專利名稱：一種電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電池領(lǐng)域，尤其涉及一種電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
目前，混合動(dòng)力車和電動(dòng)車的能量來(lái)源主要是車上的動(dòng)力電池組，車上的動(dòng)力電池組普遍采用的是串聯(lián)連接方式。在動(dòng)力電池組中某個(gè)單體電池的狀態(tài)劣化直接影響動(dòng)力 電池組整體的容量狀態(tài)，也即電池組的整體容量狀態(tài)是由系統(tǒng)中某一只或幾只劣化狀態(tài)最 嚴(yán)重的電池容量決定，而電池內(nèi)阻是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。電池內(nèi)阻主要包 括交流內(nèi)阻、極化內(nèi)阻和直流內(nèi)阻，極化內(nèi)阻是動(dòng)力電池在大電流放電的情況下，電池內(nèi)部 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的內(nèi)阻，極化內(nèi)阻對(duì)于動(dòng)力電池的SOC的測(cè)量有重要的作用，目前蓄 電池內(nèi)阻測(cè)試的方法包括直流放電法和交流注入法等。直流放電法具體方法是由電池組產(chǎn) 生一個(gè)瞬間負(fù)載電流，然后測(cè)出電池極柱上電壓的瞬間變化，根據(jù)計(jì)算得出電池內(nèi)阻即直 流內(nèi)阻，交流注入法則是在電池兩端加一恒定頻率的交流電流源，然后檢測(cè)電池兩端電壓， 以及兩者之間的相位差，根據(jù)歐姆定律就可以獲取電池的內(nèi)阻即電池的交流內(nèi)阻。但是上 述兩種方法僅能檢測(cè)出電池的交流內(nèi)阻或直流內(nèi)阻。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在電池內(nèi)阻測(cè)量裝置僅能測(cè)量電池或直流內(nèi)阻 的問(wèn)題，提供一種能夠同時(shí)測(cè)量電池交流內(nèi)阻、直流內(nèi)阻和極化內(nèi)阻的電池內(nèi)阻測(cè)量裝置。本實(shí)用新型提供一種電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，包括第一開(kāi)關(guān)模塊，第二開(kāi)關(guān)模塊，電 池，用于根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通檢測(cè)電池的交流電壓和交流電流的交流檢測(cè)模塊， 用于根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通檢測(cè)電池的直流電壓和直流電流直流檢測(cè)模塊，以及用 于控制所述第一、第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通或斷開(kāi)和根據(jù)所述交流檢測(cè)模塊和直流檢測(cè)模塊的 信號(hào)值計(jì)算所述電池內(nèi)阻的控制模塊；所述交流檢測(cè)模塊分別與所述第一開(kāi)關(guān)模塊和所述控制模塊電連接，所述直流檢 測(cè)模塊分別與所述第二開(kāi)關(guān)模塊和所述控制模塊電連接，所述電池分別與第一開(kāi)關(guān)模塊和 第二開(kāi)關(guān)模塊電連接。本實(shí)用新型提供的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置與相比于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)控制模塊控制第 一開(kāi)關(guān)模塊和第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開(kāi)，分別檢測(cè)出電池的交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻，然后 通過(guò)交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻計(jì)算出電池的極化內(nèi)阻。
