CN106896328B - 储能电池智能辅助装置 - Google Patents

储能电池智能辅助装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106896328B
CN106896328B CN201710148022.6A CN201710148022A CN106896328B CN 106896328 B CN106896328 B CN 106896328B CN 201710148022 A CN201710148022 A CN 201710148022A CN 106896328 B CN106896328 B CN 106896328B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
operational amplifier
relay
circuit
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710148022.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106896328A (zh
Inventor
李练兵
许自强
姚路
田永嘉
张国梁
安子腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Technology
Original Assignee
Hebei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Technology filed Critical Hebei University of Technology
Priority to CN201710148022.6A priority Critical patent/CN106896328B/zh
Publication of CN106896328A publication Critical patent/CN106896328A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106896328B publication Critical patent/CN106896328B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明为一种储能电池智能辅助装置。该装置包括MCU、电池组内阻在线检测模块和电池修复模块;MCU分别与电池组内阻在线检测模块、电池修复模块相连;所述的电池组内阻在线检测模块包括激励信号发生器,功率电流源发生器,选通器,信号采集处理电路和乘法平均电路;其中,激励信号发生器、功率电流源发生器、选通器、信号采集处理电路和依次相连,功率电流源发生器还和乘法平均电路直接相连;乘法平均电路、激励信号发生器分别与MCU相连;工作时,选通器与待测电池组相连。该装置可通过内阻检测结果对电池组健康状态进行评估,可根据评估结果智能的安排电压均衡和电池活化工作。

Description

储能电池智能辅助装置
技术领域
本发明涉及一种电池组辅助装置,特别是涉及电池组的内阻测量,电池的活化。
背景技术
在电池组的单体间均衡程序以及对电池活化程序中,需要有一种快速准确的手段获取各节电池的容量。
在电池容量评估的应用中,通过监测电池的内阻来间接反映电池的容量是一种新型高效的评估方法。交流注入法是目前先进的电池内阻测量法之一,此法通过向电池施加正弦电流,以获得电池的响应,通过适当的计算,获取电池的内阻。此法可以实现对电池的在线检测。
使用交流注入法测量电池内阻,技术难点在于实现理想的电流源,此电流源应有如下特点:能够输出大电流;并不要求完全与输入信号幅值和相位的一致,但不能有波形畸变,并应尽量避免含有直流分量;在电池内阻可能的取值范围内,对负载的变化不敏感。因此要求对电池的响应采样应足够精确,避免线路上的压降对结果的干扰。
此外,铅酸电池的硫化是影响电池组效率的关键要素,所谓硫化是指正负极板上形成不可逆硫酸铅盐化组成一层白色粗粒结晶的硫酸铅盐,这种结晶体很难在正常的充电时消除,硫化的形成程度与铅酸蓄电池容量有很大的关系,硫化越严重电容量越少,直至报废。
