CN103630845A - 锂离子电池内阻分选器 - Google Patents

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ion battery
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resistance
battery internal
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仝利锋
李亚军
申军帅
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Cama Luoyang Electronics Co Ltd
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Cama Luoyang Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明有关于一种锂离子电池内阻分选器，包括至少一个锂离子电池内阻分选单元；该锂离子电池内阻分选单元包括锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R及检测按键JP；其中，上述的锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R串接在一起组成回路，该检测按键JP与该检测电阻Rb或Ra并联在一起；该基准电阻R的两端与单片机连接。借由本发明，能够筛选出内阻接近的多个锂离子电池，而将该内阻接近的锂离子电池进行串联和/或并联使用，可以保证锂离子电池组的单个锂离子电池的一致性更好，从而使锂离子电池组的使用效率更高，寿命更长。

Description

锂离子电池内阻分选器
技术领域
本发明涉及锂离子电池性能参数检测技术领域，特别是涉及一种锂离子电池内阻分选器。
背景技术
在新能源产品应用中，锂离子电池多被串联和/或并联成锂离子电池组使用，如果组成锂离子电池组的锂离子电池的一致性不好，那么充放电过程会加大锂离子电池之间的差异，这样很容易引起部分锂离子电池过充或过放电，而另一部分锂离子电池的性能得不到充分发挥，最终导致锂离子电池组性能劣化，并且很快衰减或失效。
因此，为了更好的利用锂离子电池，就必须对其自身内阻进行筛选，使内阻接近的多个锂离子电池进行串联和/或并联使用，这样能够大幅度提高锂离子电池组的使用寿命和使用效率。
发明内容
本发明的目的是在提供一种锂离子电池内阻分选器，能够筛选出内阻接近的多个锂离子电池，而将该内阻接近的锂离子电池进行串联和/或并联使用，可以保证锂离子电池组的单个锂离子电池的一致性更好，从而使锂离子电池组的使用效率更高，寿命更长。
本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。本发明提出一种锂离子电池内阻分选器，包括至少一个锂离子电池内阻分选单元；该锂离子电池内阻分选单元包括锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R及检测按键JP；其中，上述的锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R串接在一起组成回路，该检测按键JP与该检测电阻Rb或Ra并联在一起；该基准电阻R的两端与单片机连接。
本发明的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的锂离子电池内阻分选器，其中该基准电阻R、检测电阻Ra与Rb选用金属绕线电阻，阻值选10kΩ。
前述的锂离子电池内阻分选器，其中该检测按键JP选用橡胶轻触按键。
借由上述技术方案，本发明的锂离子电池内阻分选器至少具有下列优点及有益效果：借由本发明，能够筛选出内阻接近的多个锂离子电池，而将该内阻接近的锂离子电池进行串联和/或并联使用，可以保证锂离子电池组的单个锂离子电池的一致性更好，从而使锂离子电池组的使用效率更高，寿命更长。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1：为本发明的锂离子电池内阻分选单元的结构示意图。
图2：为本发明的锂离子电池内阻分选器的结构示意图。
图3：为本发明的锂离子电池内阻分选器的工作流程图。
【主要元件符号说明】
B、Bn：锂离子电池
R、Rn：基准电阻
Ra、Ran与Rb、Rbn：检测电阻
JP、JPn：检测按键
E、En：锂离子电池的电动势
r、rn：锂离子电池的内阻
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种锂离子电池内阻分选器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
参阅图1所示，为本发明的锂离子电池内阻分选单元的结构示意图。该锂离子电池内阻分选单元包括锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R及检测按键JP；其中，上述的锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R串接在一起组成回路，该检测按键JP与该检测电阻Rb并联在一起。
