一种电池的交流阻抗测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种电池的交流阻抗测量装置，包括电压调理电路、电流调理电路、AD采样电路和微控制器。电流调理电路的输入端获取流经电池的交流电流作为输入；电流调理电路包括半波整流电路，以对流经电池的交流电流进行半波整流，得到调理后的电池电流；电压调理电路的输入端获取电池的响应电压；电压调理电路包括去直流偏置电路，以对响应电压进行去直流偏置，得到调理后的响应电压；AD采样电路与电流调理电路和电压调理电路均连接，以对调理后的电池电流和所述调理后的响应电压进行采样；微控制器与AD采样电路连接，以根据AD采样电路采样的电池电流和采样的响应电压计算电池的阻抗。本实用新型专利技术对AD转换器要求低，成本较低，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种电池的交流阻抗测量装置
本技术属于电池检测
，涉及一种测量装置，尤其是一种阻抗测量装置。
技术介绍
电池管理系统(BMS)对电池组、电池单体的电压、电流和工作温度进行动态监控，估计电池的剩余电量，对电池进行充电及放电保护，同时检测电池的故障状态，并使电池处于最佳的工作状态，充分发挥电池的寿命。在电池使用过程中，及时准确地对电池的当前寿命状态、电池工作温度分布进行估计，进行热失控预测和一致性管理有重要的意义。而这些特性和动力电池的内阻或阻抗有极大的关系。因此，能够准确测得单体电池的内阻或阻抗信息十分重要。现有的基于互相关的检测方法需要测量得到电压和电流的信息，且在进行电流测量时采用的为双极性的AD转换器，要求和成本高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种实用性强，对AD转换器要求低，成本较低，测量精度高的电池的交流阻抗测量装置。为了达到上述目的，本技术的解决方案是：一种电池的交流阻抗测量装置，包括电压调理电路、电流调理电路、AD采样电路和微控制器；其中，所述电流调理电路的输入端获取流经电池的交流电流作为输入；所述电流调理电路包括半波整流电路，以对所述流经电池的交流电流进行半波整流，得到调理后的电池电流；所述电压调理电路的输入端获取所述电池的响应电压；所述电压调理电路包括去直流偏置电路，以对所述响应电压进行去直流偏置，得到调理后的响应电压；所述AD采样电路与所述电流调理电路和所述电压调理电路均连接，以对所述调理后的电池电流和所述调理后的响应电压进行采样；所述微控制器与所述AD采样电路连接，以根据所述AD采样电路采样的电池电流和采样的响应电压计算所述电池的阻抗。所述AD采样电路为同步AD采样电路。优选地，所述AD采样电路为单极性多通道高精度AD采样芯片。所述流经电池的交流电流对应于施加于所述电池上的激励电流，所述激励电流为正弦交流电流。所述电流调理电路还包括放大滤波电路，以对所述流经电池的交流电流进行放大滤波后送入所述半波整流电路。所述电压调理电路还包括放大滤波电路，以对所述响应电压进行放大滤波后送入所述去直流偏置电路。所述半波整流电路包括二极管，以采用所述二极管的单向导电对所述流经电池的交流电流进行半波整流。所述半波整流电路包括轨到轨运算放大器，以对所述流经电池的交流电流进行半波整流。上述电池的交流阻抗测量装置还包括采样电阻，所述采样电阻与所述电池串联连接；所述电流调理电路的输入端连接在所述采样电阻的两端。所述电压调理电路的输入端分别连接在所述电池的正负两极。所述电池的交流阻抗测量装置为单体电池的车载交流阻抗测量装置。由于采用上述方案，本技术的有益效果是：本技术电池的交流阻抗测量装置采集电池的电流信号，进行放大滤波和半波整流调理后再输入到AD芯片，能够避免给AD芯片输入负电压，因此降低了对AD硬件的要求，降低了成本，容易实现，且同时提高了测量精度。此外，本技术中采样芯片为同步采样芯片，避免了现有管理系统电压电流采用不同步对阻抗测量造成的影响，进一步提高了测量精度。附图说明图1为本技术实施例中电池的交流阻抗测量装置的原理结构示意图；图2为本技术实施例中电池的交流阻抗测量装置的结构示意图；图3a为本技术实施例中电流信号调理电路的原理结构示意图；图3b为本技术实施例中电压信号调理电路的原理结构示意图；图4为本技术实施例中去直流偏置电路的原理结构示意图；图5为本技术实施例中处理后的电压和电流的示意图。具体实施方式以下结合附图所示实施例对本技术作进一步的说明。本技术提出了一种电池的交流阻抗测量装置，包括采样电阻、电压调理电路MOD1、电流调理电路MOD2、AD采样电路MOD3和微控制器MOD4。图1为本实施例中电池的交流阻抗测量装置的原理结构示意图；图2为其结构示意图。采样电阻与电池串联连接，电流调理电路MOD2的输入端连接在采样电阻的两端，获取流经电池的交流电流作为输入；电流调理电路MOD2包括半波整流电路，以对获取的流经电池的交流电流进行半波整流(在本实施例中为对正弦激励电流进行正半周期截波处理)，得到调理后的电池电流。