一种电池组直流内阻的测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电池组直流内阻的测量电路，其包括充电电路、电压保持电路和差压放大测量电路，所述的充电电路包括电源和开关S1，电源通过开关S1与电池组连接；所述的电压保持电路包括电容C1和开关S2，电容C1通过开关S2与电池组连接；所述电容的绝缘电阻≥50000兆欧，绝缘电阻与电容值的乘积大于3000s；所述的差压放大测量电路用于放大并测量当前电容和电池组之间的电压差，其一端连接电容C1，另一端连接电池组。本实用新型专利技术避免使用分压电路来获取放电前后的电压绝对值，大幅减少了信号衰减。

A Measuring Circuit for DC Internal Resistance of Battery Pack

The utility model relates to a measuring circuit for DC internal resistance of battery pack, which includes charging circuit, voltage holding circuit and differential voltage amplification measuring circuit. The charging circuit includes power supply and switching S1, power supply is connected with battery pack through switching S1, the voltage holding circuit includes capacitor C1 and switching S2, capacitor C1 is connected with battery pack through switching S2, and the capacitor C1 is insulated by switching S2. The differential voltage amplification measuring circuit is used to amplify and measure the voltage difference between the current capacitor and the battery group. One end of the circuit is connected with the capacitor C1 and the other end is connected with the battery group. The utility model avoids using a voltage dividing circuit to obtain the absolute value of voltage before and after discharge, and greatly reduces signal attenuation.

【技术实现步骤摘要】
一种电池组直流内阻的测量电路
本技术涉及电池测量领域，具体是一种电池组直流内阻的测量电路。
技术介绍
电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。电池的内阻很小，我们一般用毫欧的单位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合，我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5％以内。这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。对电池内阻的测量方法有直流测试法和交流测试法两种，其中直流测试法又分为充电法和放电法。IEC61960标准中提到了一种针对电池内阻的测量方法。是在电池组两端接入放电负载，先用0.2C的电流I1对电池放电10s，记录最后电压值U1；再瞬时用1C电流I2对电池放电1s，记录最后电压值U2；根据R＝(U1-U2)除以(I2-I1)算出直流内阻。由于电池的内阻值很小，在一定电流下的电压变化幅值相对较小，给准确测量带来困难，由于放电过程电压的变化，需要选择稳定区域计算电压变化幅值。DOE/ID-11069FreedomCAR功率辅助型电池测试手册提到一种放电下的内阻测量方法，在放电周期开始后对负载放电10s，放电内阻＝(Vt1-Vt0)/(It0-It1)。如果It0＝0，则放电内阻＝(Vt0-Vt1)/It1。充电法测量直流内阻，是先测量一个充电前电压值，再在电池组两端连接电源对电池组进行充电，得到一个充电后电压值，将充电前后的电压值相减，再结合充电电流计算而得到充电内阻。可见，上述直流测试法中，无论是充电法，还是放电法，均需要通过测量获得充电前后或者放电前后的电池组电压绝对值，然后将两个电压绝对值进行相减得到电压差值，电压差值再结合放电电流用于直流内阻的计算。现有技术中测量电池组充电前后的电压差值的电路通常如图1所示，电池组依次连接分压电压、调理滤波电路、模数转换器和数据处理器。现有技术中测量电池组放电前后的电压差值的电路通常如图2所示，电池组依次连接分压电压、调理滤波电路、模数转换器和数据处理器。因为高精度模数转换器的输入范围较小，通常只有0～2.5V，而电池组电压范围却是从3V～600V，为了能全部测量宽范围的电压范围，故设置了分压电路。采用分压电路将电池组电压缩小到能被模数转换器全范围检测到，所以会采用非常大的衰减比。如果出现一种需要测量300V100AH锂电池组的内阻，当负载电流不能做很大电流时，比如1A放电负载。那么为了测量到300V电压的变动，衰减比设定为120:1；当内阻在10mR时，放电后电压变化10mV，经过分压电路后，信号变为83uV，信号衰减大。为了适应当前高精度模数转换器的输入范围的要求，则势必要采用放大器将电压差信号放大，放大倍率较大，这样做的话会将直流噪声同比放大，导致最终24bitΣ△型模数转换器测量误差在20％以上，难以满足低于10％的误差要求。总之，传统直流内阻测量方法存在动态范围需求大，精度差的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种可适应于宽范围电压的电池组，测量精度高的测量电路。为了达到目的，本技术提供的技术方案为：一种电池组直流内阻的测量电路，其包括充电电路、电压保持电路和差压放大测量电路，所述的充电电路包括电源和开关S1，电源通过开关S1与电池组连接；所述的电压保持电路包括电容C1和开关S2，电容C1通过开关S2与电池组连接；所述电容的绝缘电阻≥50000兆欧，绝缘电阻与电容值的乘积大于3000s；所述的差压放大测量电路用于放大并测量当前电容和电池组之间的电压差，其一端连接电容C1，另一端连接电池组。优选地，所述的电压保持电路还包括限流电阻R10和泄放电阻R13，限流电阻R10与电容C1串联后与电池组连接；泄放电阻R13通过限流电阻R10和开关S2与电容C1连接。优选地，所述的差压放大测量电路包括顺次连接的信号放大电路、模数转换器和数据处理器，信号放大电路一端连接电容C1，信号放大电路另一端连接电池组，信号放大电路用于将当前电容和电池组之间的电压差信号放大，模数转换器用于将放大信号转换为数字信号，数据处理器用于计算得到电池组的直流内阻。优选地，所述的信号放大电路包括保护电路和差分放大器，所述的保护电路包括电阻R11、双基极二极管Q1、运算放大器U1A、电阻R12、双基极二极管Q2和运算放大器U1B，电阻R11一端与电容C1负极连接，另一端与双基极二极管Q2的发射极连接，双基极二极管Q2的发射极与运算放大器U1A的引脚2连接，运算放大器U1A的引脚3和引脚1连接差分放大器的一个输入端；电阻R12一端与电池组负极连接，另一端与双基极二极管Q2的发射极连接，双基极二极管Q2的发射极与运算放大器U1B的引脚5连接，运算放大器U1B的引脚6和引脚7连接差分放大器的另一个输入端。优选地，开关S1的绝缘电阻小于10000兆欧，开关S2的绝缘电阻大于1000000兆欧。一种电池组直流内阻的测量电路，其包括放电电路、电压保持电路和差压放大测量电路，所述的放电电路包括负载和开关S1，负载通过开关S1与电池组连接；所述的电压保持电路包括电容C1和开关S2，电容C1通过开关S2与电池组连接；所述电容的绝缘电阻≥50000兆欧，绝缘电阻与电容值的乘积大于3000s；所述的差压放大测量电路用于测量当前电容和电池组之间的电压差，其一端连接电容C1，另一端连接电池组。优选地，所述的电压保持电路还包括限流电阻R10，限流电阻R10与电容C1串联后与电池组连接。优选地，所述的电压保持电路还包括泄放电阻R13，泄放电阻R13通过限流电阻R10和开关S2与电容C1连接。优选地，所述的差压放大测量电路包括顺次连接的信号放大电路、模数转换器和数据处理器，信号放大电路一端连接电容C1，信号放大电路另一端连接电池组，信号放大电路用于将当前电容和电池组之间的电压差信号放大，模数转换器用于将放大信号转换为数字信号，数据处理器用于计算得到电池组的直流内阻。优选地，所述的信号放大电路包括保护电路和差分放大器，所述的保护电路包括电阻R11、双基极二极管Q1、运算放大器U1A、电阻R12、双基极二极管Q2和运算放大器U1B，电阻R11一端与电容C1负极连接，另一端与双基极二极管Q2的发射极连接，双基极二极管Q2的发射极与运算放大器U1A的引脚2连接，运算放大器U1A的引脚3和引脚1连接差分放大器的一个输入端；电阻R12一端与电池组负极连接，另一端与双基极二极管Q2的发射极连接，双基极二极管Q2的发射极与运算放大器U1B的引脚5连接，运算放大器U1B的引脚6和引脚7连接差分放大器的另一个输入端。优选地，开关S1的绝缘电阻小于10000兆欧，开关S2的绝缘电阻大于1000000兆欧。本技术电池组直流内阻的测量电路中，采用高绝缘电阻和高RC时间的电容来保持电池组充电前或者放电前的电压值，进而通过差压放大器直接得到了电池组充放电前后的电压差，避免使用分压电路来获取放电前后的电压绝对值，大幅减少了信号衰减；这样电压差信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组直流内阻的测量电路，其特征在于：其包括充电电路、电压保持电路和差压放大测量电路，所述的充电电路包括电源和开关S1，电源通过开关S1与电池组连接；所述的电压保持电路包括电容C1和开关S2，电容C1通过开关S2与电池组连接；所述电容的绝缘电阻≥50000兆欧，绝缘电阻与电容值的乘积大于3000s；所述的差压放大测量电路用于放大并测量当前电容和电池组之间的电压差，其一端连接电容C1，另一端连接电池组。

