CN102129042A - 电池内阻检测的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种电池内阻检测的方法及装置。该方法包括步骤：在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值以及注入的检测电流值；通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。本发明的电池内阻检测的方法及装置，可适应电池的各种的运行状况，无需实时采样流过电池的电流，且使用比较小的注入电流，便可得到很高的测量精度，方便准确。
Description
技术领域
本发明涉及到电池内阻检测领域，特别涉及到一种电池内阻检测的方法及装置。
背景技术
蓄电池的内阻是反映蓄电池好坏的重要参数。现有技术中，可以通过测量蓄电池的内阻，对蓄电池的健康状态进行评估。
目前测量蓄电池内阻的常见方法分为被动式和主动式两种。被动式测量是通过蓄电池自身的参数及其所处的工作状态，间接测量电池内阻情况，测试时并不破坏蓄电池原有的工作状态；主动式测量是指通过改变蓄电池当前的工作状态，通过工作状态的前后变化，计算出蓄电池内阻。常见的检测方法有：密度法、开路电压法、直流放电法以及交流注入法等。其中，交流法注入相较其它方法更为常用，其是通过对蓄电池注入一个恒定的交流电流信号Is，测量出蓄电池两端的电压响应信号Vo，以及两者的相位差θ，通过阻抗公式：
R＝zcosθ，确定蓄电池的内阻R。上述交流法注入电流的频率一般选择在1KHz以下，根据蓄电池内阻的阻抗频谱特性(如图1所示)，在该频率范围内可以相对比较稳定地获得蓄电池内部的高频电阻成分。
上述交流注入法不需对蓄电池进行放电，注入交流电流幅度较小，测量相对简便，因而广泛用于便携式的电池内阻测试仪中。但是，由于所注入的交流电流受电池的背景噪声影响较大，对于注入的恒定电流信号Is，蓄电池两端的电压响应信号Vo并全部是Is作用的结果，特别是当电池工作在充电等大的纹波电流背景噪声情况下，Vo可能是原有电池纹波电流背景及注入的电流信号Is的共同作用结果，从而对测量精度造成影响，应用也受到一定的局限性。假设注入的电流信号Is，同时采样电流在蓄电池两端产生的交流电压VO，则可计算电池内阻：实际上，由于背景噪音的存在，不论采取如何的滤波措施，实际采到的电池两端的电压为：
此时，按照该电压计算出来的内阻为：
从上述结果可以看出，背景噪音信号is越大，所计算出来的内阻误差就越大。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种电池内阻检测的方法及装置，提升了电池内阻检测的精度。
本发明提出一种电池内阻检测的方法，包括步骤：
在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；
在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值以及注入的检测电流值；
通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。
优选地，所述通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及检测电流值，计算电池的内阻值包括：
通过公式：
计算所述电池的内阻值；其中，Z为内阻值，Is为注入的检测电流值，Vs1为第一电流有效值，Vs2为第二电流有效值。
本发明还提出一种电池内阻检测的装置，包括：
第一采样模块，用于在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；
第二采样模块，用于在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值；
内阻计算模块，用于通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。
优选地，所述内阻计算模块具体用于：
通过公式：
计算所述电池的内阻值；其中，Z为内阻值，Is为注入的检测电流值，Vs1为第一电流有效值，Vs2为第二电流有效值。
本发明的电池内阻检测的方法及装置，可适应电池的各种的运行状况，无需实时采样流过电池的电流，且使用比较小的注入电流，便可得到很高的测量精度，方便准确。
附图说明
图1是现有技术中蓄电池阻抗频谱示意图；
图2是本发明电池内阻检测的方法一实施例中的步骤流程示意图；
图3是本发明电池内阻检测的装置一实施例中的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图2，提出本发明一种电池内阻检测的方法的一实施例。上述方法包括：
步骤S10、在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；
