CN201594116U - 一种电池内阻的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池内阻的测量装置，包括交流检测模块、直流检测模块、第一开关模块、第二开关模块、电池组和控制模块；所述交流检测模块，用于根据所述第一开关模块的导通检测电池组的交流电压和交流电流并发送给所述控制模块；所述直流检测模块，用于根据所述第二开关模块的导通检测电池组的直流电压和直流电流并发送给所述控制模块；所述控制模块，用于控制所述第一、第二开关模块的导通或断开以及根据所述交流检测模块和直流检测模块的信号值计算所述电池组的内阻。该电池内阻的测量装置能够同时测量电池组的交流内阻、直流内阻和极化内阻，简单方便。
Description
技术领域
本实用新型属于电池领域，尤其涉及一种电池内阻的测量装置。
背景技术
目前，混合动力车和电动车的能量来源主要是车上的动力电池组，车上的动力电池组普遍采用的是串联连接方式。在动力电池组中某个单体电池的状态劣化直接影响动力电池组整体的容量状态，也即电池组的整体容量状态是由***中某一只或几只劣化状态最严重的电池容量决定，而电池内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。电池内阻主要包括交流内阻、极化内阻和直流内阻，极化内阻是动力电池在大电流放电的情况下，电池内部发生化学反应所产生的内阻，极化内阻对于动力电池的SOC的测量有重要的作用，目前蓄电池内阻测试的方法包括直流放电法和交流注入法等。直流放电法具体方法是由电池组产生一个瞬间负载电流，然后测出电池极柱上电压的瞬间变化，根据计算得出电池内阻即直流内阻，交流注入法则是在电池两端加一恒定频率的交流电流源，然后检测电池两端电压，以及两者之间的相位差，根据欧姆定律就可以获取电池的内阻即电池的交流内阻。但是上述两种方法仅能检测出电池的交流内阻或直流内阻。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术中存在电池内阻测量装置仅能测量电池或直流内阻的问题，提供一种能够同时测量电池交流内阻、直流内阻和极化内阻的电池内阻测量装置。
本实用新型提供一种电池内阻的测量装置，包括第一开关模块，第二开关模块，电池，用于根据所述第一开关模块的导通检测电池的交流电压和交流电流的交流检测模块，用于根据所述第二开关模块的导通检测电池的直流电压和直流电流直流检测模块，以及用于控制所述第一、第二开关模块的导通或断开和根据所述交流检测模块和直流检测模块的信号值计算所述电池内阻的控制模块；
所述交流检测模块分别与所述第一开关模块和所述控制模块电连接，所述直流检测模块分别与所述第二开关模块和所述控制模块电连接，所述电池分别与第一开关模块和第二开关模块电连接。
本实用新型提供的电池内阻的测量装置与相比于现有技术，通过控制模块控制第一开关模块和第二开关模块的导通和断开，分别检测出电池的交流内阻和直流内阻，然后通过交流内阻和直流内阻计算出电池的极化内阻。
附图说明
图1是本实用新型电池内阻的测量装置的一种实施例的结构框图；
图2是本实用新型电池内阻的测量装置的一种实施例的的电路图；
图3是本实用新型电池内阻的测量方法的流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供一种电池内阻的测量装置，包括交流检测模块4、直流检测模块5、第一开关模块2、第二开关模块3、电池和控制模块6；所述交流检测模块4分别与所述第一开关模块2和所述控制模块6电连接，所述直流检测模块5分别与所述第二开关模块3和所述控制模块6电连接，所述电池组1分别与第一开关模块2和第二开关模块3电连接；
所述交流检测模块4，用于根据所述第一开关模块2的导通检测电池的交流电压和交流电流并发送给所述控制模块；
所述直流检测模块5，用于根据所述第二开关模块3的导通检测电池的直流电压和直流电流并发送给所述控制模块；
所述控制模块6，用于控制所述第一开关模块2和所述第二开关模块3的导通或断开以及根据所述交流检测模块4和所述直流检测模块5的信号值计算所述电池组1的内阻。
进一步改进，所述电池可以是单体电池，也可以是电池组1，本实施例中的电池为电池组1，所述电池组1包括至少两个单体电池。
进一步改进，所述交流检测模块4包括激励源，用于检测所述电池组交流电压的交流电压检测单元42，以及用于检测电池组的交流电流的交流电流检测单元；
所述激励源，通过所述第一开关模块2与所述电池组1构成回路；
所述交流电流检测单元，位于所述激励源与所述电池组构成的回路上；
所述交流电压检测单元42，通过所述第一开关模块2与所述电池组1电连接。
进一步改进，所述第一开关模块2包括第一开关21和第二开关22，所述第一开关21分别与所述电池组1和所述激励源电连接，所述第二开关22分别与所述电池组1和所述交流电压检测单元42电连接；