圖1是本實(shí)用新型電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置的一種實(shí)施例的的電路圖；圖3是本實(shí)用新型電池內(nèi)阻的測(cè)量方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施 例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，包括交流檢測(cè)模塊4、直 流檢測(cè)模塊5、第一開(kāi)關(guān)模塊2、第二開(kāi)關(guān)模塊3、電池和控制模塊6 ；所述交流檢測(cè)模塊4分 別與所述第一開(kāi)關(guān)模塊2和所述控制模塊6電連接，所述直流檢測(cè)模塊5分別與所述第二 開(kāi)關(guān)模塊3和所述控制模塊6電連接，所述電池組1分別與第一開(kāi)關(guān)模塊2和第二開(kāi)關(guān)模 塊3電連接；所述交流檢測(cè)模塊4，用于根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)模塊2的導(dǎo)通檢測(cè)電池的交流電壓 和交流電流并發(fā)送給所述控制模塊；所述直流檢測(cè)模塊5，用于根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)模塊3的導(dǎo)通檢測(cè)電池的直流電壓 和直流電流并發(fā)送給所述控制模塊；所述控制模塊6，用于控制所述第一開(kāi)關(guān)模塊2和所述第二開(kāi)關(guān)模塊3的導(dǎo)通或 斷開(kāi)以及根據(jù)所述交流檢測(cè)模塊4和所述直流檢測(cè)模塊5的信號(hào)值計(jì)算所述電池組1的內(nèi) 阻。進(jìn)一步改進(jìn)，所述電池可以是單體電池，也可以是電池組1，本實(shí)施例中的電池為 電池組1，所述電池組1包括至少兩個(gè)單體電池。進(jìn)一步改進(jìn)，所述交流檢測(cè)模塊4包括激勵(lì)源，用于檢測(cè)所述電池組交流電壓的 交流電壓檢測(cè)單元42，以及用于檢測(cè)電池組的交流電流的交流電流檢測(cè)單元；所述激勵(lì)源，通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)模塊2與所述電池組1構(gòu)成回路；所述交流電流檢測(cè)單元，位于所述激勵(lì)源與所述電池組構(gòu)成的回路上；所述交流電壓檢測(cè)單元42，通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)模塊2與所述電池組1電連接。進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一開(kāi)關(guān)模塊2包括第一開(kāi)關(guān)21和第二開(kāi)關(guān)22，所述第一開(kāi)關(guān) 21分別與所述電池組1和所述激勵(lì)源電連接，所述第二開(kāi)關(guān)22分別與所述電池組1和所述 交流電壓檢測(cè)單元42電連接；所述第一開(kāi)關(guān)21，用于根據(jù)控制模塊6的控制信號(hào)以使所述激勵(lì)源和所述電池組 1構(gòu)成回路；所述第二開(kāi)關(guān)22，用于根據(jù)控制模塊6的控制信號(hào)以使所述交流電壓檢測(cè)單元42 檢測(cè)所述電池組的電壓。進(jìn)一步改進(jìn)，所述交流電流檢測(cè)單元為采樣電阻43，所述交流電壓檢測(cè)單元還用 于檢測(cè)采樣電阻43的電壓并發(fā)送給所述控制模塊6。通過(guò)檢測(cè)采樣電阻兩端的電壓U3，以 及采樣電阻43的阻值R3，計(jì)算出交流電流Il的大小。當(dāng)然交流電流檢測(cè)單元也采用電流 霍爾傳感器對(duì)交流電流直接進(jìn)行檢測(cè)，但是由于通過(guò)激勵(lì)源對(duì)電池組進(jìn)行激勵(lì)的電流會(huì)比 較小，用電流霍爾傳感器檢測(cè)到的電流精度不高。所述激勵(lì)源優(yōu)選情況下為交流激勵(lì)源，通過(guò)控制模塊6的控制信號(hào)，使第一開(kāi)關(guān) 21和第二開(kāi)關(guān)22導(dǎo)通，所述交流電壓檢測(cè)單元42檢測(cè)所述電池組1的電壓U1，所述交流 電流檢測(cè)單元檢測(cè)所述電池組1的電流II，就可以算出電池阻1的交流內(nèi)阻R1。進(jìn)一步改進(jìn)，直流檢測(cè)模塊5包括大電流負(fù)載51，用于檢測(cè)電池組1直流電壓的直流電壓檢測(cè)單元52，以及用于檢測(cè)所述電池組1直流電流的直流電流檢測(cè)單元；所述大電流負(fù)載51，通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)模塊3與所述電池組1構(gòu)成回路；所述直流電流檢測(cè)單元，位于所述大電流負(fù)載51與所述電池組1構(gòu)成的回路上；所述直流電壓檢測(cè)單元52，通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)模塊3與所述電池組1電連接。優(yōu) 選情況下所述直流電流檢測(cè)單元為電流霍爾傳感器53。