充电电池在线检测装置及基于该装置检测内阻的方法制造方法及图纸

充电电池在线检测装置及基于该装置检测内阻的方法，涉及电池检测领域。满足了对具有测量精度高、不影响蓄电池的容量及寿命、适用范围宽的充电电池在线测量方法及装置的需求。交流信号发生器发出一个正弦波信号，该信号经交流电流取样电路取样、交流电流反馈调节单元调节后再经交流电流功率放大器放大后加载在充电电池的两端并形成电压信号，该电压信号经过电压隔离放大电路放大后与交流信号发生器输出的正弦波信号经模拟乘法器进行乘法运算后，再经低通滤波器滤波、直流放大器放大及A/D转换器进行模数转换后输入至中央处理器，经中央处理器进行除法运算后获得充电电池的内阻的阻值，并显示在键盘及显示电路上。本发明专利技术还适用于测量其他电池的内阻。

On line detection device for rechargeable battery and method for detecting internal resistance based on the same

The utility model relates to a charging battery on line detection device and a method for detecting the internal resistance based on the device. It meets the requirements of on-line measurement method and device for charging battery with high measuring precision, no influence on battery capacity and life, and wide application scope. The AC signal generator sends a sine wave signal, the signal through the alternating current sampling circuit, current sampling feedback adjusting unit adjusts after amplifying alternating current power amplifier after loading at the ends of the rechargeable battery and the formation of voltage signals, the voltage signal through the isolation voltage sine wave signal after the amplification circuit and the output AC signal generator analog multiplier multiplication, the low-pass filter amplifier and filter, DC amplifier and A/D converter ADC input to the central processor, the central processor in the division after the battery internal resistance value, and displayed on the keyboard and display circuit. The invention is also suitable for measuring the internal resistance of other batteries.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池检测领域。
技术介绍
目前对电池质量进行评估的主要参数为电池内阻。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池的大电流放电能力强，内阻大的电池放电能力弱。检测电池内阻的方法主要有：(1)密度法：密度法主要通过测量电池电解液的密度来估算电池的内阻，常开口式铅酸电池的内阻测量，但不适合密封铅酸蓄电池的内阻测量。该方法的适应范围窄。(2)开路电压法：开路电压法是通过测量蓄电池的端电压来估计蓄电池内阻，精度很差，甚至易得出错误结论。由于即使一个容量已经变得很小的蓄电池，在浮充状态下其端电压仍表现的很正常。(3)直流放电法：直流放电法就是通过对电池进行瞬间大电流放电，测量电池上的瞬间电压降，通过欧姆定律计算出电池内阻。但是其存在一定缺陷，大电流放电对蓄电池造成损害较大，从而影响蓄电池的容量及寿命。(4)交流注入法：交流注入法通过对蓄电池注入一个恒定的交流信号IS，测量出蓄电池两端的电压响应信号VO，以及两者的相位差θ，由阻抗公式及R＝Zcosθ来确定蓄电池的内阻R。由于该方法需要的参数较多，进而干扰因素较多，增加了系统的复杂性，同时易影响测量精度。由此可见，目前并没有一种好的充电电池在线测量方法和在线测量仪器。