所述第一开关21，用于根据控制模块6的控制信号以使所述激励源和所述电池组1构成回路；
所述第二开关22，用于根据控制模块6的控制信号以使所述交流电压检测单元42检测所述电池组的电压。
进一步改进，所述交流电流检测单元为采样电阻43，所述交流电压检测单元还用于检测采样电阻43的电压并发送给所述控制模块6。通过检测采样电阻两端的电压U3，以及采样电阻43的阻值R3，计算出交流电流I1的大小。当然交流电流检测单元也采用电流霍尔传感器对交流电流直接进行检测，但是由于通过激励源对电池组进行激励的电流会比较小，用电流霍尔传感器检测到的电流精度不高。
所述激励源优选情况下为交流激励源，通过控制模块6的控制信号，使第一开关21和第二开关22导通，所述交流电压检测单元42检测所述电池组1的电压U1，所述交流电流检测单元检测所述电池组1的电流I1，就可以算出电池阻1的交流内阻R1。
进一步改进，直流检测模块5包括大电流负载51，用于检测电池组1直流电压的直流电压检测单元52，以及用于检测所述电池组1直流电流的直流电流检测单元；
所述大电流负载51，通过所述第二开关模块3与所述电池组1构成回路；
所述直流电流检测单元，位于所述大电流负载51与所述电池组1构成的回路上；
所述直流电压检测单元52，通过所述第二开关模块3与所述电池组1电连接。优选情况下：所述直流电流检测单元为电流霍尔传感器53。
进一步改进，所述第二开关模块3包括第三开关31和第四开关32，所述第三开关31分别与所述大电流负载51和所述电池组1电连接，所述第四开关32分别与所述直流电压检测单元52和所述电池组1电连接；
所述第三开关31，用于根据所述控制模块6的控制信号以使所述大电流负载51和所述电池组1构成回路；
所述第四开关32，用于根据所述控制模块6的控制信号以使所述直流电压检测单元52检测所述电池组1的电压。
通过在所述电池组1的两端加上大电流负载51，当第三开关31导通时，所述大电流负载51与所述电池组1构成回路，通过位于所述大电流负载51与所述电池组1构成的回路上的所述直流电流检测单元，检测电池组1的直流电流I2，当第四开关32导通时，直流电压检测单元52检测电池组1的直流电压U2，就可以算出电池阻1的直流内阻R2。
进一步改进，所述控制模块6为LPC2194单片机。本实用新型中对单片机的类型要求不高，只要该单片机能用于控制第一开关模块2和第二开关模块3的导通或断开，以及根据检测到的信号值计算出电池组1的交流内阻R1、直流内阻R2和极化内阻R即可。
进一步改进，所述第一开关21、第二开关22、第三开关31和第四开关32为选通开关，根据控制模块6的控制信号导通或断开。
进一步改进，所述直流电压检测单元52和交流电压检测单元42为本领域技术人员公知的电压检测电路。
其中，图2为本实用新型一种实施例电池内阻的测量装置的电路图，电池内阻的测量装置包括所述激励源，晶体管，功率电阻8，采样电阻43，第一开关21，第二开关22与所述电池组1，电池组1与第二开关22输入端电连接，第二开关22的输出端与交流电压检测单元42电连接，所述第二开关22的控制端与所述控制模块6电连接，交流电压检测单元42分别与所述控制模块6和采样电阻43电连接。所述控制模块6控制第一开关21导通，所述激励源，晶体管，功率电阻8，采样电阻43，第一开关21与所述电池组1构成回路，本实施例中所述激励源为交流激励源7，交流激励源7可通过晶体管的控制端注入交流激励信号，这样整个回路中就会产生一正弦激励电流，采样电阻43两端就会产生一激励电压U3，电池组两端也会产生一激励电压U1。所述控制模块6控制第二开关单元22导通，交流电压检测单元42检测到电池组1的电压U1和采样电阻43的电压U3。电池内阻的测量装置还包括大电流负载51，第三开关31，第四开关32，电流霍尔传感器53和直流电压检测单元52，所述第三开关31和第四开关32的控制端分别与控制模块6电连接，当控制模块6控制第三开关31导通时，所述大电流负载51，电流霍尔传感器53以及电池组1构成回路，回路上产生一个瞬间负载电流，电流霍尔传感器检测电池组1的直流电流I2，电池组1两端的电压也会发生变化，当控制模块6控制第四开关32导通时，直流电压检测单元检测电池组1的直流电压U2。
该电池内阻的测量方法，包括以下步骤：
控制模块6控制第一开关模块2导通；
交流检测模块4检测电池组1的交流电压和交流电流并发送给所述控制模块6；
控制模块6控制所述第一开关模块2断开，控制第二开关模块3导通；
直流检测模块5检测所述电池组1的直流电压和直流电流并发送给所述控制模块6；
所述控制模块6根据所述交流检测模块4和所述直流检测模块5的信号值计算所述电池组1的内阻。
如图3所示，为本测量方法一实施例的流程图，该测量方法的具体步骤如下：
S01步骤，控制模块6控制第一开关21和第二开关22导通；
S02步骤，交流电压检测单元42检测到电池组1的电压U1和采样电阻43的电压U3，并发送给控制模块6；
