基于充電電流變化的蓄電池內阻測量方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車電子技術，特別涉及一種在汽車行進過程中，基于充電電流的變 化對蓄電池內阻進行測量的方法和實現該方法的蓄電池內阻測量裝置。
【背景技術】
[0002] 電池內阻的測量可W采用多種方法，常用的包括交流電橋法和直流內阻測量法 等。交流電橋法的原理是將待測內阻的電池等效為有源電阻，其被施加一個具有固定頻率 的交流電流并且測量電池兩端的響應電壓，測得的響應電壓經過整流和濾波等處理后借助 運算放大器電路計算得到電池的內阻值。由于汽車上缺少合適的交流電源，因此目前汽車 上蓄電池內阻的測量一般采用直流內阻測量法。
[0003] 直流內阻測量法的原理是使不同大小的恒定直流流過電池并且測量不同電流下 電池兩端的電壓，然后利用得到的兩組電流-電壓數據計算得到電池的內阻。圖1示出了 典型的利用直流放電法測量電池內阻的電路原理圖。如圖1所示，電壓表U與汽車蓄電池 B并聯連接，電流表A和啟動器S串聯連接后并聯在汽車蓄電池B的兩端，啟動器產生的恒 定電流流經汽車蓄電池B，汽車蓄電池B兩端的電壓W及流經汽車蓄電池B的電流分別由電 壓表U和電流表A測量。
[0004] 2012年3月28日提交的題為"在使用電感式電池單元平衡時牽引電池的電池單 元的內阻的求取"的中國專利申請201080017130. 6公開了一種求取車用電池內阻的方法和 裝置，其中，測量裝置包括控制與分析處理單元15,其處理電池單元的電壓并將電池單元電 壓轉給上級的電池狀態識別裝置；還包括第一控制模塊，其在不同時刻檢測施加在電池單 元上的電壓和在電池單元中的流動的電流；第一控制模塊與計算單元連接，計算兩個檢測 到的電壓值和電流值的商W得到內阻。
[0005] 需要指出的是，由于汽車在行駛過程中發動機和用電負載的工作狀態常發生較大 變化并且往往難W預測，該導致流經蓄電池的電流的穩定性很差，因此不利于獲得精確的 內阻值。上述現有技術的汽車電池內阻測量技術即存在該樣的缺陷。
[0006] 為此，可W利用汽車關機媳火后蓄電池輸出電流較為穩定的特點實現內阻的精確 測量。具體而言，媳火后發動機冷卻風扇通常會持續工作5-20砂左右，此時的發動機冷卻 風扇是汽車蓄電池的主要甚至是唯一的供電對象并且供電電流基本上恒定，因此通過在在 冷卻風扇的多個檔位之間切換而得到汽車蓄電池在不同負載條件的電壓和電流，從而計算 出汽車蓄電池的內阻。
[0007] 但是該種方法的應用是受到限制的，仍然無法在汽車行進過程中實現電池內阻的 精確測量。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是提供一種在汽車行進過程中測量蓄電池內阻的方法，其具有實現 簡便、測量精度高等優點。
[0009] 本發明的上述目的可通過下列技術方案實現：
[0010] 一種在汽車行進過程中測量蓄電池內阻的方法，包括下列步驟：
[0011] 測量蓄電池的充電電流和電壓；
[0012] 確定所述蓄電池的充電電流是否發生設定模式的變化；
[0013] 如果確定發生設定模式的變化，則按照下列方式確定所述蓄電池的充電參數：
[0014]
[0015] 該里，P為充電參數，Ui和&分別為充電電流發生變化前后所述蓄電池兩端的電 壓，AI為充電電流的變化值；W及
[0016] 將所述充電參數轉換為對應的蓄電池的內阻。
[0017] 優選地，在上述方法中，按照下列方式執行確定所述蓄電池的充電電流是否發生 設定模式的變化的步驟：如果在第一預設時長內，充電電流的最大變化幅度介于第一闊值 與第二闊值之間，則確定發生變化。更好地，將所述最大變化幅度作為所述充電電流的變化 值AI，并且將所述第一預設時長開始時刻的蓄電池兩端的電壓作為Ui，將所述第一預設時 長結束時刻再加上一個滯后時間處的蓄電池兩端的電壓作為U,。
[0018] 優選地，在上述方法中，按照下列方式執行確定所述蓄電池的充電電流是否發生 設定模式的變化的步驟：如果在第二預設時長內，充電電流的波峰的出現次數小于第一闊 值，則確定發生變化。更好地，將所述第二預設時長內充電電流的波峰值和波谷值取平均作 為所述充電電流的變化值AI，并且將所述第二預設時長開始時刻的蓄電池兩端的電壓作 為Ui，將所述第一預設時長結束時刻的蓄電池兩端的電壓作為U,。
