电解液液面太低，极板上部外露与空气接触而氧化。c)长期过量放电或小电流深放电，在极板活性物质细孔中生成平时充电不易去除的硫酸铅。d)电解液密度过高或成分不纯，或温度变化剧烈。3)电池老化故障现象电池容量变低，内阻增加。故障原因a)过度放电，导致电池活性减弱。b)长时间存放。c)在高\低温条件下充电，过热或过冷都会导致蓄电池内部的成分发生改变，同时充电时产生的热量，容易影响到使用寿命。d)受污物污染(例如受到盐酸、海水、有机酸等污染)。e)蓄电池充电时两端电流过大。4)电池单格短路，故障现象电池电压呈单格电压下降规律。故障原因a)极板腐坏，使正负极板相接触，原因多为电池在长期的使用中，隔板逐步被腐蚀，形成穿孔短路。b)蓄电池壳底沉淀物过多，形成短路。原因多为蓄电池在长期的使用中，极板上的铅会脱落，在底部沉积，逐渐将正负极板短路。5)电池短路，故障现象电池电压很低，甚至为零。故障原因a)多格蓄电池极板先后腐坏，至使多格电池正负极板相接触，原因多为蓄电池过量充电或充电温度过高，使正极板的活性物质剥落，使用中以过量大电流放电，接着以大电流充电，使极板弯曲变形，活性物质严重剥落，在蓄电池壳底沉淀物过多，逐渐发展成多格短路。b)蓄电池正负极因电解液外溢、雨水侵入以及外力作用，导致蓄电池正负电极完全电气接触。4.结合实际使用需求，考虑在汽车无法起动、不能打火等异常情形下应急起动的安全性和便捷性，将蓄电池健康诊断与应急点火功能有机地地集成。在汽车无法启动、不能打火等异常情形下，被广泛使用的应急点火方式有两种( I)使用车载备用铅酸蓄电池启动，这种方式由于铅酸蓄电池体积和重量都较大，长时间放置在后备箱中很不划算；(2)通过搭线使用另一辆车的电池启动，这种方式明显在单车独自出行时很难实现。同时，在未判明异常蓄电池是亏容还是故障导致的无法启动，如果蓄电池内部完全短路等故障情形下贸然搭线启动，极可能出现短路电流过大，甚至发展成电池爆炸起火等恶性事故。因此，将蓄电池健康诊断与应急点火功能有机地集成，更合理、科学和安全。·
权利要求
1.一种汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火装置，其特征在于，以单片机I为核心，单片机(I)的第I脚、第5脚分别通过K1开关、K3开关与仪器工作和起动电源(4)的正极连接，第2脚同时连接仪器工作和起动电源(4)的负极与放电电阻(R)的一端，然后通过放电检测信号及应急点火负极连线(9)连接至待测蓄电池(10)的负极端子(12)，放电电阻(R)的另一端与单片机(I)的第6脚和K2开关连接，并且通过蓄电池放电电流检测信号线(8)再与单片机(I)的第4脚连接；单片机(I)的第3脚通过蓄电池放电电压检测信号线(6、K2开关通过蓄电池放电检测正极连线(7)和K2开关通过蓄电池应急点火连线(5)与待测蓄电池(10)的正极端子(11)连接；单片机(I)的第7脚连接键盘及其接口电路(2)，单片机(I)的第8脚连接液晶显示器及其接口电路(3;单片机(I的第9脚通过温度传感器信号线(14)连接温度传感器(13);结合实际使用需求，考虑在汽车无法起动、不能打火的异常情形下应急起动的安全性和便捷性，将蓄电池故障诊断与应急点火功能有机地集成为一体。
2.根据权利要求I所述汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火装置，其特征在于，所述K1开关为仪器的工作电源开关；所述1(2开关为仪器检测短时放电控制的电子开关，与放电电阻(R) —起执行蓄电池放电电流检测；所述K3开关为应急点火控制的电子开关，当仪器判断需进行应急点火操作时，则单片机(I)电子控制K3开关，闭合应急点火回路，提供应急点火电流。
3.根据权利要求I所述汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火装置，其特征在于，所述仪器工作和起动电源通过K1开关为仪器提供工作和起动电源。