【技术特征摘要】
1.一种电池组直流内阻的测量电路，其特征在于：其包括充电电路、电压保持电路和差压放大测量电路，所述的充电电路包括电源和开关S1，电源通过开关S1与电池组连接；所述的电压保持电路包括电容C1和开关S2，电容C1通过开关S2与电池组连接；所述电容的绝缘电阻≥50000兆欧，绝缘电阻与电容值的乘积大于3000s；所述的差压放大测量电路用于放大并测量当前电容和电池组之间的电压差，其一端连接电容C1，另一端连接电池组。2.根据权利要求1所述的电池组直流内阻的测量电路，其特征在于：所述的电压保持电路还包括限流电阻R10和泄放电阻R13，限流电阻R10与电容C1串联后与电池组连接；泄放电阻R13通过限流电阻R10和开关S2与电容C1连接。3.根据权利要求1所述的电池组直流内阻的测量电路，其特征在于：所述的差压放大测量电路包括顺次连接的信号放大电路、模数转换器和数据处理器，信号放大电路一端连接电容C1，信号放大电路另一端连接电池组，信号放大电路用于将当前电容和电池组之间的电压差信号放大，模数转换器用于将放大信号转换为数字信号，数据处理器用于计算得到电池组的直流内阻。4.根据权利要求3所述的电池组直流内阻的测量电路，其特征在于：所述的信号放大电路包括保护电路和差分放大器，所述的保护电路包括电阻R11、双基极二极管Q1、运算放大器U1A、电阻R12、双基极二极管Q2和运算放大器U1B，电阻R11一端与电容C1负极连接，另一端与双基极二极管Q2的发射极连接，双基极二极管Q2的发射极与运算放大器U1A的引脚2连接，运算放大器U1A的引脚3和引脚1连接差分放大器的一个输入端；电阻R12一端与电池组负极连接，另一端与双基极二极管Q2的发射极连接，双基极二极管Q2的发射极与运算放大器U1B的引脚5连接，运算放大器U1B的引脚6和引脚7连接差分放大器的另一个输入端。5.根据权利要求1所述的电池组直流内阻的测量电路，其特征在于：开关S1的绝缘电阻小于10000兆欧，开关S2的绝缘电阻大于1000000兆欧...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖钦，陈春飞，
申请(专利权)人：杭州固恒能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33