一种蓄电池内阻测量方法及系统技术方案

技术编号:24329464 阅读:21 留言:0更新日期:2020-05-29 19:07
本发明专利技术涉及电池内阻检测领域,尤其涉及一种蓄电池内阻测量方法及系统,其中,一种蓄电池内阻测量方法,包括以下步骤:将蓄电池进行放电;断开放电,采集断开放电瞬间前蓄电池两端的第一电压值和电流值,以及断开放电后蓄电池两端的第二电压值;通过第一电压、第二电压的压差以及电流值,计算蓄电池的内阻。该方法不但可以有效避开蓄电池的虚电压、电化学极化电阻、浓差极化电阻的影响,实现精准的电池内欧姆电阻的测试,而且具备高准确度、高精密度、高抗干扰的测量性能。因此,该方法简化了蓄电池内阻的测量方法,缩短了测量耗时,进而降低了检测成本,便于使用内阻估算蓄电池的容量。

A method and system for measuring internal resistance of battery

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池内阻测量方法及系统
本专利技术涉及电池内阻检测领域,尤其涉及一种蓄电池内阻测量方法及系统。
技术介绍
蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置,其工作原理为充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出。因此,蓄电池被大量应用于UPS不间断电源中,作为后备电源,当发生断电事故时,后备电源需提供足够的电量以保障供电。蓄电池是直流系统的重要组成部分,其决定了系统的后备时间,而蓄电池在上线使用后,其容量性能会逐步退化。测量蓄电池容量的标准方法是进行10个小时的恒电流直流放电,但实际应用中,此方法存在局限性,一是需要长时间放电,二是出于安全需要,在线蓄电池不允许电池释放较多的电量。因此,需要更简便、可靠的方法以估算电池的容量。由于蓄电池的容量与蓄电池内阻具有很强的相关性,因此,蓄电池内阻检测成为蓄电池健康状态检测的有效手段。目前,对于蓄电池内阻的检测方法主要有:1、二次放电法,该方法实际应用中需要有大电流波动的环境,通过采集电压差较大的两个测量点的电压和电流进行计算;2、交流阻抗法,该方法易被电池的电容效应影响,对注入信号要求非常高,且易受充电器的纹波和谐波的干扰;3、伏安特性曲线法,该法虽能检测随时间变化的电池内阻,但检测时间长,且不能区分欧姆电阻与反应电阻,检测成本高,效果差;4、恒电流阶跃法,该技术只能检测电池内阻中的溶液电阻,忽略了反应电阻的存在,对电池的内阻检测存在较大误差。因此,针对现有技术的不足,急需开发一种简易的、高精确度和准确度的内阻检测方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是提供一种蓄电池内阻测量方法,该方法简单便捷,检测成本低,具备较高的准确度和精确度,解决了现有技术中操作复杂、测量成本高以及测量精度差的问题。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种蓄电池内阻测量系统,该系统可对蓄电池的微量内阻进行高准确度、高重复精度的测量,并且具有较好的抗干扰能力。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种蓄电池内阻测量方法,包括以下步骤:将蓄电池进行放电;断开放电,采集断开放电瞬间前蓄电池两端的第一电压值和电流值,以及断开放电后蓄电池两端的第二电压值;通过第一电压、第二电压的压差以及电流值,计算蓄电池的内阻。本专利技术巧妙利用电池本身的电化学特性,将蓄电池进行一定时长的直流放电,然后断开放电,此时蓄电池的电势会自动瞬间回升,取断开瞬间前的电池端的电压值、电流值及断开后某一时间间隔后的蓄电池两端的电压值,计算电压差,从而计算蓄电池的内阻。该方法不但可以有效避开蓄电池的虚电压、电化学极化电阻、浓差极化电阻的影响,实现精准的电池内欧姆电阻的测试,而且具备高准确度、高精密度、高抗干扰的测量性能。因此,该方法简化了蓄电池内阻的测量方法,缩短了测量耗时,进而降低了检测成本,便于使用内阻估算蓄电池的容量。进一步,具体包括以下步骤:S1、将蓄电池进行直流恒流放电;S2、断开放电瞬间前,采集所述蓄电池两端的第一电压值和电流值;S3、断开放电间隔t△时间后,采集所述蓄电池两端的第二电压值;通过公式:计算所述蓄电池的内阻值;其中,r为内阻值,V0为第一电压值,V1为第二电压值,I为电流值。本专利技术测量蓄电池电阻的方法,首先对蓄电池进行直流恒流放电一段时间,然后断开放电,断开放电瞬间,采集蓄电池两端的第一电压值和电流值,断开放电间隔t△时间后,采集蓄电池两端的第二电压值。然后根据计算蓄电池的电阻,进而通过蓄电池的电阻值评估电池的容量。进一步,步骤S1中,所述恒流放电的电流为20-80A,时间为3-10s。使用该方法测量蓄电池的电阻值时,首先对蓄电池进行一定时长的纯阻直流放电,放电起始电流根据电池电压设置为20-80A,放电时长仅需控制在3-10s即可,该方法测量时间短,操作简单便捷。进一步,步骤S3中,所述t△为50-300微秒。