4.权利要求I所述汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)接好仪器与待测蓄电池之间的放电回路连线，将放电检测正极连线(7)用带护套的电夹子夹住待测蓄电池(10的正极端子(11)，接入仪器的放电回路的K2开关的一端，K2开关的另一端串接放电电阻(R)，放电电阻(R)的另一端经放电检测及应急点火负极连线(9)接回到待测蓄电池(10)的负极端子(12)，同时，待测蓄电池(10)的正极端子(11)通过蓄电池电压检测信号线(6)接入单片机(1)，用于检测待测蓄电池的开路电压、检测待测蓄电池的放电电流，短时放电的终止电压；还有温度传感器(13)经温度传感器检测信号线(14)接入单片机(1)，用于检测待测蓄电池的环境温度； (2)闭合仪器工作电源Kl开关，仪器初始化各个单元，等待键盘输入检测、诊断指令，当单片机检测到有键盘检测、诊断指令下达时，进行下述测算 1)测待测蓄电池端口开路电压Uμ ； 2)闭合电子开关K2，接通短时放电回路，测短时放电电流I_和终止电压U，蓄电池环境温度t ; 3)测算汽车蓄电池的内阻Rtl、荷电容量SOC、冷起动电流Itl，其测算的依据如下 ①汽车蓄电池的内阻Rtl 蓄电池恢复电压和终止电压之差除以放电电流 即Ro= (U恢复_u终止)/I放电(O 式中R。=蓄电池在放电电流1 时的内电阻； Utss=蓄电池放电结束后的恢复电压，车上蓄电池在一次使用完后会静止数小时，此时Ufcfi被认为是畜电池开路电压U·； uft±=蓄电池以放电电流1|%短时放电时的终止电压； I放电=放电电流； ②冷起动电流Is 冷起动电流Is是衡量低温起动能力的重要质量指标，其定义是每个储电量满载、标称电压为12 V的蓄电池在-18°c (或O T )下强度放电输出9秒后，电压不得低于9V，60秒后，蓄电池电压仍能保持在8. 4伏特以上电压时，该蓄电池所能提供的安培电流数；冷起动安培数是重点考核蓄电池的瞬间放电电流能力，是为保证汽车发动机的起动、点火提供可靠和真实的能源；逐步引入冷起动电流值来规范汽车发动机冷起动试验和蓄电池的选型；其测算方法是，首先根据欧姆定律，求蓄电池的冷起动电流I s (A)
5.根据权利要求4所述汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断及应急点火方法，其特征在于，所述步骤(3)对汽车起动用铅酸蓄电池故障诊断、处理流程如下所述蓄电池的电动势E〈0. 5V，如果是，则诊断故障为蓄电池完全短路，不能用于应急点火，应该立即更换蓄电池；如果不是，则蓄电池的电动势E>11. 5V，如果是，则蓄电池的内阻R/0. 05 ,诊断为蓄电池正常，能用于应急点火，点火后，采用发电机充电，如果不是，则放电电流Iat4〈O. 5�。绻牵锒衔畹绯乜罚苡糜谟钡慊穑慊鸷蟾恍畹绯兀蝗绻皇欠诺绲缌�1 〈O. 5�。蛐畹绯氐哪谧鑂tl〈O. 1 ，若蓄电池的内阻Rtl〈O. 1 ，则诊断为蓄电池退化，否，则诊断为蓄电池硫化，都能用于应急点火，点火后更换蓄电池；所述蓄电池的电动势E不大于.11. 5V，而蓄电池的电动势E>9. 5V，如果不是，则蓄电池的内阻Rtl〈O. 1 ，如果是，诊断为蓄电池退化，如果不是，诊断为蓄电池硫化；所述蓄电池的电动势E是大于9. 5V，则蓄电池的内阻凡〈0. 05 ,是，诊断为蓄电池单格开路，能用于应急点火，点火后更换蓄电池，不是，则蓄电池的内阻R0 >0. 1 ，如果是，诊断为蓄电池硫化，如果不是，诊断为蓄电池退化。
全文摘要
本发明公开了属车用蓄电池故障检测技术领域的一种车用铅酸蓄电池故障诊断、应急点火装置及方法。本装置以单片机为核心，单片机分别与K1-K3开关、仪器工作和起动电源，待测蓄电池、键盘和液晶显示器连接，组成集参数检测、状态诊断以及应急点火多重功能于一体的一种蓄电池故障诊断及应急点火的专门仪器。并公开了蓄电池故障快速诊断以及汽车应急起动的方法，提出综合检测汽车蓄电池开路电压、放电电流、终止电压以及蓄电池环境温度，测算蓄电池的电池电动势、蓄电池内阻、冷起动电流以及荷电容量，并以此作为表征蓄电池性能的四个重要评价指标；是养护汽车蓄电池，集成应急点火功能、汽车顺利起动的重要辅助工具，设计合理、使用简单、便捷。
文档编号G01R31/36GK102944844SQ20121043366
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者颜朴苗, 颜湘武 申请人:颜朴苗, 华北电力大学(保定)
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