一种电池内阻测试方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池内阻测试方法和系统，该方法包括：信号源向目标电池输入目标频率的交流激励信号；

【技术实现步骤摘要】
一种电池内阻测试方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种电池内阻测试方法和系统
。

技术介绍

[0002]蓄电池内阻被认为是判断蓄电池容量状态的决定性参数，可以通过测试电池内阻对电池状态进行评估
。
[0003]现有技术中测试电池内阻主要采用直流放电法
。
该方法存在以下缺点：首先，在使用直流放电法测内阻时，由于电路中接触器的存在，需要使被测蓄电池脱离工作系统，这样便失去了蓄电池组在供电系统断电时的应急作用，带来了安全隐患
。
其次，由于铅酸蓄电池的内阻极小，当它两端的电流变化很小时，采集到的电压变化也会很小，电路中的噪声信号往往影响电压采集的结果，使得测量精度降低
。
为了提高采集的精度，降低噪声影响，就需要施加幅值较高的电流信号，而大电流流过蓄电池，给蓄电池本身的性能造成了不可逆的伤害，影响了蓄电池寿命
。
同时过大的电流将产生较高的电磁辐射，影响了周围电路的正常工作
。
[0004]因此，现有技术中的电池内阻测试方法存在需要被测电池脱离工作系统，测量精度较低
、
施加的幅值较高的电流信号给电池本身的性能造成伤害的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，为此，本专利技术第一方面提出一种电池内阻测试方法，应用于电池内阻测试系统，所述电池内阻测试系统包括微控制单元
、AD
转换器
、<br/>待测试的目标电池
、
采样电阻
、
信号源和可编程增益放大器，所述方法包括：所述信号源向所述目标电池输入目标频率的交流激励信号；所述
AD
转换器按照预设采样持续时间
、
预设采样点数和预设采样频率对所述目标电池的电压和电流进行采样，得到个数据点的电压码值和电流码值；所述采样持续时间为
K
（
K≥3
）倍的所述交流激励信号周期，所述点数
N
为2的
m
次方（
m
为整数），所述采样频率大于或等于所述目标频率的
N
倍；
[0006]所述
AD
转换器根据所述可编程增益放大器的放大倍数，确定所述电压码值和所述电流码值对应的实际电压码值和实际电流码值，并分别对所述实际电压码值与所述实际电流码值进行
FFT
转换，得
N
个采样点对应的频域电压码值和频域电流码值；所述微控制单元根据所述频域电压码值和所述频域电流码值，确定所述目标频率下的各个所述采样点的有效电压码值幅值和有效电流码值幅值；所述微控制单元根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率
、
所述有效电压码值幅值
、
所述有效电流码值幅值和所述采样电阻的阻值，确定所述目标电池的内阻
。
[0007]可选地，所述根据所述频域电压码值和所述频域电流码值，确定所述目标频率下的各个所述采样点的有效电压码值幅值和有效电流码值幅值，包括：
将所述
N
个采样点的频域电压码值按照采样顺序放入第一数组，并将所述第一数组中除第一个采样点以外的采样点作为有效采样点，为各个所述有效采样点标注采样点序号；所述采样点序号为从2开始的自然数；将所述
N
个采样点的频域电流码值按照所述采样顺序放入第二数组，并为各个所述有效采样点标注所述采样点序号；确定所述采样频率与所述目标频率的第一商；对于所述第一数组中的各个采样点，确定所述第一商与所述采样点序号的第二商；在所述第二商为整数的情况下，确定所述第二商与所述采样点的频域电压码值的乘积，得到在所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电压码值幅值；对于所述第二数组中的各个采样点，确定所述采样点对应的第二商与所述采样点的频域电流码值的乘积，得到在所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电流码值幅值
。
[0008]可选地，在确定所述第一商与所述采样点序号的第二商之后，还包括：在所述第二商不为整数的情况下，将所述第一数组和所述第二数组输入目标软件；利用所述目标软件，分别绘制所述频域电压码值和所述频域电流码值对应的电压频域图像和电流频域图像；利用所述电压频域图像确定所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电压码值幅值；利用所述电流频域图像确定所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电流码值幅值
。
[0009]可选地，所述根据所述可编程增益放大器的放大倍数，确定所述电压码值和所述电流码值对应的实际电压码值和实际电流码值，并分别对所述实际电压码值与所述实际电流码值进行
FFT
转换，包括：分别确定所述电压码值与所述可编程增益放大器的放大倍数的商，所述电流码值与所述放大倍数的商，得到实际电压码值和实际电流码值；将所述个数据点的实际电压码值与实际电流码值，按照采样顺序分别放入第三数组和第四数组；
[0010]对所述第三数组中的电压码值进行
FFT
转换，得到
N
个采样点对应的频域电压码值；对所述第四数组中的实际电流码值进行所述
FFT
转换，得到所述
N
个采样点对应的频域电流码值
。
[0011]可选地，所述根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率
、
所述有效电压码值幅值
、