技术实现思路
本专利技术为了满足对具有测量精度高、不影响蓄电池的容量及寿命、适用范围宽的充电电池在线测量方法及装置的需求，提出了充电电池在线检测装置及基于该装置检测内阻的方法。充电电池在线检测装置，它包括蓄电池3；它还包括交流信号发生器1、交流电流功率放大器2、电压隔离放大电路4、模拟乘法器5、低通滤波器6、直流放大器7、A/D转换器8、中央处理器9、交流电流取样电路11和交流电流反馈调节单元12；交流信号发生器1的信号输出端同时连接交流电流功率放大器2的信号输入端和模拟乘法器5的一个乘法信号输入端；交流电流功率放大器2的取样信号输出端连接交流电流取样电路11的取样信号输入端；交流电流取样电路11的取样信号输出端连接交流电流反馈调节单元12的取样信号输入端；交流电流反馈调节单元12的反馈信号输出端连接交流信号发生器1的反馈信号输入端；交流电流功率放大器2的功放输出端连接蓄电池3的信号输入端；蓄电池3的电压信号输出端连接电压隔离放大电路4的输入端；电压隔离放大电路4的电压放大信号输出端连接模拟乘法器5的另一个乘法信号输入端；模拟乘法器5的信号输出端连接低通滤波器6的滤波信号输入端；低通滤波器6的滤波信号输出端连接直流放大器7的放大信号输入端；直流放大器7的放大信号输出端连接A/D转换器8的信号输入端；A/D转换器8的信号输出端连接中央处理器9的信号输入端。基于充电电池在线检测装置检测内阻的方法，该检测内阻的方法为：交流信号发生器1输出的正弦波信号为：u1(ωt)＝Acosωt(1)该正弦交流电流经由交流电流取样电路11取样、交流电流反馈调节单元12反馈、交流电流功率放大器2放大后加载在蓄电池3两端的相应信号为：u2(ωt)＝Bcos(ωt+θ)(2)其中，θ为注入储能用充电电池的交流和其两端信号的相位差，ω为正弦波信号的角频率；t为时间；A为和B均为信号幅值；通过正弦波信号输入至模拟乘法器5，蓄电池3两端的相应信号经过电压隔离放大电路4后输入至模拟乘法器5，经模拟乘法器5进行乘法运算后获得运算结果：u(ωt)＝k×u1(ωt)×u2(ωt)＝kABcosωt×cos(ωt+θ)＝0.5kAB[cosθ+cos(2ωt+θ)](3)其中，k为模拟乘法器的放大系数；模拟乘法器5进行乘法运算后获得的运算结果经过低通滤波器6滤过后滤掉公式(3)中的交流成分，再经过直流放大器7放大、A/D转换器8进行模数转换后得到：u＝0.5kABcosθ(4)又根据交流法测内阻原理得：R=BcosθI---(5)]]>其中，I为交流恒流源信号的最大值；中央处理器9中，将公式(5)带入公式(4)中可得内阻R为：R=2ukAI---(6)]]>公式(6)中，k、A、I都是已知量，u为经低通滤波器6滤除交流成分后获得的电压值。有益效果：本专利技术所述的充电电池在线检测装置及基于该装置检测内阻的方法，通过交流信号发生器发出一个正弦波信号，该正弦波信号经交流电流取样电路取样、交流电流反馈调节单元调节后再经交流电流功率放大器放大后加载在充电电池的两端，在充电电池的两端形成电压信号，该电压信号经过电压隔离放大电路放大后与交流信号发生器输出的正弦波信号经模拟乘法器进行乘法运算后，再经低通滤波器滤波、直流放大器放大及A/D转换器进行模数转换后输入至中央处理器，经中央处理器进行除法运算后获得充电电池的内阻的阻值，并显示在键盘及显示电路上。本专利技术通过上述过程，满足了对具有测量精度高、不影响蓄电池的容量及寿命、适用范围宽的充电电池在线测量方法及装置的需求。本专利技术还适用于测量其他电池的内阻。