CN101339230A

CN101339230A - 电池内阻测量装置和方法

Info

Publication number: CN101339230A
Application number: CNA2007102010169A
Authority: CN
Inventors: 翁世芳; 庄宗仁; 张俊伟
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-01-07
Also published as: US20090009134A1

Abstract

一种电池内阻测量装置，包括：充电单元，用于分别通过第一电阻和第二电阻对电池进行充电；第一切换开关，用于切换选择所述第一电阻和第二电阻其中之一来对电池进行充电；检测单元，用于分别检测所述第一电阻和第二电阻两端的电压值；计算单元，用于根据所述第一电阻和第二电阻的阻值，以及所述检测单元检测到的电压值计算出电池内阻的阻值，计算公式为：Resr＝(V2－V1)/(V1/R1－V2/R2)，其中，Resr表示电池内阻的阻值，R1表示第一电阻的阻值，R2表示第二电阻的阻值，V1表示第一电阻两端的电压值，V2表示第二电阻两端的电压值。本发明还提供一种电池内阻测量方法。

Description

电池内阻测量装置和方法

技术领域

本发明涉及电池参数的检测，特别涉及一种电池内阻的测量装置和方法。

背景技术

每个电池都有内阻，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。

内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池其内部电阻所消耗的电压较小，内阻大的电池其本身就消耗了较大的电压，可见，在大电流放电的应用中，一定要选择内阻较小的电池。

在电池放电的原理上来说，我们可以把电池和内阻拆开考虑，分为一个完全没有内阻的电池串接上一个阻值很小的电阻。此时如果外接的负载重，那么分配在这个小电阻上的电压就小，反之如果外接很轻的负载，那么分配在这个小电阻上的电压就比较大，就会有一部分功率被消耗在这个内阻上，可能转化为发热或者是一些复杂的逆向电化学反应。一个可充电电池出厂时的内阻是比较小的，但经过长期使用后，由于电池内部电解液的枯竭，以及电池内部化学物质活性的降低，内阻会逐渐增加，直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来，此时电池也就没用了。可见，电池内阻的大小直接影响着电池性能，所以，人们有必要了解电池内阻的大小，以便准确判断出电池性能的好坏。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种电池内阻测量装置。

还有必要提供一种电池内阻测量方法。

一种电池内阻测量装置，包括：

充/放电单元，用于分别通过第一电阻和第二电阻对电池进行充/放电；

第一切换开关，用于切换选择所述第一电阻和第二电阻其中之一来对电池进行充/放电；

检测单元，用于分别检测所述第一电阻和第二电阻两端的电压值；

计算单元，用于根据所述第一电阻和第二电阻的阻值，以及所述检测单元检测到的电压值计算出电池内阻的阻值，计算公式为：Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)，其中，Resr表示电池内阻的阻值，R1表示第一电阻的阻值，R2表示第二电阻的阻值，V1表示第一电阻两端的电压值，V2表示第二电阻两端的电压值。

一种电池内阻测量方法，包括如下步骤：

通过第一电阻给电池充/放电，并检测充/放电时第一电阻两端的电压值。

通过第二电阻给电池充/放电，并检测充/放电时第二电阻两端的电压值。

根据公式Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)计算出电池内阻的阻值，其中，Resr表示电池内阻的阻值，R1表示第一电阻的阻值，R2表示第二电阻的阻值，V1表示第一电阻两端的电压值，V2表示第二电阻两端的电压值。

上述电池内阻测量装置采用第一电阻和第二电阻分别对电池进行充电或者放电，并检测其两端得电压值，再通过公式Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)得出电池内阻的阻值，以使得用户可以根据得出电池内阻的阻值来判断电池性能的好坏。

附图说明

图1为一较佳实施方式的电池内阻测量装置的架构图。

图2为一较佳实施方式的电池内阻测量方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1，为了便于理解，本实施方式中电池20看作由一电池内阻202和一理想电池204串联而成，电池内阻测量装置10即是用于检测该电池内阻202的阻值大小。

电池内阻测量装置10包括充电单元102、放电单元104、第一电阻106、第二电阻108、第一切换开关110、第二切换开关112、检测单元114、比较单元116、控制单元118、计算单元120以及显示单元122。