步骤S11、在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值以及注入的检测电流值；
步骤S12、通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。
如步骤S10所述，在使用交流注入法进行内阻检测时，可在启动注入检测电流之前，对电池电路进行采样，获取该电池或电池组两端的电压值，作为第一交流电压值(Vs1)。
假设，流过电池背景的第一纹波电流有效值为Is1，则有算式：
其中，is0至isn分别为第一纹波电流中各次谐波电流分量的有效值。
如步骤S11所述，在注入检测电流(注入电流值为Is)后，再次对电池电路进行采样，获取上述电池或电池组两端的电压值，作为第二交流电压值(Vs2)。
假设，流过电池背景的第二纹波电流有效值为Is2，且注入电流值为Is；则有算式：
如步骤S12所述，上述电池内阻的计算可具体通过公式：
计算；其中，Z为内阻值，Is为注入的检测电流值，Vs1为第一交流电压值，Vs2为第二交流电压值。
由上述算式(1)和(2)可得：
即
则有：
上述电池内阻检测的方法，可有效排除电池原有背景纹波电流噪声的影响；其是通过计算，检出背景纹波电流的影响，从而精确计算出所注入的电流所对应的电压，使得计算的电池内阻更加精确。上述方法可适应电池的各种的运行状况，无需实时采样流过电池的电流，且使用比较小的注入电流，便可得到很高的测量精度，方便准确。
参照图3，提出本发明一种电池内阻检测的装置的一实施例。上述装置包括：
第一采样模块21，用于在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；
第二采样模块22，用于在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值；
内阻计算模块23，用于通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。
上述第一采样模块21，在使用交流注入法进行内阻检测时，可在启动注入检测电流之前，对电池电路进行采样，获取该电池或电池组两端的电压值，作为第一交流电压值(Vs1)。
假设，流过电池背景的第一纹波电流有效值为Is1，则有算式：
其中，is0至isn分别为第一纹波电流中各次谐波电流分量的有效值。
上述第二采样模块22，在注入检测电流(注入电流值为Is)后，再次对电池电路进行采样，获取上述电池或电池组两端的电压值，作为第二交流电压值(Vs2)。
假设，流过电池背景的第二纹波电流有效值为Is2，且注入电流值为Is；则有算式：
上述内阻计算模块23具体用于：通过公式：
计算所述电池的内阻值；其中，Z为内阻值，Is为注入的检测电流值，Vs1为第一电流有效值，Vs2为第二电流有效值。
由上述算式(1)和(2)可得：
即
则有：
上述电池内阻检测的装置，可有效排除电池原有背景纹波电流噪声的影响；其是通过计算，检出背景纹波电流的影响，从而精确计算出所注入的电流所对应的电压，使得计算的电池内阻更加精确。上述方法可适应电池的各种的运行状况，无需实时采样流过电池的电流，且使用比较小的注入电流，便可得到很高的测量精度，方便准确。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种电池内阻检测的方法，其特征在于，包括步骤：
在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；
在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值以及注入的检测电流值；
通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。
2.根据权利要求1所述的电池内阻检测的方法，其特征在于，所述通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及检测电流值，计算电池的内阻值包括：
通过公式：
计算所述电池的内阻值；其中，Z为内阻值，Is为注入的检测电流值，Vs1为第一电流有效值，Vs2为第二电流有效值。
3.一种电池内阻检测的装置，其特征在于，包括：
第一采样模块，用于在启动注入的检测电流之前，获取电池两端的第一交流电压值；
第二采样模块，用于在启动注入的检测电流后，获取电池两端的第二交流电压值；
内阻计算模块，用于通过所述第一交流电压、第二交流电压值以及注入的检测电流值，计算电池的内阻值。
4.根据权利要求3所述的电池内阻检测的装置，其特征在于，所述内阻计算模块具体用于：
通过公式：
计算所述电池的内阻值；其中，Z为内阻值，Is为注入的检测电流值，Vs1为第一电流有效值，Vs2为第二电流有效值。
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