使用该方法测量蓄电池的电阻值,由于蓄电池本身的电化学特性,断开放电后,电势会自动瞬间回升,取断开放电后50-300微秒的电压值作为第二电压值,代入公式即可得到蓄电池的内阻值。一种蓄电池内阻测量系统,包括蓄电池、负载、分流器、电流测量部件、电压测量部件和控制单元;所述蓄电池、所述负载和所述分流器串联形成通路;所述电流测量部件与所述分流器并联;所述电压测量部件与所述蓄电池并联;所述控制单元分别与所述通路、所述电流测量部件和所述电压测量部件电连接。蓄电池的内阻测量系统中的,蓄电池、负载和分流器串联形成通路,其中负载连接在电路的两端,可以防止短路,而分流器主要用来测量直流电流,根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。电流测量部件与分流器并联,电压测量部件与蓄电池并联,这样,电流测量部件可以通过测量分流器两端的电压值进而测得直流电流,而电压测量部件可以直接测得蓄电池两端的电压值。通路、电流测量部件和电压测量部件均与控制单元电连接,这样,控制单元可以直接控制通路的连通与断开,并及时收集电流测量部件和电压测量部件采集得到的电流值和电压值。进一步,还包括继电器,所述继电器设置在所述通路上,所述控制单元通过所述继电器与所述通路电连接。通路上还设置有继电器,而控制单元通过继电器与通路电连接,继电器在电路中起到自动调节、安全保护的作用,可用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。进一步,所述电流测量部件包括第一AD转换器和电流录波器,所述第一AD转换器与所述分流器并联;所述电流录波器与所述第一AD转换器电连接。电流测量部件包括第一AD转换器和电流录波器,其中第一AD转换器与分流器并联,电流录波器与第一AD转换器电连接,这样,第一AD转换器可将测得的模拟信号转化为数字信号,电流录波器可准确记录数字信号,再将该信息传输到控制单元中,由控制单元实现数据的分析、比较和计算。进一步,所述电压测量部件包括第二AD转换器和电压录波器,所述第二AD转换器与所述蓄电池并联;所述电压录波器与所述第二AD转换器电连接。电压测量部件包括第二AD转换器和电压录波器,其中第二AD转换器与蓄电池并联,电压录波器与第二AD转换器电连接,这样,第二AD转换器可将测得的模拟信号转化为数字信号,电压录波器可准确记录数字信号,再将该信息传输到控制单元中,由控制单元实现数据的分析、比较和计算。进一步,还包括数据储存单元,所述电流录波器、所述电压录波器均与所述数据储存单元相连接;所述数据储存单元与所述控制单元相连接。电流录波器、电压录波器均与数据储存单元相连接,数据储存单元可对电流录波器和电压录波器中的数据进行存储,或将存储的数据传输到控制单元中,由控制单元实现数据的分析、比较和计算。进一步,还包括电源,所述电源与所述控制单元电连接。电源与控制单元电连接,为整个测量系统提供电源。本专利技术与现有技术相比,本专利技术的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种蓄电池内阻测量方法,其特征在于,包括以下步骤:/n将蓄电池进行放电;断开放电,采集断开放电瞬间前蓄电池两端的第一电压值和电流值,以及断开放电后蓄电池两端的第二电压值;通过第一电压、第二电压的压差以及电流值,计算蓄电池的内阻。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池内阻测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
将蓄电池进行放电;断开放电,采集断开放电瞬间前蓄电池两端的第一电压值和电流值,以及断开放电后蓄电池两端的第二电压值;通过第一电压、第二电压的压差以及电流值,计算蓄电池的内阻。


2.根据权利要求1所述的测量方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、将蓄电池进行直流恒流放电;
S2、断开放电瞬间前,采集所述蓄电池两端的第一电压值和电流值;
S3、断开放电间隔t△时间后,采集所述蓄电池两端的第二电压值;
通过公式:计算所述蓄电池的内阻值;其中,r为内阻值,V0为第一电压值,V1为第二电压值,I为电流值。


3.根据权利要求2所述的测量方法,其特征在于,步骤S1中,所述恒流放电的电流为20-80A,时间为3-10s。


4.根据权利要求2所述的测量方法,其特征在于,步骤S3中,所述t△为50-300微秒。


5.一种蓄电池内阻测量系统,其特征在于,包括蓄电池(1)、负载(2)、分流器(3)、电流测量部件、电压测量部件和控制单元(8);
所述蓄电池(1)、所述负载(2)和所述分流器(3)串联形成通路;
所述电流测量部件与所述分流器(3)并联;
所述电压测量部件与所述蓄电...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋海锋万畅
申请(专利权)人:广东科学技术职业学院
类型:发明
国别省市:广东;44

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