一种电池内阻检测方法及检测电路技术

本发明专利技术涉及电池内阻技术领域，公开了一种电池内阻检测方法及检测电路。步骤S1：建立电池检测电路的等效电路，将电池等效为串联的电动势和电池内阻，负载由串联的检测电阻和负载电阻组成，并设置与电池并联的恒流源I1、恒流源I2；步骤S2：检测电路工作时先使恒流源I1导通，测量恒流源I1两端的第一电压Vbat′和检测电阻的第一电流I′fg；步骤S3：断开恒流源I1，使恒流源I2导通，测量恒流源I2两端的第二电压Vbat″和检测电阻的第二电流I″fg；步骤S4：断开恒流源I2，计算获取电池内阻。本方案实现即使在电池老化的情况下也能简单精确的测量电池内阻。本发明专利技术还公开了一种电池内阻检测电路。

A detection method and detection circuit for battery internal resistance

The invention relates to the field of battery internal resistance technology, and discloses a battery internal resistance detection method and a detection circuit. Step S1: the equivalent circuit of the battery detection circuit is set up, the battery is equivalent to the series electromotive force and the battery internal resistance, the load is composed of the series of detection resistors and the load resistors, and the constant current source I1 and the constant current source I2 are set up in parallel with the battery; step S2: the constant current source I1 is first connected and the constant current source I1 is measured at both ends of the constant current source when the detection circuit works. The first voltage Vbat 'and the first current I' FG for detecting the resistance; step S3: disconnect the constant current source I1, make the constant current source I2 conduction, measure the second voltage Vbat \at both ends of the constant current source I2 and the second current I\ FG for the detection resistance; step S4: break the constant current source I2, and calculate the battery internal resistance. This scheme enables simple and accurate measurement of battery internal resistance even in the case of battery aging. The invention also discloses a battery internal resistance detecting circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种电池内阻检测方法及检测电路
本专利技术涉及电池内阻
，尤其是一种电池内阻检测方法及检测电路。
技术介绍
电池的内阻是电池最为重要的特性参数之一，它是表征电池寿命以及电池运行状态的重要参数，是衡量电子和离子在电极内传输难易程度的主要标志。内阻初始值大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响，是衡量电池性能的一个重要参数。对于锂离子电池而言，电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。电池实际内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻大，会产生大量焦耳热引起电池温升导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短，对电池性能、寿命等造成严重影响。当前行业中普遍采用的为阻抗跟踪算法(ImpedanceTrack)，其核心思想依然是建立在库仑计与电压法相结合基础上，同时在算法中考虑了温度等因素，计算出较为准确的内阻数据，并将内阻变化反馈到最终的电量计算当中，从而更加接近真实。当然此算法是建立在对电池化学特性，内阻特性(温度、负载和老化因素)等一系列数据精确了解的基础上，因此引入了较多的关系表进而增加了算法的复杂性。而且，但随着电池使用时间加长，电池老化严重，内阻增加，该算法并不能准确的反应电池内阻状态。MTK平台HW\SWFuelGauge算法的电池内阻部分中，电池内阻回溯通过for循环递归次实现，首先通过电池闭路电压查找ZCV表得到电池内阻，然后利用当前系统电流、电池内阻和板载补偿电阻计算电池内阻分去的补偿电压，最后利用当前电池的闭路电压和计算出的补偿电压推算开路电压。通过递归次，逐渐逼近真实的电池内阻和电池内阻上分去的补偿电压，进而得到真实的开路电压。然而MTK平台的该算法依然以ZCV表为基础，利用电池闭路电压查找ZCV表，通过软件算法补偿逐渐逼近真实的电池内阻，其计算的精度有待验证，并不能准确反映当前的电池状态。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种电池内阻检测方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种电池内阻检测方法，具体包括以下过程：步骤S1：建立电池检测电路的等效电路，将电池等效为串联的电动势和电池内阻，负载由串联的检测电阻和负载电阻组成，并设置与电池并联的恒流源I1、恒流源I2；步骤S2：检测电路工作时使恒流源I1导通，测量恒流源I1两端的第一电压Vbat′和检测电阻的第一电流I′fg；步骤S3：断开恒流源I1，使恒流源I2导通，测量恒流源I2两端的第二电压Vbat″和检测电阻的第二电流I″fg；步骤S4：断开恒流源I2，计算获取电池内阻。进一步的，所述步骤S2和步骤S3中，所述恒流源I1和恒流源I2在规定时间间隔内以脉冲方式单独控制。进一步的，所述恒流源I1或者恒流源I2导通后延迟t1时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后再进行测量进一步的，所述延迟t1时间为10ms。进一步的，所述步骤S3中断开恒流源I1后延迟t2时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后再使恒流源I2导通。进一步的，所述t2时间为20ms。进一步的，所述步骤S4中，电池内阻的计算过程为：步骤S41：恒流源I1导通时，可得I′fg＝I′s+I1，E＝Rs*I′s+V′bat，其中I′s是此时电池内阻的电流，E为电动势，Rs为电池内阻；步骤S42：恒流源I2导通时，可得I″fg＝I″s+I2，E＝Rs*I″s+V″bat，其中I″s是此时电池内阻的电流；步骤S43：获取电池内阻的计算式为：本专利技术还公开了一种电池内阻检测电路，具体包括：电池电路、恒流源I1和恒流源I2，所述电池电路由电池与检测电阻和负载电阻组成回路，其中检测电阻设置了电流检测单元；所述恒流源I1或恒流源I2分别采用开关管Ⅰ或开关管Ⅱ与电池并联，使恒流源I1或恒流源I2与电池同时工作；所述恒流源I1和恒流源I2还设置了电压检测单元；所述恒流源I1和电池电路同时工作时测量恒流源I1的电压和检测电阻的电流，所述恒流源I2和电池电路同时工作时测量恒流源I2的电压和检测电阻的电流。进一步的，所述内阻检测电路还包括控制模块，所述控制模块，用于控制开关管Ⅰ先导通，使恒流源I1先导通单独工作并延迟T1时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后，测量恒流源I1的电压和检测电阻的电流；再控制开关管Ⅰ断开并延迟T2时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后，控制开关管Ⅱ导通，使恒流源I2导通工作并延迟T1时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后，测量恒流源I2的电压和检测电阻的电流；再控制开关管Ⅱ断开。进一步的，所述T1时间为10ms，所述T2时间为20ms。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：通过电路叠加原理设计电池内阻检测电路，与电池并联两个分别工作的恒流源，检测两个恒流源分别工作时电路中的电流电压情况，通过计算真实准确的反应了当前电池的内阻情况；即使随着时间的推移，电池老化，也能准确测量当前电池内阻；并且结合相应的软件算法，增加电量管理的准确性。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1本专利技术电池内阻检测方法的流程示意图。图2本专利技术电池内阻检测电路的示意图。图3本专利技术电池内阻检测电路在恒流源I1工作时的等效电路拆分图。图4本专利技术电池内阻检测电路在恒流源I2工作时的等效电路拆分图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1所示，一种电池内阻检测方法，具体包括以下过程：步骤S1：建立电池检测电路的等效电路，将电池等效为串联的电动势和电池内阻，负载由串联的检测电阻和负载电阻组成，并设置与电池并联的恒流源I1、恒流源I2；电动势就等于电池内阻两端电压和恒流源I1或恒流源I2两端电压之和。步骤S2：检测电路工作时使恒流源I1导通，测量恒流源I1两端的第一电压Vbat′和检测电阻的第一电流I′fg；恒流源I1单独工作时，第一电流I′fg等于电池内阻的电流和恒流源电流I1之和。步骤S3：断开恒流源I1，使恒流源I2导通，测量恒流源I2两端的第二电压Vbat″和检测电阻的第二电流I″fg；恒流源I2单独工作时，第二电流I′fg等于电池内阻的电流和恒流源电流I2之和。步骤S4：断开恒流源I2，计算获取电池内阻。步骤S4中，步骤S41：恒流源I1导通时，可得I′fg＝I′s+I1，E＝Rs*I′s+V′bat，其中I′s是此时电池内阻的电流，E为电动势，Rs为电池内阻；步骤S42：恒流源I2导通时，可得I″fg＝I″s+I2，E＝Rs*I″s+V″bat，其中I″s是此时电池内阻的电流；恒流源I1、恒流源I2分别单独工作时进行测量前的等待时间，并且两次外加恒流源的时间间隔，都需要选取合适的值，以使测量值(并使得随后计算出的等效电动势E和电池内阻值)不随外加恒流源的变化而变化；步骤S43：整理上式，即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池内阻检测方法，其特征在于，包括以下过程：步骤S1：建立电池检测电路的等效电路，将电池等效为串联的电动势和电池内阻，负载由串联的检测电阻和负载电阻组成，并设置与电池并联的恒流源I1、恒流源I2；步骤S2：检测电路工作时先使恒流源I1导通，测量恒流源I1两端的第一电压Vbat′和检测电阻的第一电流I′fg；步骤S3：断开恒流源I1，使恒流源I2导通，测量恒流源I2两端的第二电压Vbat″和检测电阻的第二电流I″fg；步骤S4：断开恒流源I2，计算获取电池内阻。