所述有效电流码值幅值和所述采样电阻的阻值，确定所述目标电池的内阻，包括：根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率，将所述有效电压码值幅值转换为实际电压值；根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率和所述采样电阻的阻值，
将所述有效电流码值幅值转换为实际电流值；将所述实际电压值和所述实际电流值的商作为所述目标电池的内阻值
。
[0012]本专利技术第二方面提出一种电池内阻测试系统，所述电池内阻测试系统包括微控制单元
、AD
转换器
、
待测试的目标电池
、
采样电阻
、
信号源和可编程增益放大器：其中，所述信号源用于：向所述目标电池输入目标频率的交流激励信号；所述
AD
转换器用于：按照预设采样持续时间
、
预设采样点数和预设采样频率对所述目标电池的电压和电流进行采样，得到个数据点的电压码值和电流码值；所述采样持续时间为
K
（
K≥3
）倍的所述交流激励信号周期，所述点数
N
为2的
m
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池内阻测试方法，其特征在于，应用于电池内阻测试系统，所述电池内阻测试系统包括微控制单元
、AD
转换器
、
待测试的目标电池
、
采样电阻
、
信号源和可编程增益放大器，所述方法包括：所述信号源向所述目标电池输入目标频率的交流激励信号；所述
AD
转换器按照预设采样持续时间
、
预设采样点数和预设采样频率对所述目标电池的电压和电流进行采样，得到个数据点的电压码值和电流码值；所述采样持续时间为
K
（
K≥3
）倍的所述交流激励信号周期，所述点数
N
为2的
m
次方（
m
为整数），所述采样频率大于或等于所述目标频率的
N
倍；所述
AD
转换器根据所述可编程增益放大器的放大倍数，确定所述电压码值和所述电流码值对应的实际电压码值和实际电流码值，并分别对所述实际电压码值与所述实际电流码值进行
FFT
转换，得
N
个采样点对应的频域电压码值和频域电流码值；所述微控制单元根据所述频域电压码值和所述频域电流码值，确定所述目标频率下的各个所述采样点的有效电压码值幅值和有效电流码值幅值；所述微控制单元根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率
、
所述有效电压码值幅值
、
所述有效电流码值幅值和所述采样电阻的阻值，确定所述目标电池的内阻
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述频域电压码值和所述频域电流码值，确定所述目标频率下的各个所述采样点的有效电压码值幅值和有效电流码值幅值，包括：将所述
N
个采样点的频域电压码值按照采样顺序放入第一数组，并将所述第一数组中除第一个采样点以外的采样点作为有效采样点，为各个所述有效采样点标注采样点序号；所述采样点序号为从2开始的自然数；将所述
N
个采样点的频域电流码值按照所述采样顺序放入第二数组，并为各个所述有效采样点标注所述采样点序号；确定所述采样频率与所述目标频率的第一商；对于所述第一数组中的各个采样点，确定所述第一商与所述采样点序号的第二商；在所述第二商为整数的情况下，确定所述第二商与所述采样点的频域电压码值的乘积，得到在所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电压码值幅值；对于所述第二数组中的各个采样点，确定所述采样点对应的第二商与所述采样点的频域电流码值的乘积，得到在所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电流码值幅值
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述第一商与所述采样点序号的第二商之后，还包括：在所述第二商不为整数的情况下，将所述第一数组和所述第二数组输入目标软件；利用所述目标软件，分别绘制所述频域电压码值和所述频域电流码值对应的电压频域图像和电流频域图像；利用所述电压频域图像确定所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电压码值幅值；利用所述电流频域图像确定所述目标频率下的各个所述有效采样点的有效电流码值幅值
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述可编程增益放大器的放大倍
数，确定所述电压码值和所述电流码值对应的实际电压码值和实际电流码值，并分别对所述实际电压码值与所述实际电流码值进行
FFT
转换，包括：分别确定所述电压码值与所述可编程增益放大器的放大倍数的商，所述电流码值与所述放大倍数的商，得到实际电压码值和实际电流码值；将所述个数据点的实际电压码值与实际电流码值，按照采样顺序分别放入第三数组和第四数组；对所述第三数组中的电压码值进行
FFT
转换，得到
N
个采样点对应的频域电压码值；对所述第四数组中的实际电流码值进行所述
FFT
转换，得到所述
N
个采样点对应的频域电流码值
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率
、
所述有效电压码值幅值
、
所述有效电流码值幅值和所述采样电阻的阻值，确定所述目标电池的内阻，包括：根据所述
AD
转换器的参考电压
、
所述
AD
转换器的分辨率，将所述有效电压码...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明星，杨冬强，薛洲，王文义，江海，
申请(专利权)人：杭州华塑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：