当前类似装置,使用的电流源是通用的电流源,不是专门以电池为负载对象的电流源,由于电池的特殊性质(内阻小,伴有容性负载,电池本身具有电压),通用电流源在使用中表现不够理想。为应对电池组检测的需求,往往使用继电器切换电路与多节电池间的连接。电池内阻很小,往往只有几十毫欧,与继电器内阻量级相差不大,甚至与电路铜线的内阻量级相差不大,这就引入了很多误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,克服现有技术的不足,提供一种电池组智能辅助装置。该装置通过一个专门应对电池特征负载设计的、带负反馈的功率电流源发生器,以及电流源输出端加隔直电容的设计,实现稳定输出电流信号的功能,同时隔离电池的直流电压,避免其对电流源的影响;通过激励回路和采集回路分开的继电器组结构-选通器,避免线路上的阻抗影响测量结果;通过以上三部分核心功能,构造出了交流注入法测量电池内阻的一种误差很小的实现,可以对电池组的内阻实施在线检测。该装置还提供了一个自主设计的电池修复模块,可对电池组实施电压均衡与电池活化。该装置可通过内阻检测结果对电池组健康状态进行评估,可根据评估结果智能的安排电压均衡和电池活化工作。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的:
一种储能电池智能辅助装置,该装置包括MCU(微控制单元)、电池组内阻在线检测模块和电池修复模块;MCU分别与电池组内阻在线检测模块、电池修复模块相连;
所述的电池组内阻在线检测模块包括激励信号发生器,功率电流源发生器,选通器,信号采集处理电路和乘法平均电路;其中,激励信号发生器、功率电流源发生器、选通器、信号采集处理电路和依次相连,功率电流源发生器还和乘法平均电路直接相连;乘法平均电路、激励信号发生器分别与MCU相连;工作时,选通器与待测电池组相连;
所述的电池修复模块的电路的组成包括:一个IGBT集成驱动芯片U16、两个MOSFETQ1与Q2、一个超级电容组C12、一个电感L1、四个电阻R34、R35、R36、R37;MCU的PWM1输出经过电阻R34接集成芯片U16的12脚,MCU的PWM2输出经过电阻R35接集成芯片U16的14脚,集成芯片U16的8脚经过电阻R36接MOSFET Q1的栅极,其1脚经过电阻R37接MOSFET Q2的栅极,MOSFET Q1的漏极接电池的正极,其源极接MOSFET Q2的漏极,还经过电感L1接超级电容组C12的正极,MOSFET Q2的源极接地,超级电容阻C12的负极接地,电池的负极接地。
所述的激励信号发生器的组成包括:MCU的PWM输出接电阻R1的一端,电阻R1的另一端、电阻R2和运算放大器U1的正输入端依次串联,电阻R2的一端还经过电容C1接地,电阻R2另一端还经过电容C2接地;运算放大器U1的负输入端接其输出端,运算放大器U1输出端分别接电阻R3、电阻R6一端,电阻R3的另一端接运算放大器U2的负输入端,运算放大器U2的正输入端经过电阻R4接地,运算放大器U2的负输入端接电阻R5的一端,还接电容C3的一端,运算放大器U2的输出端分别接电阻R5的另一端、电容C3的另一端、电阻R7,电阻R7的另一端和电阻R6的另一端均接运算放大器U3的正输入端,运算放大器U3的负输入端分别接R9、电阻R8,电阻R8的另一端接地,运算放大器U3的输出端分别接R9的另一端、电容C4,电容C4的另一端为电路的输出;
所述的功率电流源发生器的组成包括:电阻R10、电阻R11均接运算放大器U4的正输入端,电阻R10的另一端接激励信号发生器中的C4,电阻R11的另一端接地;运算放大器U4输出端接功率运算放大器U5的正输入端,功率运算放大器U5的负输入端经过并联的电阻R14、电容C5与其输出端相连,功率运算放大器U5的输出端还接电容C8的一端,功率放大器U5的输出端还经过电容C6、电阻R16接地,功率放大器U5的输出端还接电阻R17,电阻R17的另一端经过电容C7接地,电阻R17的另一端还经过R15接运算放大器U6的正输入端,运算放大器U6的负输入端接其输出端,运算放大器U6的输出端经过电阻R12接运算放大器U4的负输入端,运算放大器U7的正输入端经过采样电阻R18接地,运算放大器U7的负输入端接输出端,输出端经过电阻R13接运算放大器U4的负输入端,电容C8的另一端作为激励电流输出的正端,运算放大器U7正输入端同时作为激励电流输出的负端和参考信号输出端;