【技术特征摘要】
1.一种电池内阻检测方法，其特征在于，包括以下过程：步骤S1：建立电池检测电路的等效电路，将电池等效为串联的电动势和电池内阻，负载由串联的检测电阻和负载电阻组成，并设置与电池并联的恒流源I1、恒流源I2；步骤S2：检测电路工作时先使恒流源I1导通，测量恒流源I1两端的第一电压Vbat′和检测电阻的第一电流I′fg；步骤S3：断开恒流源I1，使恒流源I2导通，测量恒流源I2两端的第二电压Vbat″和检测电阻的第二电流I″fg；步骤S4：断开恒流源I2，计算获取电池内阻。2.如权利要求1所述的电池内阻检测方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中，所述恒流源I1和恒流源I2在规定时间间隔内以脉冲方式单独控制。3.如权利要求2所述的电池内阻检测方法，其特征在于，所述恒流源I1或者恒流源I2导通后需延迟t1时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后再进行测量。4.如权利要求3所述的电池内阻检测方法，其特征在于，所述t1时间取20ms。5.如权利要求4所述的电池内阻检测方法，其特征在于，所述步骤S3中断开恒流源I1后需延迟t2时间，等待测量的值不再随外加恒流源的变化而变化后再使恒流源I2导通。6.如权利要求5所述的电池内阻检测方法，其特征在于，所述t2时间为20ms。7.如权利要求1或者6所述的电池内阻检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，电池内阻的计算过程为：步骤S41：恒流源I1导通时，可得I′fg＝I′s+I1，E＝Rs*I′s+V′b...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岳，
申请(专利权)人：成都市易冲无线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51