电流调理电路MOD2还包括放大滤波电路，以对流经电池的交流电流进行放大滤波后送入半波整流电路。半波整流电路可以是二极管，以采用二极管的单向导电对流经电池的交流电流进行半波整流；此外，半波整流电路也可以是轨到轨运算放大器，以对流经电池的交流电流进行放大半波整流。图3a为本实施例中电流信号调理电路的原理结构示意图。电压调理电路MOD1的输入端分别连接在电池的正负两极上，以获取电池的响应电压；电压调理电路MOD1包括去直流偏置电路，以对响应电压进行去直流偏置，得到调理后的响应电压。电压调理电路MOD1还包括放大滤波电路，以对响应电压进行放大滤波后送入去直流偏置电路。图3b为本实施例中电压信号调理电路的原理结构示意图。图4为本实施例中去直流偏置电路的原理结构示意图。图5为本实施例中处理后的电压和电流的示意图。在本技术中，还可以通过霍尔传感器检测电池的激励电流后发送给电流调理电路。AD采样电路MOD3与电流调理电路MOD2和所述电压调理电路MOD1均连接，以对调理后的电池电流和调理后的响应电压进行采样和模数转换。微控制器MOD4与AD采样电路MOD3连接，以根据AD采样电路MOD3采样的电池电流和采样的响应电压分析计算电池的阻抗。现有技术中，实现该计算功能的微控制器为成熟的技术。在此，该AD采样电路为同步采样电路，尤其为单极性多通道高精度AD采样芯片。上述流经电池的交流电流对应于施加在电池上的激励电流，该激励电流为正弦交流电流。本技术中，上述电池尤其为动力电池单体，该电池的交流阻抗测量装置尤其为单体电池的车载交流阻抗测量装置。本技术电池的交流阻抗测量装置采集电池的电流信号，进行放大滤波和半波整流调理后再输入到AD芯片，能够避免给AD芯片输入负电压，因此降低了对AD硬件的要求，降低了成本，容易实现，且同时提高了测量精度。此外，本技术中采样芯片为同步采样芯片，避免了现有管理系统电压电流采用不同步对阻抗测量造成的影响，进一步提高了测量精度。上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和应用本技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本技术不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本技术的揭示，不脱离本技术范畴所做出的改进和修改都应该在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池的交流阻抗测量装置，其特征在于：包括电压调理电路、电流调理电路、AD采样电路和微控制器；其中，所述电流调理电路的输入端获取流经电池的交流电流作为输入；所述电流调理电路包括半波整流电路，以对所述流经电池的交流电流进行半波整流，得到调理后的电池电流；所述电压调理电路的输入端获取所述电池的响应电压；所述电压调理电路包括去直流偏置电路，以对所述响应电压进行去直流偏置，得到调理后的响应电压；所述AD采样电路与所述电流调理电路和所述电压调理电路均连接，以对所述调理后的电池电流和所述调理后的响应电压进行采样；所述微控制器与所述AD采样电路连接，以根据所述AD采样电路采样的电池电流和采样的响应电压计算所述电池的阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种电池的交流阻抗测量装置，其特征在于：包括电压调理电路、电流调理电路、AD采样电路和微控制器；其中，所述电流调理电路的输入端获取流经电池的交流电流作为输入；所述电流调理电路包括半波整流电路，以对所述流经电池的交流电流进行半波整流，得到调理后的电池电流；所述电压调理电路的输入端获取所述电池的响应电压；所述电压调理电路包括去直流偏置电路，以对所述响应电压进行去直流偏置，得到调理后的响应电压；所述AD采样电路与所述电流调理电路和所述电压调理电路均连接，以对所述调理后的电池电流和所述调理后的响应电压进行采样；所述微控制器与所述AD采样电路连接，以根据所述AD采样电路采样的电池电流和采样的响应电压计算所述电池的阻抗。2.根据权利要求1所述的电池的交流阻抗测量装置，其特征在于：所述AD采样电路为同步AD采样电路；优选地，所述AD采样电路为单极性多通道高精度AD采样芯片。3.根据权利要求1所述的电池的交流阻抗测量装置，其特征在于：所述流经电池的交流电流对应于施加于所述电池上的激励电流，所述激励电流为正弦交流电流。4.根据权利要求1所述的电池的交流阻抗测...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏学哲，戴海峰，蒋晶，王学远，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：上海,31