所述的选通器的组成包括:继电器QA1、继电器QB1、继电器QA2、继电器QB2构成的原端翻转控制电路,继电器组U8构成的原端选通电路;对称的,继电器QC1、继电器QD1、继电器QC2、继电器QD2构成的副端翻转控制电路,继电器组U9构成的副端选通电路;本电路的正输入端即功率电流源发生器中的电容C8,接继电器QA1的一端与继电器QB1的一端,继电器QA1的另一端接继电器组U8的奇数原端,继电器QB1的另一端接继电器组U8的偶数原端,本电路的负输入端即功率电流源发生器中的运算放大器U7的正输入端,接继电器QA2的一端与继电器QB2的一端,继电器QA2的另一端接继电器组U8的偶数原端,继电器QB2的另一端接继电器组U8的奇数原端,继电器组U8的副端与电池组电池端分别相接,继电器U9的副端与电池组电池端分别相接,其奇数原端接继电器QC1的一端与继电器QD2的一端,其偶数原端接继电器QD1的一端与继电器QC2的一端,继电器QC1的另一端与继电器QD1的另一端接本电路的正输出端即信号采集处理电路中的C9,继电器QC2的另一端与继电器QD2的另一端接本电路的负输出端即信号采集电路中的R19;
所述的信号采集处理电路的组成包括:本电路的正输入端即选通器中的继电器QC1接电容C9,本电路的负输入端即选通器中的继电器QC2接电阻R19,电阻R19的另一端接电容C9的另一端、电阻R20;电阻R19的一端还接运算放大器U10的正输入端,运算放大器U10的负输入端与其输出端相连,运算放大器U10的输出端还接电阻R21,电阻R21的另一端分别接运算放大器U11的负输入端、电阻R23;电阻R23的另一端接运算放大器U11的输出端,运算放大器U11的正输入端经过电阻R20接电阻R19的另一端,运算放大器U11的正输入端还经过电阻R22接地,运算放大器U11输出端分别接电阻R27、电阻R24,电阻R24的另一端分别接运算放大器U12的负输入端、电阻R26、电容C10,运算放大器U12的正输入端经过电阻R25接地,运算放大器U12的输出端分别接电阻R26的另一端、电容C10的另一端、电阻R28,电阻R28的另一端、电阻R27的另一端接运算放大器U13的正输入端,运算放大器U13的负输入端接电阻R29、电阻R30,电阻R29的另一端接地,运算放大器U13的输出端接R30的另一端,运算放大器U13的输出端作为电路输出端;
所述的乘法平均电路的组成包括:响应信号输入端即信号采集处理电路中的运算放大器U13的输出端接调制解调芯片U14的信号输入端即1脚,参考信号输入端即功率电流源发生器中的运算放大器U7的正输入端接调制解调芯片U14的参考输入端即9脚,调制解调芯片U14的输出即13脚接电阻R31,电阻R31的另一端接运算放大器U15的负输入端,运算放大器U15的正输入端经过电阻R32接地,运算放大器U15的负输入端接电阻R33的一端,还接电容C11的一端,运算放大器U15的输出端接电阻R33的另一端,还接电容C11的另一端,还作为电路的输出端,接MCU的A/D输入;
本发明的有益效果为
本装置的电池内阻在线检测电路,提出了一种原创的电流源电路;使用了激励回路与信号采集回路分开的设计。
本装置的电池内阻在线检测电路,是交流注入法的一种有效实现。
其使用了专们为应对电池负载设计的电流源。此电流源具有闭环控制的特性,不受负载变化的影响,可以输出稳定的激励信号即电流,并且在输出端口设有隔直电容,可以隔离电池的直流电压,避免其对电流源的影响。
电池在线检测过程中,电池本身存在外部电路施加的信号,这些信号对检测装置来说相当于噪声。本装置施加在电池上的激励信号的幅值和频率可变,激励信号由MCU控制,对应不同的在线环境,选用不同频率和幅值的激励信号,避开噪声严重的频段,可以减小电池上存在的噪声对激励信号的干扰。
在信号采集的部分,采用了以被测电池为分界,激励回路与采集回路分开的两级结构,在激励回路上信号的形式是电流信号,在采集回路上信号的形式是电压信号,因采集回路上理论上不存在电流,避免了因线路和继电器触点电阻造成的误差。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1是本发明功能模块结构图。
图2是电池组内阻在线检测模块的结构示意图。