進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二開(kāi)關(guān)模塊3包括第三開(kāi)關(guān)31和第四開(kāi)關(guān)32，所述第三開(kāi)關(guān) 31分別與所述大電流負(fù)載51和所述電池組1電連接，所述第四開(kāi)關(guān)32分別與所述直流電 壓檢測(cè)單元52和所述電池組1電連接；所述第三開(kāi)關(guān)31，用于根據(jù)所述控制模塊6的控制信號(hào)以使所述大電流負(fù)載51和 所述電池組1構(gòu)成回路；所述第四開(kāi)關(guān)32，用于根據(jù)所述控制模塊6的控制信號(hào)以使所述直流電壓檢測(cè)單 元52檢測(cè)所述電池組1的電壓。通過(guò)在所述電池組1的兩端加上大電流負(fù)載51，當(dāng)?shù)谌_(kāi)關(guān)31導(dǎo)通時(shí)，所述大電 流負(fù)載51與所述電池組1構(gòu)成回路，通過(guò)位于所述大電流負(fù)載51與所述電池組1構(gòu)成的 回路上的所述直流電流檢測(cè)單元，檢測(cè)電池組1的直流電流12，當(dāng)?shù)谒拈_(kāi)關(guān)32導(dǎo)通時(shí)，直流 電壓檢測(cè)單元52檢測(cè)電池組1的直流電壓U2，就可以算出電池阻1的直流內(nèi)阻R2。進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊6為L(zhǎng)PC2194單片機(jī)。本實(shí)用新型中對(duì)單片機(jī)的類型 要求不高，只要該單片機(jī)能用于控制第一開(kāi)關(guān)模塊2和第二開(kāi)關(guān)模塊3的導(dǎo)通或斷開(kāi)，以及 根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)值計(jì)算出電池組1的交流內(nèi)阻R1、直流內(nèi)阻R2和極化內(nèi)阻R即可。進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一開(kāi)關(guān)21、第二開(kāi)關(guān)22、第三開(kāi)關(guān)31和第四開(kāi)關(guān)32為選通開(kāi) 關(guān)，根據(jù)控制模塊6的控制信號(hào)導(dǎo)通或斷開(kāi)。進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流電壓檢測(cè)單元52和交流電壓檢測(cè)單元42為本領(lǐng)域技術(shù)人 員公知的電壓檢測(cè)電路。其中，圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置的電路圖，電池內(nèi)阻的 測(cè)量裝置包括所述激勵(lì)源，晶體管，功率電阻8，采樣電阻43，第一開(kāi)關(guān)21，第二開(kāi)關(guān)22與所 述電池組1，電池組1與第二開(kāi) 關(guān)22輸入端電連接，第二開(kāi)關(guān)22的輸出端與交流電壓檢測(cè) 單元42電連接，所述第二開(kāi)關(guān)22的控制端與所述控制模塊6電連接，交流電壓檢測(cè)單元42 分別與所述控制模塊6和采樣電阻43電連接。所述控制模塊6控制第一開(kāi)關(guān)21導(dǎo)通，所 述激勵(lì)源，晶體管，功率電阻8，采樣電阻43，第一開(kāi)關(guān)21與所述電池組1構(gòu)成回路，本實(shí)施 例中所述激勵(lì)源為交流激勵(lì)源7，交流激勵(lì)源7可通過(guò)晶體管的控制端注入交流激勵(lì)信號(hào)， 這樣整個(gè)回路中就會(huì)產(chǎn)生一正弦激勵(lì)電流，采樣電阻43兩端就會(huì)產(chǎn)生一激勵(lì)電壓U3，電池 組兩端也會(huì)產(chǎn)生一激勵(lì)電壓Ul。所述控制模塊6控制第二開(kāi)關(guān)單元22導(dǎo)通，交流電壓檢測(cè) 單元42檢測(cè)到電池組1的電壓Ul和采樣電阻43的電壓U3。電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置還包括 大電流負(fù)載51，第三開(kāi)關(guān)31，第四開(kāi)關(guān)32，電流霍爾傳感器53和直流電壓檢測(cè)單元52，所 述第三開(kāi)關(guān)31和第四開(kāi)關(guān)32的控制端分別與控制模塊6電連接，當(dāng)控制模塊6控制第三 開(kāi)關(guān)31導(dǎo)通時(shí)，所述大電流負(fù)載51，電流霍爾傳感器53以及電池組1構(gòu)成回路，回路上產(chǎn) 生一個(gè)瞬間負(fù)載電流，電流霍爾傳感器檢測(cè)電池組1的直流電流12，電池組1兩端的電壓也 會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)控制模塊6控制第四開(kāi)關(guān)32導(dǎo)通時(shí)，直流電壓檢測(cè)單元檢測(cè)電池組1的直 流電壓U2。