充电单元102可分别通过第一电阻106和第二电阻108对电池20进行充电。

放电单元104可分别通过第一电阻106和第二电阻108为电池提供放电回路。

第一电阻106和第二电阻108并联于第一切换开关110和第二切换开关112之间。第一切换开关110还与电池20连接，用于切换选择第一电阻106和第二电阻108其中之一来对电池20进行充电或放电。第二切换开关112还分别连接于充电单元102和放电单元104，用于切换选择充电单元102和放电单元104其中之一来进行充电或者放电工作。

检测单元114用于分别检测第一电阻106、第二电阻108以及电池20两端的电压值。

比较单元116用于将当前电池20两端的电压值与一预设电压值比较，产生一个控制信号，以确定采用充电模式还是放电模式。因为，测量电池内阻202的方式有充电模式和放电模式两种，当电池20的两端电压较高，即电池20充电已经充满，也就不能够再继续充电了，此时采用放电模式测量较好；若电池20没有充满电，其两端电压较低，放电能力不强，可能会使得内阻检测结果误差增大，所以此时采用充电模式测量较好。

控制单元118用于根据比较单元116发出的控制信号控制第二切换开关112的切换动作，以及根据检测单元114的检测是否完成来控制第一切换开关110的切换动作。

计算单元120用于根据第一电阻106和第二电阻108的阻值，检测单元114检测到的电压值计算出电池内阻202的阻值，具体算法后面会作详细说明。显示单元122用于显示电池内阻202的阻值。

以下举例说明电池内阻测量装置10测量工作，首先，检测单元114检测电池20两端的电压，再将测得之电池20两端的电压与预设电压值比较，若小于该预设电压值，则通过控制单元118控制第二切换开关112切换选择所述充电单元102进行测量工作，反之则通过控制单元118控制第二切换开关112切换选择放电单元104进行测量工作。以下以充电模式为例，利用控制单元118分别控制第一切换开关110依次选择第一电阻106和第二电阻108，使得充电单元102分别通过第一电阻106和第二电阻108对电池20各充电一次。此处定义充电电压为Vc，第一电阻106的阻值为R1，测得的第一电阻106两端的电压为V1，采用第一电阻106充电时测得的电池20两端的电压为Vt1，第二电阻108的阻值为R2，测得的第二电阻108两端的电压为V2，采用第二电阻108充电时测得的电池20两端的电压为Vt2，电池内阻202的阻值为Resr，理想电池204的电压为Vbat，各参数有如下关系：

Vt1＝Vbat+Resr(V1/R1)

Vt2＝Vbat+Resr(V2/R2)

Vt1+V1＝Vc

Vt2+V2＝Vc

根据上述公式可得：

Vbat+Resr(V1/R1)+V1＝Vbat+Resr(V2/R2)+V2

Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)

其中，因为V1、V2、R1、R2都为已知数，所以可得到电池内阻202的阻值Resr。还可以看出，这样的计算方法得到的是电池内阻202的阻值Resr与第一电阻106和第二电阻108的阻值R1、R2以及其两端的电压值V1、V2的关系，跟充电电压Vc以及电池20两端的电压Vt1没有关系。如此，若采用放电单元104进行测量工作也同样适用上述算法，以得到电池内阻202的阻值Resr。

上述电池内阻测量装置10在测量前先根据电池20当前的电压状况选择合适的测量方式，使得测得之电池内阻202的阻值Resr更准确。另外，电池内阻测量装置10采用第一电阻106和第二电阻108分别对电池20进行充电或者放电，并检测其两端得电压值，再通过公式Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)得出电池内阻202的阻值并显示，用户可以根据得出电池内阻202的阻值来判断电池20性能的好坏。

一种电池内阻测量方法包括如下步骤：

步骤S31，检测电池20两端的电压值。

步骤S33，判断电池20两端的电压值是否小于预设电压值，若是，则进至步骤S35，否则进至步骤S43。

步骤S35，通过第一电阻106(电阻值为R1)给电池20充电，并检测充电时第一电阻106两端的电压值V1。

步骤S37，通过第二电阻108(电阻值为R2)给电池20充电，并检测充电时第二电阻108两端的电压值V2。

步骤S39，根据公式Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)计算出电池内阻202的阻值Resr。

