[發明專利]一種在線電池內阻測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201310676076.1
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103645382B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 馬海波;徐惠
• 申請（專利權）人: 艾德克斯電子（南京）有限公司
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 王素琴

技術領域

本發明涉及一種電池測試儀及測量方法，更具體地說，本發明涉及一種在線電池內阻測量裝置，同時，本發明還提供一種在線電池內阻測量裝置的測量方法。

背景技術

蓄電池因其制造成本低、容量大、價格低廉的固有特性，已經廣泛用于軍事、農業、工業等國名經濟發展的各科技領域；隨著科學技術的不斷發展、進步，現在的生產電池的企業對電池測試儀的要求越來越高，除了要求其測試功能要更全面外，還要求所測參數具備更高的精度和檢測各項參數的總耗時更少。電池內阻作為衡量電池性能的一個重要參數及技術指標，一般而言，電池的容量越大，其內阻就越小，通過對內阻的測量就能評估容量的大小，還可以根據電池全壽命內阻值得變化趨勢來預測電池的壽命，因此，對電池內阻這項性能指標約而來越被人們重視，對其進行測量將有著非常重要的實際意義。

目前行業中應用的電池內阻測量方法主要有以下兩種：???

????1.直流放電內阻測量：直流放電內阻測量根據物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，測試設備讓電池在短時間內（一般為2～3秒）強制通過一個很大的恒定直流電流（目前一般使用40A～80A的大電流），測量此時電池兩端的電壓，并按公式計算出當前的電池內阻。但這種測量方法的缺點是?（1）只能測量大容量電池或者蓄電池，小容量電池無法在2～3秒鐘內負荷40A～80A的大電流；?（2）當電池通過大電流時，電池內部的電極會發生極化現象，產生極化內阻。故測量時間必須很短，否則測出的內阻值誤差很大；（3）大電流通過電池對電池內部的電極有一定損傷，從而影響蓄電池的容量及壽命；（4）必須在靜態或脫機的狀態下才能實現直流法的測量，無法真正實現蓄電池的在線測量，這樣就不可避免對設備運行安全性帶來隱患。

2.交流壓降內阻測量法：

交流法通過對蓄電池注入一個恒定的交流電流信號IS，測量出蓄電池兩端的電壓響應信號Vo，以及兩者的相位差cos由阻抗公式來確定蓄電池的內阻R?，但該方法蓄電池內阻很小,?交流注入所引起蓄電池兩端響應電壓信號很微弱,?極易受環境噪聲干擾,很難準確測量,并且需要測量交流電流信號Is,電壓響應信號Vo，以及電壓和電流之間的相位差，由此可見這種方法不但干擾因素多，，既影響了精度，而且增加了系統的復雜性，同時也影響了測量精度。

因此，當前的電池測試儀在技術上存在的技術問題是，在在線情況下，可檢測的參數有限、所檢測到的參數精度不夠，以及電池測試儀每次檢測一個電池總耗時過長，有的可達到3S-5S甚至更長。目前的電池測試儀還存在以下缺點：只有少數的幾個按鍵，操作起來相當麻煩；顯示界面相當復雜，苦澀難懂；測試結果僅能靠觀察顯示屏獲得，鑒于目前的電池測試儀的現狀，電池的測試儀及測試方法已經出現了技術瓶頸。

發明內容

本發明的目的是提供一種在線電池內阻測量裝置，解決電池在線帶負載的情況下，對電池中的單體電池的內阻進行精確、快速和便捷測量；同時本發明還提供一種在線電池內阻測量裝置的測量方法，消除在線測量的負載干擾影響。

為了實現上述目的，本發明提供一種電池內阻測量裝置，適用于在線測量電池中的單體電池內阻，所述測量裝置包括：

一激勵源電路，電性連接于待測的任意兩個單體電池之間和電池端、分別或同時與兩個單體電池構成回路，通過激勵源電路對所述回路中的單體電池分別或同時施加兩次交流信號；

一模數轉換單元，分別電性連接待測的兩個單體電池端，檢測和轉換單體電池端的響應電壓，且同時電性連接與兩個單體電池構成的回路，檢測和轉換回路中的電流，還檢測和轉換電流和響應電壓之間的相位差值；?

一數字信號處理單元，電性連接于模數轉換單元，接收所述模數轉換單元的轉換信號后，演算出待測單體電池的內阻值；數字信號處理單元也發出信號控制激勵源電路施加兩次交流信號。

進一步在于電池為一個單體電池或兩個以上串接的單體電池，當只有一個單體電池時，串接電阻與一個單體電池等效成兩個單體電池。

進一步在于該裝置還包括顯示通信單元，數字信號處理單元與顯示通信單元進行相互信息傳遞。

進一步在于所述的顯示通信單元包括顯示屏、CPU處理器以及RS232/RS485通訊模塊。

進一步在于模數轉換單元包括信號檢測單元，檢測響應電壓和電流信號，信號檢測單元包括一高通濾波模塊。

本發明還提供一種電池內阻測量裝置的測量方法，所述內阻測量方法包括以下步驟：

對一個單體電池或兩個以上串接的單體電池進行在線的單體電池內阻測量；

當只有一個單體電池時，串接電阻構成等效的兩個串接的單體電池；