[0037]該電池內(nèi)阻的測(cè)量方法，包括以下步驟控制模塊6控制第一開(kāi)關(guān)模塊2導(dǎo)通；交流檢測(cè)模塊4檢測(cè)電池組1的交流電壓和交流電流并發(fā)送給所述控制模塊6 ；控制模塊6控制所述第一開(kāi)關(guān)模塊2斷開(kāi)，控制第二開(kāi)關(guān)模塊3導(dǎo)通； 直流檢測(cè)模塊5檢測(cè)所述電池組1的直流電壓和直流電流并發(fā)送給所述控制模塊 6 ；所述控制模塊6根據(jù)所述交流檢測(cè)模塊4和所述直流檢測(cè)模塊5的信號(hào)值計(jì)算所 述電池組1的內(nèi)阻。如圖3所示，為本測(cè)量方法一實(shí)施例的流程圖，該測(cè)量方法的具體步驟如下SOl步驟，控制模塊6控制第一開(kāi)關(guān)21和第二開(kāi)關(guān)22導(dǎo)通；S02步驟，交流電壓檢測(cè)單元42檢測(cè)到電池組1的電壓Ul和采樣電阻43的電壓 U3，并發(fā)送給控制模塊6;S03步驟，控制模塊6控制第一開(kāi)關(guān)21和第二開(kāi)關(guān)22斷開(kāi)，控制第三開(kāi)關(guān)31和第 四開(kāi)關(guān)32導(dǎo)通；S04步驟，直流電壓檢測(cè)單元52檢測(cè)到電池組1的直流電壓U2，電流霍爾傳感器 53檢測(cè)電池組1的直流電流12，并發(fā)送給控制模塊6 ；S05步驟，交流電流Il = U3/R3，交流內(nèi)阻Rl = U1/I1 ；S06 步驟，直流內(nèi)阻 R2 = U2/I2 ；S07步驟，極化內(nèi)阻R = R1-R2，程序結(jié)束。對(duì)于上述S02步驟和S04步驟的順序不能調(diào)換，即不能先測(cè)量電池組1的直流電 壓和直流電流，接著再測(cè)量電池組1的交流電壓和交流電流。由于電池組1在測(cè)量直流電 壓和直流電流時(shí)，有很大的電流經(jīng)過(guò)電池組1，電池組的溫度、內(nèi)阻都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，接 著再測(cè)量的電池組1的交流電壓和交流電流也不準(zhǔn)確了。本實(shí)用新型的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，通過(guò)控制模塊1控制第一開(kāi)關(guān)模塊2和第二 開(kāi)關(guān)模塊3的導(dǎo)通和斷開(kāi)，能分別檢測(cè)出電池組1的交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻，然后通過(guò)交流內(nèi) 阻和直流內(nèi)阻計(jì)算出電池組1的極化內(nèi)阻，該測(cè)量裝置和測(cè)量方法簡(jiǎn)單方便。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于包括第一開(kāi)關(guān)模塊，第二開(kāi)關(guān)模塊，電池，用于根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通檢測(cè)電池的交流電壓和交流電流的交流檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通檢測(cè)電池的直流電壓和直流電流直流檢測(cè)模塊，以及用于控制所述第一、第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通或斷開(kāi)和根據(jù)所述交流檢測(cè)模塊和直流檢測(cè)模塊的信號(hào)值計(jì)算所述電池內(nèi)阻的控制模塊；所述交流檢測(cè)模塊分別與所述第一開(kāi)關(guān)模塊和所述控制模塊電連接，所述直流檢測(cè)模塊分別與所述第二開(kāi)關(guān)模塊和所述控制模塊電連接，所述電池分別與第一開(kāi)關(guān)模塊和第二開(kāi)關(guān)模塊電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于所述交流檢測(cè)模塊包括激 勵(lì)源，用于檢測(cè)所述電池交流電壓的交流電壓檢測(cè)單元，以及用于檢測(cè)電池組的交流電流 的交流電流檢測(cè)單元；所述激勵(lì)源，通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)模塊與所述電池構(gòu)成回路；所述交流電流檢測(cè)單元，位于所述激勵(lì)源與所述電池構(gòu)成的回路上；所述交流電壓檢測(cè)單元，通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)模塊與所述電池電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于所述第一開(kāi)關(guān)模塊包括用 