步骤S41，显示电池内阻值Resr，流程结束。

步骤S43，通过第一电阻106(电阻值为R1)给电池20放电，并检测充电时第一电阻106两端的电压值V1。

步骤S45，通过第二电阻108(电阻值为R2)给电池20放电，并检测充电时第二电阻108两端的电压值V2，然后回到步骤S39。

上述电池内阻测量方法在测量前先根据电池20当前的电压状况选择合适的测量方式，使得测得之电池内阻202的阻值Resr更准确。另外，电池内阻测量装置10采用第一电阻106和第二电阻108分别对电池20进行充电或者放电，并检测其两端得电压值，再通过公式Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)得出电池内阻202的阻值并显示，用户可以根据得出电池内阻202的阻值来判断电池20性能的好坏。

Claims

1.一种电池内阻测量装置，其特征在于，所述电池内阻测量装置包括：

充电单元，用于分别通过第一电阻和第二电阻对电池进行充电；

第一切换开关，用于切换选择所述第一电阻和第二电阻其中之一来对电池进行充电；

2.如权利要求1所述的电池内阻测量装置，其特征在于：所述充电单元、第一电阻以及第一切换开关依次串联，所述第二电阻与第一电阻并联，所述检测单元与所述第二电阻与第一电阻两端相连，所述计算单元与检测单元相连。

3.如权利要求2所述的电池内阻测量装置，其特征在于：所述电池内阻测量装置还包括：放电单元和第二切换开关，所述充电单元和放电单元分别通过第二切换开关与所述第一电阻和第二电阻相连，所述放电单元用于分别通过所述第一电阻和第二电阻为电池提供放电回路；所述第二切换开关用于切换选择所述充电单元和放电单元其中之一来对电池进行充电或放电工作。

4.如权利要求3所述的电池内阻测量装置，其特征在于：所述检测单元进一步用于检测电池两端的电压值，所述电池内阻测量装置还包括：比较单元和控制单元，所述比较单元连接于所述检测单元和控制单元之间，所述控制单元与所述第二切换开关相连，所述检测单元进一步用于检测电池两端的电压值，所述比较单元用于将所述电池两端的电压值与预设电压值比较，产生一个控制信号；所述控制单元用于根据比较单元发出的控制信号控制第二切换开关的切换动作，当所述电池两端的电压值小于预设电压值，所述第二切换开关选择所述充电单元工作，反之则选择所述放电单元工作。

5.如权利要求3所述的电池内阻测量装置，其特征在于：所述控制单元进一步与所述第一切换开关相连，用于根据所述检测单元的检测是否完成来控制第一切换开关的切换动作。

6.如权利要求1所述的电池内阻测量装置，其特征在于：将所述充电单元替换为放电单元，所述放电单元用于分别通过所述第一电阻和第二电阻为电池提供放电回路。

7.一种电池内阻测量方法，包括如下步骤：

将电池、第一电阻以及充电单元依次串联，通过所述第一电阻给电池充电，并检测充电时所述第一电阻两端的电压值；

将电池、第二电阻以及充电单元依次串联，通过第二电阻给电池充电，并检测充电时所述第二电阻两端的电压值；

8.如权利要求7所述的电池内阻测量方法，其特征在于：进一步包括如下步骤：

检测所述电池两端的电压值；

判断所述电池两端的电压值是否小于预设电压值，若是，跳到所述通过第一电阻给电池充电，并检测充电时第一电阻两端的电压值的步骤，若不是，进至如下步骤：

将所述电池、第一电阻以及放电单元依次串联，通过所述第一电阻给所述电池放电，并检测充电时所述第一电阻两端的电压值；

将所述电池、第一电阻以及放电单元依次串联，通过所述第二电阻给所述电池放电，并检测充电时所述第二电阻两端的电压值，然后根据公式Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)计算出电池内阻的阻值。

9.如权利要求7所述的电池内阻测量方法，其特征在于：进一步包括显示所述电池内阻值Resr的步骤。

10.如权利要求7所述的电池内阻测量方法，其特征在于：将所述步骤中的充电单元替换为放电单元，并将充电动作替换为放电动作。