[0019] 優選地，在上述方法中，根據下式，從所述充電參數確定相應的蓄電池的內阻：
[0020] R = a X P+目X p3-s〇c
[002。 該里，R為蓄電池的內阻，P為充電參數，S0C為蓄電池的荷電狀態，a和目為根 據實驗確定的大于0的常數。
[0022] 優選地，在上述方法中，當所述充電參數位于預先確定的優化區間內時，按照下式 確定優化的充電電流：
[0023] Ic = kXp"s〇c
[0024] 該里，I。為充電電流，P為充電參數，S0C為蓄電池的荷電狀態，k為根據實驗確定 的大于0的常數。
[0025] 本發明的另外一個目的是提供一種蓄電池內阻測量方法，其具有實現簡便、測量 精度局等優點。
[0026] 本發明的上述目的可通過下列技術方案實現：
[0027] 一種蓄電池內阻測量裝置，包括：
[002引 電流檢測電路，其配置為測量蓄電池的充電電流；
[0029] 電壓檢測電路，其配置為測量蓄電池兩端的電壓；W及
[0030] 與所述電流檢測電路和電壓檢測電路禪合的微控制器，其被配置為確定是否發生 變化，并且如果確定發生設定模式的變化，則按照下列方式確定所述蓄電池的充電參數：
[0031]
[003引該里，p為充電參數，Ui和&分別為充電電流發生變化前后所述蓄電池兩端的電 壓，AI為充電電流的變化值，所述微控制器還被配置為將所述充電參數轉換為對應的蓄電 池的內阻。
【附圖說明】
[0033] 本發明的上述和/或其它方面和優點將通過W下結合附圖的各個方面的描述變 得更加清晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元采用相同的標號表示，附圖包括：
[0034] 圖1示出了典型的利用直流放電法測量電池內阻的電路原理圖。
[00巧]圖2為按照本發明一個實施例的蓄電池內阻測量裝置的框圖。
[0036] 圖3為按照本發明一個實施例的蓄電池內阻測量方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面通過參考附圖描述【具體實施方式】來闡述本發明。但是需要理解的是，該些具 體實施方式僅僅是示例性的，對于本發明的精神和保護范圍并無限制作用。
[0038] 在本說明書中，"連接"一詞應當理解為包括在兩個單元之間直接傳送能量或信號 的情形，或者經一個或多個第H單元間接傳送能量或信號的情形，而且該里所稱的信號包 括但不限于W電、光和磁的形式存在的信號。
[0039] "包含"和"包括"之類的用語表示除了具有在說明書和權利要求書中有直接和明 確表述的單元和步驟W外，本發明的技術方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單 元和步驟的情形。
[0040] W下借助附圖描述本發明的具體實施例。
[0041] 與現有技術不同，在本發明的實施例中通過測量蓄電池的充電電流而非放電電流 來測量蓄電池的內阻。從下面的描述中將會看到，采用充電電流除了可計算得到蓄電池內 阻W外，而且還可W利用計算過程的中間量-充電參數來監測蓄電池的充電能力。
[0042] 需要指出的是，汽車在行進過程中的工況變化會導致蓄電池充電電流不穩定，因 此對于充電電流，需要捕捉到適于測量的"合適的變化"。換句話說，按照本發明的實施例， 首先判斷充電電流是否發生"合適的變化"，如果發生，則測量充電電流的變化值W及由該 變化引起的蓄電池兩端電壓的變化值，從而計算出蓄電池的內阻。
[0043] 具體而言，在確定發生"合適的變化"之后，按照下列方式確定蓄電池的充電參 數：
[0044]
[0045] 該里，P為充電參數，Ui和&分別為充電電流發生變化前后蓄電池兩端的電壓，AI 為充電電流的變化值。
[0046] 值得注意的是，利用式（1)由充電電流變化計算得到的并非傳統意義上的內阻，優 選地，可W根據下式從充電參數確定相應的蓄電池的內阻：
[0047] R=aXp+目Xp3-s〇c(2)
[004引該里，R為蓄電池的內阻，P為充電參數，S0C為蓄電池的荷電狀態，a和目為根 據實驗確定的大于0的常數。
[0049] 此外，充電參數是一個能夠很好反映蓄電池當前充電能力的參數。該參數可W用 來確定蓄電池當前是否適于充電W及充電的電流。在一個實施例中，對于每個電池都存在 一個充電參數的優化區間，當參數位于該優化區間內時，蓄電池的充電效率較高。充電效率 例如可W確定為蓄電池放電期間給出的電量與通過