于根據(jù)所述控制模塊的控制信號(hào)以使所述激勵(lì)源和所述電池構(gòu)成回路的第一開(kāi)關(guān)，以及用 于根據(jù)所述控制模塊的控制信號(hào)以使所述交流電壓檢測(cè)單元檢測(cè)所述電池電壓的第二開(kāi) 關(guān)；所述第一開(kāi)關(guān)分別與所述電池和所述激勵(lì)源電連接，所述第二開(kāi)關(guān)分別與所述電池和 所述交流電壓檢測(cè)單元電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于直流檢測(cè)模塊包括大電流 負(fù)載，用于檢測(cè)電池直流電壓的直流電壓檢測(cè)單元，以及用于檢測(cè)所述電池直流電流的直 流電流檢測(cè)單元；所述大電流負(fù)載，通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)模塊與所述電池構(gòu)成回路；所述直流電流檢測(cè)單元，位于所述大電流負(fù)載與所述電池構(gòu)成的回路上；所述直流電壓檢測(cè)單元，通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)模塊與所述電池電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于所述第二開(kāi)關(guān)模塊包括用 于根據(jù)所述控制模塊的控制信號(hào)以使所述大電流負(fù)載和所述電池構(gòu)成回路的第三開(kāi)關(guān)，以 及用于根據(jù)所述控制模塊的控制信號(hào)以使所述直流電壓檢測(cè)單元檢測(cè)所述電池電壓的第 四開(kāi)關(guān)；所述第三開(kāi)關(guān)分別與所述大電流負(fù)載和所述電池組電連接，所述第四開(kāi)關(guān)分別與所述 直流電壓檢測(cè)單元和所述電池電連接。
6.如權(quán)利要求4所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于所述直流電流檢測(cè)單元為 電流霍爾傳感器。
7.如權(quán)利要求2所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于所述交流電流檢測(cè)單元為 采樣電阻，所述交流電壓檢測(cè)單元還用于檢測(cè)采樣電阻的電壓并發(fā)送給所述控制模塊。
8.如權(quán)利要求1所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于所述控制模塊為L(zhǎng)PC2194 單片機(jī)。
9.如權(quán)利要求3所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)為根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)導(dǎo)通或斷開(kāi)的選通開(kāi)關(guān)。
10.如權(quán)利要求5所述的電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，其特征在于第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)為根 據(jù)控制模塊的控制信號(hào)導(dǎo)通或斷開(kāi)的選通開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置，包括交流檢測(cè)模塊、直流檢測(cè)模塊、第一開(kāi)關(guān)模塊、第二開(kāi)關(guān)模塊、電池組和控制模塊；所述交流檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通檢測(cè)電池組的交流電壓和交流電流并發(fā)送給所述控制模塊；所述直流檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通檢測(cè)電池組的直流電壓和直流電流并發(fā)送給所述控制模塊；所述控制模塊，用于控制所述第一、第二開(kāi)關(guān)模塊的導(dǎo)通或斷開(kāi)以及根據(jù)所述交流檢測(cè)模塊和直流檢測(cè)模塊的信號(hào)值計(jì)算所述電池組的內(nèi)阻。該電池內(nèi)阻的測(cè)量裝置能夠同時(shí)測(cè)量電池組的交流內(nèi)阻、直流內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，簡(jiǎn)單方便。
文檔編號(hào)G01R31/36GK201594116SQ20092026100
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者于海軍, 劉剛, 張建華 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司