CN214750732U

CN214750732U - 一种智能型电池内阻检测电路

Info

Publication number: CN214750732U
Application number: CN202120231250.1U
Authority: CN
Inventors: 李海波; 严红生
Original assignee: Dongguan Qianshun Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Dongguan Qianshun Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2021-01-27
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2031-01-27

Abstract

一种智能型电池内阻检测电路，包括内部电池、恒流源、控制模块，以及用于与外部的待测电池连接的正极接点和负极接点，内部电池的正、负极与正、负极接点对应连接，且内部电池的正极与正极接点之间串联有开关K0；开关K0并联有相串联的开关K1和电阻R1，开关K1位于与内部电池的正极相连的一侧，电阻R1位于与正极接点相连的一侧；恒流源的一端与公共端连接，另一端通过开关K2与电阻R1的用于连接开关K1的一端连接；电阻R1的两端分别设有电压采样点V1、V2，电压采样点V1、V2分别与控制模块连接以用于电压采样。本实用新型降低了BOM的成本，提高了加工效率；且电路具有检测待测电池电压的作用和输出反接保护的功能。

Description

一种智能型电池内阻检测电路

技术领域

本实用新型涉及电源内阻检测技术领域，具体涉及一种智能型电池内阻检测电路。

背景技术

随着电池应用的逐渐扩大，电池的检测就显得尤为重要，它不仅仅可应用于对电池的电芯进行检测，也可应用于电池包成组中对加工工艺的牢靠性进行检测。而显得更为重要和迫切的是，只有通过对电池内阻的准确测量，才能对电池进行准确检测。

现有技术，在对电池内阻的检测过程中，需要额外增加补偿线路，即将外部的补偿探头连接至用于检测的主控芯片上，这样不仅导致线路复杂，而且测量的准确性也较差。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供了一种智能型电池内阻检测电路，以解决现有技术中用于电池内阻的检测电路中，需要额外增加补偿线路，导致内阻测量的准确性差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能型电池内阻检测电路，包括内部电池、恒流源、控制模块，以及用于与外部的待测电池连接的正极接点和负极接点，内部电池的正、负极与正、负极接点对应连接，且内部电池的正极与正极接点之间串联有开关K0；开关K0并联有相串联的开关K1和电阻R1，开关K1位于与内部电池的正极相连的一侧，电阻R1位于与正极接点相连的一侧；恒流源的一端与公共端连接，另一端通过开关K2与电阻R1的用于连接开关K1的一端连接；电阻R1的两端分别设有电压采样点V1、V2，电压采样点V1、V2分别与控制模块连接以用于电压采样。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述开关K0、开关K1和开关K2均受控于控制模块。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述开关K0、开关K1和开关K2均为继电器开关。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述内部电池为锂电池组，锂电池组包括至少两节相串联的电芯。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述待测电池为铅酸电池。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述控制模块由内部电池供电，控制模块的供电输入端与内部电池的正、负极连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述控制模块上设有数显表。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述智能型电池内阻检测电路还包括辅助电源，辅助电源与内部电池的正极连接。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述智能型电池内阻检测电路还包括输出采样电路，控制模块通过该输出采样电路采样流经正极接点的电流大小。

本实用新型的智能型电池内阻检测电路，利用内部电池的电芯内阻在瞬间大电流下产生的电压差作为判断依据，而不是只以内部电池的电芯的实际电压为参考，从而从理论上保证了内部电池的安全；同时具有对待测电池(汽车铅酸电瓶)进行检测的功能，从而能实现对汽车铅酸电瓶的健康状态进行监测；而且利用对待测电池可控充放电的设计，巧妙地消除了回路电阻的影响，与现有设计相比，在对待测电池进行测量过程中不再需要补偿线路，补偿线路的去掉也就降低了BOM的成本，提高了加工效率；同时，本实用新型的检测电路还具有检测待测电池电压的作用和具有输出反接保护的功能，最大限度地提高了产品的安全性及用户的使用体验感。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型智能型电池内阻检测电路提供的一实例的原理框图；

图2为本实用新型智能型电池内阻检测电路提供的一实例的等效电路图。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供了一种智能型电池内阻检测电路，包括内部电池、恒流源、控制模块，以及用于与外部的待测电池连接的正极接点和负极接点，本实施例中，内部电池为锂电池组，锂电池组包括至少两节相串联的电芯，待测电池为汽车上的铅酸电池。

内部电池的正、负极与正、负极接点对应连接，且内部电池的正极与正极接点之间串联有开关K0；开关K0并联有相串联的开关K1和电阻R1，开关K1位于与内部电池的正极相连的一侧，电阻R1位于与正极接点相连的一侧；恒流源的一端与公共端连接，另一端通过开关K2与电阻R1的用于连接开关K1的一端连接；电阻R1的两端分别设有电压采样点V1、V2，电压采样点V1、V2分别与控制模块连接以用于电压采样；开关K0、开关K1和开关K2均受控于控制模块，控制模块通过对开关K0、开关K1和开关K2的通断进行控制，以改变不同连接待测电池的回路状态，从而实现其内阻进行检测。