图3是电池组内阻在线检测模块的激励信号发生器示意图。
图4是电池组内阻在线检测模块的功率电流源发生器示意图。
图5是电池组内阻在线检测模块的选通器示意图。
图6是电池组内阻在线检测模块的信号采集处理电路示意图。
图7是电池组内阻在线检测模块的乘法平均电路示意图。
图8是本发明工作流程图。
图9是电池修复模块示意图。
具体实施方式
本发明参照附图详细说明如下,但仅作说明而不是限制本发明。
本发明为储能电池智能辅助装置,可以对电池组健康状态进行检测,并且可以对电池组进行修复和节间电压均衡。
其组成如图1所示,包括MCU(微控制单元)、电池组内阻在线检测模块和电池修复模块;MCU控制电池组内阻在线检测模块并接收其检测结果,MCU还控制电池修复模块;工作时,电池组内阻在线检测模块、电池修复模块分别与待测电池组相连。
本发明提供的一种电池组内阻在线检测模块如图2所示,其特征在于包括激励信号发生器,功率电流源发生器,选通器,信号采集处理电路和乘法平均电路;其中,激励信号发生器、功率电流源发生器、选通器、信号采集处理电路和依次相连,功率电流源发生器还和乘法平均电路直接相连;乘法平均电路、激励信号发生器分别与MCU相连;工作时,选通器与待测电池组相连;
本装置使用的MCU可以是ARM公司的STM32F103RCT6;
激励信号发生器的组成结构如图3所示:电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2构成的无源滤波电路,运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3构成的去直电路,电容C4构成的隔直电路;具体为:MCU的PWM输出接电阻R1的一端,电阻R1的另一端、电阻R2和运算放大器U1的正输入端依次串联,电阻R2的一端还经过电容C1接地,电阻R2另一端还经过电容C2接地;运算放大器U1的负输入端接其输出端,运算放大器U1输出端分别接电阻R3、电阻R6一端,电阻R3的另一端接运算放大器U2的负输入端,运算放大器U2的正输入端经过电阻R4接地,运算放大器U2的负输入端接电阻R5的一端,还接电容C3的一端,运算放大器U2的输出端分别接电阻R5的另一端、电容C3的另一端、电阻R7,电阻R7的另一端和电阻R6的另一端均接运算放大器U3的正输入端,运算放大器U3的负输入端分别接R9、电阻R8,电阻R8的另一端接地,运算放大器U3的输出端分别接R9的另一端、电容C4,电容C4的另一端为电路的输出;
图3所示的激励信号发生器的工作原理是,MCU产生PWM序列,送入无源滤波电路;无源滤波电路将信号整形,送入去直电路;去直电路将信号中的直流分量滤除,送入隔直电路;信号经过隔直电路输出。
所述的功率电流源发生器的电路如图4所示:运算放大器U4、电阻R10、电阻R11构成的误差放大器,功率运算放大器U5、电阻R14、电容C5构成的功率电流源,电容C6、电阻R16构成的滤波电路,运算放大器U6、电阻R17、电阻R15、电阻R12、电容C7构成的直流反馈回路,电容C8作为隔直电容,电阻RL为虚拟负载,电阻R18为传感器电阻,运算放大器U7、电阻R13构成的反馈电路;具体为:电阻R10、电阻R11均接运算放大器U4的正输入端,电阻R10的另一端接激励信号发生器中的C4,电阻R11的另一端接地;运算放大器U4输出端接功率运算放大器U5的正输入端,功率运算放大器U5的负输入端经过并联的电阻R14、电容C5与其输出端相连,功率运算放大器U5的输出端还接电容C8的一端,功率放大器U5的输出端还经过电容C6、电阻R16接地,功率放大器U5的输出端还接电阻R17,电阻R17的另一端经过电容C7接地,电阻R17的另一端还经过R15接运算放大器U6的正输入端,运算放大器U6的负输入端接其输出端,运算放大器U6的输出端经过电阻R12接运算放大器U4的负输入端,运算放大器U7的正输入端经过采样电阻R18接地,运算放大器U7的负输入端接输出端,输出端经过电阻R13接运算放大器U4的负输入端,电容C8的另一端作为激励电流输出的正端,运算放大器U7正输入端同时作为激励电流输出的负端和参考信号输出端;
