CN102707235B - 一种快速测定电池参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速测定电池参数的方法，包括如下步骤：(1)处理器控制驱动电路接通电子开关，延时100～500us，关闭电子开关，然后采集电池两端的电压，记作V₀；(2)处理器控制驱动电路接通电子开关，延时100～500us，关闭电子开关，然后采集电池两端的电压，记作V₁；(3)根据公式：cca＝V₀/(V₁-V₀)*k，计算出冷启动电流，其中k是跟硬件电路有关的系数，k取值1～1000；(4)延时约800us后，采集电池两端的电压，记作V₂；(5)由V₀，V₁、V₂以及cca判断电池的状态。

Description

一种快速测定电池参数的方法

技术领域：

本发明涉及电路测量和电池参数测试，特别涉及一种快速测定电池参数的方法。

背景技术：

目前，现有电池测试方案包括如下几种：

一、高率放电计(放电叉)；

这种方法的原理就是使用高率放电计对电池进行短路，然后进行5s以上的大电流放电，再根据放电后的电压判断电池的好坏。这种方法存在以下缺点：

1.放电时间长，对电池损害大，并且十分危险，容易造成事故；

2.无法连续测量，电池被放电后须重新充电再测，重复性差；

3.高率放电计内部的金属丝发出大量的热，需要冷却后才能进行下一次测量；

4.高率放电计在放电过程中电阻变化大，测量结果不准确；

5.测量结果由人工根据经验来判断，测量结果不可靠；

6.高率放电计内部的金属丝容易损坏。

二、交流电导法；

电导的测量是通过给电池一个AC脉动电流，然后测量电池反馈的AC电压，然后根据电压和电流计算出电导，并根据电导判断出电池的相关参数。这种方法存在以下缺点：

1.电路复杂，调试过程麻烦，造价高昂；

2.内部软件计算过程复杂，需要速度较快的处理器；

3.交流信号小，容易受干扰，导致测量结果不可靠；

发明内容：

鉴于上述测量方法存在的技术缺陷，本发明提供了一种操作方便，测量结果快速准确的电池参数方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种快速测定电池参数的方法，包括如下步骤：

(1)处理器控制驱动电路接通电子开关使电池放电，延时100～500us，关闭电子开关使电池停止放电，然后采集电池两端的电压，记作V₀；

(2)处理器控制驱动电路接通电子开关使电池放电，延时100～500us，关闭电子开关使电池停止放电，然后采集电池两端的电压，记作V₁；

(3)根据公式：cca＝V₀/(V₁-V₀)*k，计算出冷启动电流，其中k是跟硬件电路有关的系数，k取值1～1000；

(4)延时约800us后，采集电池两端的电压，记作V₂；

(5)由V₀，V₁、V₂以及cca判断电池的状态。

上述方案中，所述步骤(5)的具体判断过程为：

当V₀大于Vs1并且测得的cca大于电池原始的cca的4/5时，则电池处于良好状态；

当V₀大于Vs1并且测得的cca小于或等于电池原始的cca的4/5时，则电池处于已经损坏；

当V₀大于等于Vs2，则需要对测量所得的cca进行折算，折算公式如下：cca2＝{[v0-vs2]*0.75+20}*cca/100；

如果电池cca≥cca2，则电池良好，但是需要充电；

如果cca＜cca2，则电池已经损坏；

当V₀小于Vs2时，当测量所得的cca大于等于原始cca的1/5时，则电池已经损坏；否则需要重新测试；

上述Vs1和Vs2都是人为设定的参考电压，范围为9-12V，Vs1＞Vs2。

本发明方法的优点与有益效果：

1.能够减少测量时间，对电池的损害小；

2.操作方便，测量结果快速可靠；

3.降低了外接因素对测量过程的干扰，使得测量结果准确；

4.测量时间短能够提高工作效率，并且可以连续快速测量；

5.测量仪器结构简单，成本低。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明方法所涉及的测量设备的总体框图。

图2为本发明方法所涉及的测量设备中电子开关的电路图。

图3为本发明方法所涉及的测量设备中驱动电路的电路图。

图4为本发明方法所涉及的测量设备中电压采集电路的电路图。

图5为本发明方法中步骤1后得到的V₀波形图。

图6为本发明方法中步骤2后得到的V₀和V₁波形图。

图7为本发明方法中步骤4后得到的V₀、V₁和V₂波形图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明方法的原理为：当电池老化后，导致电池的内阻增大，进而导致冷启动电流等相关参数变差。尽管这些冷启动电流参数是和内阻相关的，但是本发明并不直接测量蓄电池的内阻。而是测量蓄电池放电前后的电压以及电压变化，从而计算出冷启动电流等相关参数。

