[發明專利]一種基于直流脈沖法的電池內阻測量方法和裝置

在審

• 申請號: 201710876455.3
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107703363A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 項眾起;王勇;徐彬斌
• 申請（專利權）人: 深圳市福光動力通信設備有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08;G01R31/36
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 王少強

技術領域

本發明涉及一種基于直流脈沖法的電池內阻測量方法和裝置。

背景技術

電池內阻的大小是衡量電池性能好壞的重要指標，準確測量電池內阻具有重要意義。目前，測量電池內阻的方法主要有加載降壓法、短路電流法、不平衡電橋法、交流電流法、雙量程測量法、電位差計法等。這些方法各有利弊，普遍的問題是測量步驟較繁瑣，有些測量方法存在著不可忽視的測量誤差，甚至某些測量方法(因電池放電時間過長等)對電池的壽命有一定影響。

蓄電池電壓、電流、溫度是蓄電池重要的運行參數，但是不能反映蓄電池內部狀態。內阻作為目前國際公認的對蓄電池最有效的、測量最便捷的性能參數，能夠反映蓄電池的劣化程度、容量狀態等性能指標，而這些指標是電壓、電流、溫度等運行參數所無法反映的。

蓄電池的四種主要的失效模式：失水、負極板硫化、正極板腐蝕和熱失控的直接影響使蓄電池的容量下降，內阻升高是造成蓄電池內阻升高的主要原因。

隨著蓄電池的容量狀態的下降，蓄電池的內阻會升高。容量越大的蓄電池其反映的內阻越小，同時隨著蓄電池劣化程度的加大，蓄電池的內阻也會出現顯著的增高。所以，蓄電池的內阻與其容量有著密切的關系：蓄電池內阻升高是蓄電池性能劣化的重要標志。

國際電信電源年會的研究成果顯示，如果蓄電池的內阻超過正常值25％，該容量已降低到其標稱容量的80％左右，如果蓄電池內阻超過正常值的50％，該蓄電池容量已降低到其標稱容量的80％以下，需及時更換。

蓄電池在絕大部分現場是串聯使用的，單體蓄電池的性能狀態直接影響到蓄電池組的性能狀態。同時，蓄電池組中的劣化電池會加快與其串聯的其他蓄電池的劣化速度。所以，對單體蓄電池的監測是保障蓄電池組的容量狀態和使用壽命的必要條件。

通過對蓄電池組中的單體蓄電池進行內阻測試，能夠準確地掌握蓄電池組中的每個單體蓄電池的性能狀態。同時對于保證蓄電池供電穩定和延長蓄電池組的使用壽命具有重要意義。

針對目前市面上已經存在的直流測量方法。通用直流法測內阻在實現策略上有兩個明顯的缺點：1、大放電電流，0.6C；2、長放電時間，要保證電池放電時間，來正確反應電池壓降變化。兩個缺陷制約了直流法測內阻的產品化。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明的目的即在于提供一種實現壓降的準確計算、避免對電池長時間大電流放電的基于直流脈沖法的電池內阻測量方法和裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的一種基于直流脈沖法的電池內阻測量方法，包括以下步驟：

將待測電池與外部的測量采樣電阻、開關K組成閉合電路；

在預定時間內，多次斷開及關閉開關K，在每次閉合開關K前，測量出待測電池的閉合前電壓值U₀；在每次閉合開關K后，測量待測電池的閉合后電壓值u₀及外部的測量采樣電阻上的電壓值u_R；對測量得到的多個U₀、u₀、u_R通過采用新值替代舊值，進行多次重復運算計算出最終的U₀、u₀、u_R值；

通過公式r*i＝U₀-u₀→r＝(U₀-u₀)/i→r＝(U₀-u₀)*R/u_R計算出待測電池的內阻r，其中U₀、u₀、u_R為最終的U₀、u₀、u_R值，i為閉合電路的電流值，R為外部的測量采樣電阻的電阻值。

本發明的一種基于直流脈沖法的電池內阻測量裝置，包括：與待測電池串聯組成閉合電路的外部的測量采樣電阻、開關K，在預定時間內多次斷開及關閉開關K的激勵源，采樣單元，計算單元及對激勵源、采樣單元、計算單元進行控制的控制單元；

所述采樣單元用于在每次閉合開關K前，測量出待測電池的閉合前電壓值U₀，在每次閉合開關K后，測量待測電池的閉合后電壓值u₀及外部的測量采樣電阻上的電壓值u_R；