[實(shí)用新型]電池內(nèi)阻在線測量儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320245079.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN203299350U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳寶明;董有爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36;G01R27/14
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 楊耀田

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電池檢測領(lǐng)域，涉及一種實(shí)時(shí)測量電池內(nèi)阻的一種高精度儀器，具體涉及一種電池內(nèi)阻在線測量儀。?

背景技術(shù)

近年來對(duì)電池性能的檢測一直是一個(gè)比較熱門的話題，研究表明內(nèi)阻是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。在正常情況下，內(nèi)阻小的電池電流放電能力強(qiáng)，內(nèi)阻大的電池放電能力弱。一個(gè)可充電電池出廠時(shí)的內(nèi)阻是比較小的，但經(jīng)過長期使用后，由于電池內(nèi)部電解液的枯竭，以及電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低，這個(gè)內(nèi)阻會(huì)逐漸增加，直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無法正常釋放出來，此時(shí)電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的電池都是因?yàn)閮?nèi)阻過大的原因而造成無使用價(jià)值，只好報(bào)廢。通過檢測電池內(nèi)阻的辦法來識(shí)別和預(yù)測電池的性能，然而由于電池內(nèi)阻包括著復(fù)雜的而且是變化著的成分，所以一直缺乏一種可信的數(shù)學(xué)模式來精確地描述電池、充電器和負(fù)載在它們所處各種條件下的性能特性，并且由于內(nèi)阻的數(shù)值很小，一般用微歐或者毫歐的單位來定義它。屬于微弱信號(hào)范疇。而所謂的“微弱信號(hào)”不僅意味著信號(hào)的幅度小，而且主要指的是被強(qiáng)噪聲淹沒的信號(hào)。基于這些因素使得無法用一般的方法來對(duì)內(nèi)阻進(jìn)行精確測量。我國電池內(nèi)阻測量儀器的發(fā)展不僅品種單一，測量時(shí)間長，而且測量精度只能達(dá)到0.1毫歐級(jí)，涉及到高精度、實(shí)現(xiàn)在線測量的電池內(nèi)阻測量儀器多數(shù)是依賴國外進(jìn)口，基本是運(yùn)用瞬間放電法，不僅影響電池安全性能，而且價(jià)格昂貴。?

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有產(chǎn)品測量精度低、對(duì)電池?fù)p害大等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種電池內(nèi)阻測量儀，抗干擾能力強(qiáng)，使測量精度達(dá)到0.01mΩ以下，對(duì)大功率電池的內(nèi)阻測量尤為有效。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：采用交流信號(hào)注入電池，交流注入法不僅測量的精度可以達(dá)到1%以上，而且這種方法幾乎可以測量所有的電池，并不會(huì)對(duì)電池本身不會(huì)有太大的損害，而且能在線測量。由于電池內(nèi)阻很小，一般為?微歐或毫歐級(jí)，因此測量線的阻抗就變得不可忽略，為此采用四線法測量，即將驅(qū)動(dòng)電流回路和感應(yīng)電壓電路分開，提高前置放大電路的輸入阻抗和共模抑制比。并進(jìn)行濾波和鎖相放大處理，將微弱的信號(hào)從噪聲中分離出來。通過前置放大電路、濾波電路、鎖相放大電路和自動(dòng)調(diào)檔電路，提高抗干擾能力，使測量精度達(dá)到0.01mΩ以下。把隨機(jī)信號(hào)處理的算法應(yīng)用到電池信號(hào)測量處理、分析、計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示等性能參數(shù)上。可通過軟件程序編寫和面板控制，對(duì)物理電池、化學(xué)電池、光電池、太陽能電池、超級(jí)電容等多種電池進(jìn)行測量，達(dá)到一機(jī)多用，實(shí)現(xiàn)綜合測量。?

具體地，本實(shí)用新型提供了一種電池內(nèi)阻在線測量儀，包括通路選擇開關(guān)（1）、前置放大帶通濾波電路（2）、乘法器（3）、積分器（4）、直流放大電路（5）、單片機(jī)系統(tǒng)（6）、鍵盤（7）、顯示裝置（8）、串口（9）、取樣電路（10）、方波轉(zhuǎn)換電路（11）和交流信號(hào)發(fā)生器（12）；?

通路選擇開關(guān)（1）具有兩個(gè)雙路差分信號(hào)輸入端和一個(gè)雙路信號(hào)輸出端，兩個(gè)雙路差分信號(hào)輸入端分別與取樣電路（10）和外界輸入信號(hào)相連；?

通路選擇開關(guān)（1）的雙路信號(hào)輸出端與前置放大帶通濾波電路（2）相連，前置放大帶通濾波電路（2）的輸出信號(hào)直接輸入到乘法器（3）中；?

乘法器（3）具有兩個(gè)單路信號(hào)輸入端和一個(gè)單路信號(hào)輸出端，一路信號(hào)輸入與前置放大帶通濾波電路（2）的輸出相連，另一路信號(hào)輸入端和方波轉(zhuǎn)換電路（11）的輸出端相連，單路信號(hào)輸出與積分器（4）中的輸入相連；?

積分器（4）的輸出直接與直流放大電路（5）相連，直流放大電路（5）的輸出接入單片機(jī)系統(tǒng)（6）中的輸入端；?

單片機(jī)系統(tǒng)（6）具有一個(gè)直流信號(hào)輸入端、一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入端、一個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出端、一個(gè)串口輸出控制端以及一個(gè)顯示輸出端；單片機(jī)系統(tǒng)（6）的直流信號(hào)輸入端與直流放大電路（5）直流放大電路的輸出端相接；單片機(jī)系統(tǒng)（6）的數(shù)字信號(hào)輸出端控制交流信號(hào)發(fā)生器（12）的輸入端；單片機(jī)系統(tǒng)（6）的串口輸出控制端與串口（9）相連；單片機(jī)系統(tǒng)（6）的數(shù)字信號(hào)輸入端與鍵盤（7）相連；單片機(jī)系統(tǒng)（6）的顯示輸出端與顯示裝置（8）相連；?

交流信號(hào)發(fā)生器（12）的輸出端并行連接方波轉(zhuǎn)換電路（11）與取樣電路（10）的輸入端；?

取樣電路（10）具有一個(gè)輸入端與兩個(gè)輸出端，輸入端連接交流信號(hào)發(fā)生器（12）的輸出端，取樣電路（10）的一個(gè)輸出端與通路選擇開關(guān)（1）中的一路差分信號(hào)輸入端相連，另一路輸出與交流信號(hào)發(fā)生器（12）的輸出同時(shí)作用到外界負(fù)載。?