附图说明图1为充电电池在线检测装置的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一、参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的充电电池在线检测装置，它包括蓄电池3；它还包括交流信号发生器1、交流电流功率放大器2、电压隔离放大电路4、模拟乘法器5、低通滤波器6、直流放大器7、A/D转换器8、中央处理器9、交流电流取样电路11和交流电流反馈调节单元12；交流信号发生器1的信号输出端同时连接交流电流功率放大器2的信号输入端和模拟乘法器5的一个乘法信号输入端；交流电流功率放大器2的取样信号输出端连接交流电流取样电路11的取样信号输入端；交流电流取样电路11的取样信号输出端连接交流电流反馈调节单元12的取样信号输入端；交流电流反馈调节单元12的反馈信号输出端连接交流信号发生器1的反馈信号输入端；交流电流功率放大器2的功放输出端连接蓄电池3的信号输入端；蓄电池3的电压信号输出端连接电压隔离放大电路4的输入端；电压隔离放大电路4的电压放大信号输出端连接模拟乘法器5的另一个乘法信号输入端；模拟乘法器5的信号输出端连接低通滤波器6的滤波信号输入端；低通滤波器6的滤波信号输出端连接直流放大器7的放大信号输入端；直流放大器7的放大信号输出端连接A/D转换器8的信号输入端；A/D转换器8的信号输出端连接中央处理器9的信号输入端。本实施方式所述的充电电池在线检测装置，其工作原理为：该装置内部的交流信号发生器1产生一个频率稳定、对称、失真度低的正弦波信号，该正弦波信号输入至交流电流功率放大器2内进行功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
充电电池在线检测装置，它包括蓄电池(3)；其特征在于，它还包括交流信号发生器(1)、交流电流功率放大器(2)、电压隔离放大电路(4)、模拟乘法器(5)、低通滤波器(6)、直流放大器(7)、A/D转换器(8)、中央处理器(9)、交流电流取样电路(11)和交流电流反馈调节单元(12)；交流信号发生器(1)的信号输出端同时连接交流电流功率放大器(2)的信号输入端和模拟乘法器(5)的一个乘法信号输入端；交流电流功率放大器(2)的取样信号输出端连接交流电流取样电路(11)的取样信号输入端；交流电流取样电路(11)的取样信号输出端连接交流电流反馈调节单元(12)的取样信号输入端；交流电流反馈调节单元(12)的反馈信号输出端连接交流信号发生器(1)的反馈信号输入端；交流电流功率放大器(2)的功放输出端连接蓄电池(3)的信号输入端；蓄电池(3)的电压信号输出端连接电压隔离放大电路(4)的输入端；电压隔离放大电路(4)的电压放大信号输出端连接模拟乘法器(5)的另一个乘法信号输入端；模拟乘法器(5)的信号输出端连接低通滤波器(6)的滤波信号输入端；低通滤波器(6)的滤波信号输出端连接直流放大器(7)的放大信号输入端；直流放大器(7)的放大信号输出端连接A/D转换器(8)的信号输入端；A/D转换器(8)的信号输出端连接中央处理器(9)的信号输入端。...

【技术特征摘要】
1.充电电池在线检测装置，它包括蓄电池(3)；其特征在于，它还包括交流信号发生器
(1)、交流电流功率放大器(2)、电压隔离放大电路(4)、模拟乘法器(5)、低通滤波器(6)、直
流放大器(7)、A/D转换器(8)、中央处理器(9)、交流电流取样电路(11)和交流电流反馈调节
单元(12)；
交流信号发生器(1)的信号输出端同时连接交流电流功率放大器(2)的信号输入端和
模拟乘法器(5)的一个乘法信号输入端；交流电流功率放大器(2)的取样信号输出端连接交
流电流取样电路(11)的取样信号输入端；交流电流取样电路(11)的取样信号输出端连接交
流电流反馈调节单元(12)的取样信号输入端；交流电流反馈调节单元(12)的反馈信号输出
端连接交流信号发生器(1)的反馈信号输入端；
交流电流功率放大器(2)的功放输出端连接蓄电池(3)的信号输入端；蓄电池(3)的电
压信号输出端连接电压隔离放大电路(4)的输入端；电压隔离放大电路(4)的电压放大信号
输出端连接模拟乘法器(5)的另一个乘法信号输入端；
模拟乘法器(5)的信号输出端连接低通滤波器(6)的滤波信号输入端；低通滤波器(6)
的滤波信号输出端连接直流放大器(7)的放大信号输入端；直流放大器(7)的放大信号输出
端连接A/D转换器(8)的信号输入端；A/D转换器(8)的信号输出端连接中央处理器(9)的信
号输入端。
2.基于权利要求1所述的充电电池在线检测装置检测内阻的方法，其特征在于，该检测
内阻的方法为：
交流信号发生器(1)输出的正弦波信号为：
u1(ωt)＝Acosωt(1)
该正弦交流电流经由...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彤，鲁志军，张博，张海波，陈洪侠，曹曙光，李浩，
申请(专利权)人：黑龙江省计量检定测试院，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23