在一具体实施中，智能型电池内阻检测电路还包括辅助电源和输出采样电路，辅助电源与内部电池的正极连接，控制模块通过该输出采样电路采样流经正极接点的电流大小。

在另一具体实施中，智能型电池内阻检测电路还包括控制模块通过该输出采样电路采样流经正极接点的电流大小。

具体地，所述开关K0、开关K1和开关K2均为继电器开关，便于通过控制模块的内部程序，实现自动开关控制。所述控制模块由内部电池供电，控制模块的供电输入端与内部电池的正、负极连接。所述控制模块上还设有数显表，数显表用于显示控制模块的相关参数及检测数据。

为了让本领域的技术人员进一步理解本实用新型的技术方案，下面详述本实用新型的工作原理：

假设：线路回路电阻为Ro，待测电池内阻为ro；设定电流取样电阻为R1＝10Ω，恒流源电流Io＝0.1A。

智能型电池内阻检测电路用于检测用的等效电路如图2所示，检测过程分三步分别对电压采样点V1、V2的电压进行检测，整个测试过程中K0保持断开，其中：

第一步，K1、K2断开时，测量V1和V2点的电压，此时测得的电压为待测电池的初始电压，测得V1点的电压为V1a，V2点的电压为V2a，V1a＝V2a；

第二步，K1断开，K2接通时，分别测量V1、V2点的电压，此时，测得V1点的电压为V1b，V2点的电压为V2b，V1b＝V2b；

第三步，K2断开，K1接通时，分别测量V1、V2点的电压，此时，测得V1点的电压为V1c，V2点的电压为V2c，V1c＝V2c，同时，经输出采样电路检测到的电流为I1。

结合等效电路图2，可得到以下推导公式：

I1＝(V2c-V1c)/R1 (1)

V2c＝I1*Ro+I1*ro+V2a (2)

V2b＝V2a-Io*Ro-I1*ro (3)

由(2)式可推导得：

Ro＝V2c-(I1*ro+V2a)/I1 (4)

由(3)、(4)式可推导得：

ro＝(V2a*R1+V1c*(V2b-1)+V2c(1-V2b-(Io+1)*R1))/2Io*(V2c-V1c) (5)

将参数Io＝0.1A，R1＝10Ω代入上式得到：

ro＝(V2a*10+V1c*(V2b-1)+V2c(1-V2b-(0.1+1)*10))/2*0.1*(V2c-V1c)＝(10V2a+V1c*(V2b-1)+V2c(1V2b-11))/0.2*(V2c-V1c)＝(50V2a+5V1c*(V2b-1)+5V2c(1-V2b-11))/(V2c-V1c) (6)

对以上推导公式进行分析可知：

A.(6)式中没有测量回路的电阻参数，即从理论上消除了回路电阻对启动电源内阻的影响；

B.通过测试取样电阻R1两端(电压采样点V1、V2)的电压值，可以准确测量待测电池的内阻Ro，从而可实现对待测电池的检测和判断。

结论：通过上述等效电路，采用控制模块对开关K0、K1和K2分别进行控制，能很好的测量待测电池的内阻，从而根据其内阻可以很方便判断电池的好坏，即达到了测量待测电池的好坏的目的。

本实施例利用内部电池的电芯内阻在瞬间大电流下产生的电压差作为判断依据，而不是只以内部电池的电芯的实际电压为参考，从而从理论上保证内部电池的安全；同时具有对待测电池(汽车铅酸电瓶)进行检测的功能，从而能实现对汽车铅酸电瓶的健康状态进行监测。

本实施例还利用了对待测电池可控充放电的设计，巧妙地消除回路电阻的影响，与现有设计相比，在对待测电池进行测量过程中不再需要补偿线路，补偿线路的去掉也就降低了BOM的成本，从而提高了加工效率；同时，本实施例的检测电路还具有检测待测电池电压的作用和具有输出反接保护的功能，最大限度地提高了产品的安全性及用户的使用体验感。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种智能型电池内阻检测电路，其特征在于，包括内部电池、恒流源、控制模块，以及用于与外部的待测电池连接的正极接点和负极接点，内部电池的正、负极与正、负极接点对应连接，且内部电池的正极与正极接点之间串联有开关K0；开关K0并联有相串联的开关K1和电阻R1，开关K1位于与内部电池的正极相连的一侧，电阻R1位于与正极接点相连的一侧；恒流源的一端与公共端连接，另一端通过开关K2与电阻R1的用于连接开关K1的一端连接；电阻R1的两端分别设有电压采样点V1、V2，电压采样点V1、V2分别与控制模块连接以用于电压采样。

2.根据权利要求1所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述开关K0、开关K1和开关K2均受控于控制模块。

3.根据权利要求2所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述开关K0、开关K1和开关K2均为继电器开关。

4.根据权利要求1所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述内部电池为锂电池组，锂电池组包括至少两节相串联的电芯。

5.根据权利要求1所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述待测电池为铅酸电池。

6.根据权利要求1所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述控制模块由内部电池供电，控制模块的供电输入端与内部电池的正、负极连接。

7.根据权利要求1所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述控制模块上设有数显表。

8.根据权利要求1至7任一项所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述智能型电池内阻检测电路还包括辅助电源，辅助电源与内部电池的正极连接。

9.根据权利要求1至7任一项所述的智能型电池内阻检测电路，其特征在于，所述智能型电池内阻检测电路还包括输出采样电路，控制模块通过该输出采样电路采样流经正极接点的电流大小。