[發(fā)明專利]一種模擬電池放電性能的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的電池模擬器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410020891.7
• 申請(qǐng)日: 2014-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN103792446A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周佳敏;李宏;陳煒鋼;陳東旭;范曉慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池性能檢測(cè)技術(shù)，尤其是涉及一種模擬電池放電性能的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的電池模擬器。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)電池的要求越來(lái)越高。鋰離子電池是一種普遍而常見的電池，其本身的材料決定了它不能過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電等。為了保護(hù)鋰離子電池，人們?cè)O(shè)計(jì)了電池保護(hù)板來(lái)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行保護(hù)，電池保護(hù)板的性能好壞直接決定了鋰離子電池的使用性能。電池保護(hù)板的性能檢測(cè)必須要配合電池進(jìn)行，如果將真實(shí)的電池直接用于電池保護(hù)板測(cè)試中進(jìn)行過(guò)充電電壓或過(guò)放電電壓測(cè)試，這樣完整的檢測(cè)一個(gè)電池從充電到放電需要花很長(zhǎng)時(shí)間，檢測(cè)效率比較低，而且由于電池固有的特性，這樣反復(fù)的充放電也很容易使其壽命縮短甚至永久的損壞，造成污染和浪費(fèi)。因此，人們?cè)O(shè)計(jì)了可以模擬電池的性能的方法及裝置（也叫電池模擬器）來(lái)取代電池實(shí)現(xiàn)電池保護(hù)板的性能檢測(cè)。

電池的放電性能為電池最重要的性能指標(biāo)之一，現(xiàn)有的模擬電池放電性能的方法一般是先設(shè)定一個(gè)參考放電電壓，然后將該參考電壓轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后作為輸出電壓輸出。上述方法中一般是通過(guò)DAC模塊（即數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊）將參考電壓轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),然后通過(guò)控制模塊將模擬信號(hào)輸出。實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置中，可以采用一個(gè)MCU（Micro?Control?Unit，微控制單元）來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制模塊和DAC模塊的功能，即DAC模塊為內(nèi)置式，也可以采用MCU和外置式DAC模塊，此時(shí)MCU僅作為控制模塊使用。由于外置式DAC模塊和含有10位以上內(nèi)置式DAC模塊的MCU模塊價(jià)格相對(duì)于含有的10位或者10位以下的內(nèi)置式DAC模塊的MCU的價(jià)格偏高很多，應(yīng)用于電池模擬器時(shí)性價(jià)比較低，目前通常采用成本較低的含有的10位或者10位以下的內(nèi)置式DAC模塊的MCU實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換和輸出，但是因?yàn)镸CU中DAC模塊位數(shù)不高且自身存在誤差，最終輸出的輸出電壓誤差較大，以致模擬電池放電性能的精度較低，無(wú)法保證電池保護(hù)板的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種在保證具有低成本的基礎(chǔ)上，可以提高模擬精度的模擬電池放電性能的方法

本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種模擬電池放電性能的方法，包括以下步驟：

①將參考放電電壓信號(hào)的n位二進(jìn)制數(shù)字量D_n輸入到含有內(nèi)置式DAC模塊和ADC模塊的MCU的內(nèi)部控制器中并存儲(chǔ)，其中DAC模塊的分辨率位數(shù)為n，n≤10，ADC模塊的分辨率位數(shù)為m，DAC模塊的參考電壓為V_REF，ADC模塊的參考電壓為V′_REF；

②MCU的內(nèi)部控制器將存儲(chǔ)的D_n輸入到DAC模塊中，DAC模塊將D_n進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，根據(jù)公式計(jì)算得到模擬輸出量U_on后輸出，最低有效位1LSB=VREF2n;]]>

③將U_on進(jìn)行放大處理，得到電壓輸出值U₀輸出，U₀=K×U_on，其中，K表示放大倍數(shù)，K≥2；

④采集電壓輸出值U₀并將電壓輸出值U₀疊加一個(gè)直流分量U，得到U′₀，U′₀=U₀+U≤V′_REF；

⑤ADC模塊以f_os的采樣頻率對(duì)U′₀進(jìn)行采樣，其中f_os=4^p×f_s，p表示希望為DAC模塊和ADC模塊增加的分辨率位數(shù)，f_s表示初始采樣頻率，ADC模塊將4^p個(gè)采樣值進(jìn)行累加后對(duì)其進(jìn)行抽取后得到反饋電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)D_ADC，然后將D_ADC輸入到MCU的內(nèi)部控制器中，此時(shí)ADC模塊的分辨率位數(shù)為m+p；