S03步骤，控制模块6控制第一开关21和第二开关22断开，控制第三开关31和第四开关32导通；
S04步骤，直流电压检测单元52检测到电池组1的直流电压U2，电流霍尔传感器53检测电池组1的直流电流I2，并发送给控制模块6；
S05步骤，交流电流I1＝U3/R3，交流内阻R1＝U1/I1；
S06步骤，直流内阻R2＝U2/I2；
S07步骤，极化内阻R＝R1-R2，程序结束。
对于上述S02步骤和S04步骤的顺序不能调换，即不能先测量电池组1的直流电压和直流电流，接着再测量电池组1的交流电压和交流电流。由于电池组1在测量直流电压和直流电流时，有很大的电流经过电池组1，电池组的温度、内阻都会发生相应的变化，接着再测量的电池组1的交流电压和交流电流也不准确了。
本实用新型的电池内阻的测量装置，通过控制模块1控制第一开关模块2和第二开关模块3的导通和断开，能分别检测出电池组1的交流内阻和直流内阻，然后通过交流内阻和直流内阻计算出电池组1的极化内阻，该测量装置和测量方法简单方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池内阻的测量装置，其特征在于：包括第一开关模块，第二开关模块，电池，用于根据所述第一开关模块的导通检测电池的交流电压和交流电流的交流检测模块，用于根据所述第二开关模块的导通检测电池的直流电压和直流电流直流检测模块，以及用于控制所述第一、第二开关模块的导通或断开和根据所述交流检测模块和直流检测模块的信号值计算所述电池内阻的控制模块；
所述交流检测模块分别与所述第一开关模块和所述控制模块电连接，所述直流检测模块分别与所述第二开关模块和所述控制模块电连接，所述电池分别与第一开关模块和第二开关模块电连接。
2.如权利要求1所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：所述交流检测模块包括激励源，用于检测所述电池交流电压的交流电压检测单元，以及用于检测电池组的交流电流的交流电流检测单元；
所述激励源，通过所述第一开关模块与所述电池构成回路；
所述交流电流检测单元，位于所述激励源与所述电池构成的回路上；
所述交流电压检测单元，通过所述第一开关模块与所述电池电连接。
3.如权利要求2所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：所述第一开关模块包括用于根据所述控制模块的控制信号以使所述激励源和所述电池构成回路的第一开关，以及用于根据所述控制模块的控制信号以使所述交流电压检测单元检测所述电池电压的第二开关；
所述第一开关分别与所述电池和所述激励源电连接，所述第二开关分别与所述电池和所述交流电压检测单元电连接。
4.如权利要求1所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：直流检测模块包括大电流负载，用于检测电池直流电压的直流电压检测单元，以及用于检测所述电池直流电流的直流电流检测单元；
所述大电流负载，通过所述第二开关模块与所述电池构成回路；
所述直流电流检测单元，位于所述大电流负载与所述电池构成的回路上；
所述直流电压检测单元，通过所述第二开关模块与所述电池电连接。
5.如权利要求4所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：所述第二开关模块包括用于根据所述控制模块的控制信号以使所述大电流负载和所述电池构成回路的第三开关，以及用于根据所述控制模块的控制信号以使所述直流电压检测单元检测所述电池电压的第四开关；
所述第三开关分别与所述大电流负载和所述电池组电连接，所述第四开关分别与所述直流电压检测单元和所述电池电连接。
6.如权利要求4所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：所述直流电流检测单元为电流霍尔传感器。
7.如权利要求2所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：所述交流电流检测单元为采样电阻，所述交流电压检测单元还用于检测采样电阻的电压并发送给所述控制模块。
8.如权利要求1所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：所述控制模块为LPC2194单片机。
9.如权利要求3所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：第一开关和第二开关为根据控制模块的控制信号导通或断开的选通开关。
10.如权利要求5所述的电池内阻的测量装置，其特征在于：第三开关和第四开关为根据控制模块的控制信号导通或断开的选通开关。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100929 |