如图1所示，方法中测量仪器设备主要由处理器1、电压采集电路2、驱动电路3、电子开关4以及其他相关电路5组成。其中电压采集电路2与电子开关4还连接被检电池6。

如图2所示，电子开关由一个能够承受大电流的MOS管组成，他的作用是控制电池进行放电。

如图3所示，驱动电路由于单片机的I/O口无法直接驱动MOS管，需要使用专门的驱动电路开控制MOS管的导通与截止。

如图4所示，电压采集电路由两个分压电阻组成，用于采集电池两端的电压。图中R22、R26以及W1构成分压电路，D3和D4用于保护AD模块(单片机自带)的输入接口，C8为滤波电容。

另外，处理器是整个系统的核心，他处理整个系统的所有事务，如电池电压的采集、按键的输入、显示输出等任务。还有其他相关电路：主要包括电源、按键以及显示电路等。

结合上述测量仪器，该方法的具体步骤如下：

1.处理器控制驱动电路接通电子开关使电池放电，延时100～500us，关闭电子开关使电池停止放电，然后采集电池两端的电压，记作V₀，其波形如图5所示；

2.处理器控制驱动电路接通电子开关使电池放电，延时100～500us，关闭电子开关使电池停止放电，然后采集电池两端的电压，记作V₁，其波形如图6所示；

3.根据公式：cca＝V₀/(V₁-V₀)*k，计算出冷启动电流，其中k是跟硬件电路有关的系数，k取值1～1000；

4.延时约800us后，采集电池两端的电压，记作V₂，其波形如图7所示；

5.由V₀，V₁、V₂以及cca判断电池的状态。具体判断过程为：

当V₀大于Vs1并且测得的cca大于电池原始的cca的4/5时，则电池处于良好状态；

当V₀大于Vs1并且测得的cca小于或等于电池原始的cca的4/5时，则电池处于已经损坏；

当V₀大于等于Vs2，则需要对测量所得的cca进行折算，折算公式如下：cca2＝{[v0-vs2]*0.75+20}*cca/100；

如果电池cca≥cca2，则电池良好，但是需要充电；

如果cca＜cca2，则电池已经损坏；

当V₀小于Vs2时，当测量所得的cca大于等于原始cca的1/5时，则电池已经损坏；否则需要重新测试；

上述Vs1和Vs2都是人为设定的参考电压，范围一般为9-12V；Vs1＞Vs2。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种快速测定电池参数的方法，包括如下步骤：

(1)处理器控制驱动电路接通电子开关使电池放电，延时100～500us，关闭电子开关使电池停止放电，然后采集电池两端的电压，记作V₀；

(2)处理器控制驱动电路接通电子开关使电池放电，延时100～500us，关闭电子开关使电池停止放电，然后采集电池两端的电压，记作V₁；

(3)根据公式：cca＝V₀/(V₁-V₀)*k，计算出冷启动电流，其中k是跟硬件电路有关的系数，k取值1～1000；

(4)延时约800us后，采集电池两端的电压，记作V₂；

(5)由V₀，V₁、V₂以及cca判断电池的状态。

2.根据权利要求1所述的快速测定电池参数的方法，其特征在于，所述步骤(5)的具体判断过程为：

当V₀大于Vs1并且测得的cca大于电池原始的cca的4/5时，则电池处于良好状态；

当V₀大于Vs1并且测得的cca小于或等于电池原始的cca的4/5时，则电池处于已经损坏；

当V₀大于等于Vs2，则需要对测量所得的cca进行折算，折算公式如下：cca2＝{[v0-vs2]*0.75+20}*cca/100；

如果电池cca≥cca2，则电池良好，但是需要充电；

如果cca＜cca2，则电池已经损坏；

当V₀小于Vs2时，当测量所得的cca大于等于原始cca的1/5时，则电池已经损坏；否则需要重新测试；

上述Vs1和Vs2都是人为设定的参考电压，范围为9-12V，Vs1＞Vs2。