在本发明中，该锂离子电池内阻分选单元与单片机1配合使用，该单片机1具有采集模块、运算模块及显示模块，该采集模块与运算模块连接，该运算模块与显示模块连接；其中，该采集模块具有至少一个AD采集口；在该锂离子电池内阻分选单元中，该采集模块的一个AD采集口与基准电阻R的两端连接，用于采集基准电阻R上的电压U，并存入单片机，该运算模块对上述的电压U进行计算，并借由显示模块显示出来。
在本发明中，该基准电阻R、检测电阻Ra与Rb选用高精度金属绕线电阻，阻值选10kΩ左右，其具有精度高、随温度变化阻值变化率小、寿命长等特点。该检测按键JP选用橡胶轻触按键，其具有灵敏度高、体积小、装配方便、使用寿命长等特点。值得注意的是，该检测按键JP也可以与该检测电阻Ra并联在一起，本发明不对其进行限制。
在检测过程中，锂离子电池B接至图1所示的电路，当该检测按键JP未按下时，电流从锂离子电池B正极流出，经过检测电阻Ra与Rb、基准电阻R流至锂离子电池B负极，再经过锂离子电池B的内阻r流向正极，完成电路的正常导通工作。
因此，根据电路导通总线电流相等的规律，得出基准电阻R上的电流IR与总线电流I相等：
IR=I   ………………①；
利用单片机的AD采集口，采集基准电阻R上的电压为UR1，再根据欧姆定律得出基准电阻R上的电流：
IR=UR1/R   ………………②；
另外，根据欧姆定律，总线上的电流：
I=E/（r+R+Ra+Rb）   ………………③；
由①～③等式可以计算出：
E=UR1*(r+R+Ra+Rb)/R   ………………Ⅰ。
当锂离子电池B接至图1所示电路，且检测按键JP按下时，该检测电阻Rb被短接，电流从锂离子电池B正极流出，经过检测电阻Ra、基准电阻R流至锂离子电池B负极，再经过锂离子电池的内阻r流向正极，完成电路的正常导通工作。再利用单片机的AD采集口，采集基准电阻R上的电压为UR2。同理可得：
IR=I   ………………④；
IR=UR2/R   ………………⑤；
总线电流I=E/（r+R+Ra）   ………………⑥；
由④～⑥等式可以计算出：
E=UR2*(r+R+Ra)/R   ………………Ⅱ。
由于基准电阻R与检测电阻Ra、Rb均选用10kΩ左右阻值比较大的电阻，因此总线电流I的数值比较小。在这种情况下，忽略锂离子电池B的电动势E在小电流放电下的压降，因此等式Ⅰ与Ⅱ的电动势E相等。由于等式Ⅰ与Ⅱ的电动势E相等，可以得出锂离子电池B的内阻r的数值：
r=UR1*(R+Ra+Rb)-UR2*(R+Ra)\(UR2-UR1)。
式中，基准电阻R、检测电阻Ra与Rb为选用的已知电阻，UR1、UR2为单片机采集基准电阻R得出的已知电压值。故，可以计算出锂离子电池B的内阻r的数值。
值得注意的是，上述的运算过程是在单片机的运算模块中完成的，并借由显示模块显示出结果。
参阅图2所示，为本发明的锂离子电池内阻分选器的结构示意图。该锂离子电池内阻分选器包括N个锂离子电池内阻分选单元(即多个)，并与单片机1配合使用。该锂离子电池内阻分选单元的结构与上述图1所示的结构相同，在此不再赘述。借由该锂离子电池内阻分选器，可以同时检测多个锂离子电池（B…Bn），只要该单片机1的采集模块的AD采集口足够多。
参阅图3所示，为本发明的锂离子电池内阻分选器的工作流程图。首先，多个锂离子电池接入锂离子电池内阻分选器中；随后，单片机1对上述多个锂离子电池的电压进行AD采集，并存入单片机1；最后，借由单片机1的运算模块，计算出上述多个锂离子电池的内阻r的数值，并将数值显示到显示模块中，利于观察结果。
总之，借由本发明的锂离子电池内阻分选器对锂离子电池内阻的检测，能够使每个锂离子电池在使用前就已经具备内阻信息，然后将内阻值相等或相近的多个锂离子电池串联和/或并联使用，可以大幅度提高锂离子电池组的使用效率和安全性，同时延长锂离子电池组的使用寿命。同时，本发明设计合理、成本低、操作简便和可靠度高，可以应用于锂离子电池出厂检测装置或锂离子电池使用装配前的检测装置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种锂离子电池内阻分选器，其特征在于其包括至少一个锂离子电池内阻分选单元；
该锂离子电池内阻分选单元包括锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R及检测按键JP；其中，上述的锂离子电池B、检测电阻Ra与Rb、基准电阻R串接在一起组成回路，该检测按键JP与该检测电阻Rb或Ra并联在一起；该基准电阻R的两端与单片机连接。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池内阻分选器，其特征在于其中该基准电阻R、检测电阻Ra与Rb选用金属绕线电阻，阻值选10kΩ。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池内阻分选器，其特征在于其中该检测按键JP选用橡胶轻触按键。
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