图4所示的功率电流源发生器的工作原理是,输入信号与反馈信号通过U4进行比较,产生误差的放大,放大倍数等于运算放大器的开环放大倍数;放大后的误差信号进入功率运算放大器U5的正输入端,调节功率运算放大器的输出电流;鉴于本装置的负载为电池,输出端由隔直电容C8分隔开,避免了因负载端电压高引起的电流倒灌;直流反馈电路可以将输出中的直流分量反馈出来,使得输出端电压直流分量跟随输入信号;输出电流带动负载,再经过传感器电阻接地,使其在传感器电阻R18上产生电压反馈。
选通器的电路如图5所示:继电器QA1、继电器QB1、继电器QA2、继电器QB2构成的原端翻转控制电路,继电器组U8构成的原端选通电路;对称的,继电器QC1、继电器QD1、继电器QC2、继电器QD2构成的副端翻转控制电路,继电器组U9构成的副端选通电路;本电路的正输入端即功率电流源发生器中的电容C8,接继电器QA1的一端与继电器QB1的一端,继电器QA1的另一端接继电器组U8的奇数原端,继电器QB1的另一端接继电器组U8的偶数原端,本电路的负输入端即功率电流源发生器中的运算放大器U7的正输入端,接继电器QA2的一端与继电器QB2的一端,继电器QA2的另一端接继电器组U8的偶数原端,继电器QB2的另一端接继电器组U8的奇数原端,继电器组U8的副端与电池组电池端分别相接,继电器U9的副端与电池组电池端分别相接,其奇数原端接继电器QC1的一端与继电器QD2的一端,其偶数原端接继电器QD1的一端与继电器QC2的一端,继电器QC1的另一端与继电器QD1的另一端接本电路的正输出端即信号采集处理电路中的C9,继电器QC2的另一端与继电器QD2的另一端接本电路的负输出端即信号采集电路中的R19;
图5所示的选通器的工作原理是,当选中奇数电池时,继电器QA1、QA2、QC1、QC2的线圈闭合,激励电流从继电器组U8的奇数继电器流入电池正极,从电池负极经过继电器组U8的偶数继电器流出;当选中偶数电池时,继电器QB1、QB2、QD1、QD2的线圈闭合,激励电流从继电器组U8的偶数继电器流入电池正极,从电池负极经过继电器组U8的奇数继电器流出;当原端动作时,对应的副端也会动作;输入端电流只存在于原边电路和被选电池上,不存在与副边电路上,从而避免了因继电器触点内阻造成的电压降。
所述的信号采集处理电路的一种实现电路如图6所示:运算放大器U10、运算放大器U11、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C9构成的差分采样电路,运算放大器U12、运算放大器U13、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C10构成的去直电路;具体为:本电路的正输入端即选通器中的继电器QC1接电容C9,本电路的负输入端即选通器中的继电器QC2接电阻R19,电阻R19的另一端接电容C9的另一端、电阻R20;电阻R19的一端还接运算放大器U10的正输入端,运算放大器的U10负输入端与其输出端相连,运算放大器U10的输出端还接电阻R21,电阻R21的另一端分别接运算放大器U11的负输入端、电阻R23;电阻R23的另一端接运算放大器U11的输出端,运算放大器U11的正输入端经过电阻R20接电阻R19的另一端,运算放大器U11的正输入端还经过电阻R22接地,运算放大器U11输出端分别接电阻R27的、电阻R24,电阻R24的另一端分别接运算放大器U12的负输入端、电阻R26、电容C10,运算放大器U12的正输入端经过电阻R25接地,运算放大器U12的输出端分别接电阻R26的另一端、电容C10的另一端、电阻R28,电阻R28的另一端、电阻R27的另一端接运算放大器U13的正输入端,运算放大器U13的负输入端接电阻R29、电阻R30,电阻R29的另一端接地,运算放大器U13的输出端接R30的另一端,运算放大器U13的输出端作为电路输出端;
图6所示的信号采集处理电路的工作原理是,输入端口的电压差,送入差分采样电路;差分采样电路将输入电压差转换为对地的电压,送入去直电路;去直电路滤去信号中的直流分量,将信号输出。
乘法平均电路的一种实现电路如图7所示:调制解调芯片U14作乘法器,此处的U14可以是AD630,运算放大器U15、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电容C11构成的低通滤波器;具体为:响应信号输入端即信号采集处理电路中的运算放大器U13的输出端接调制解调芯片U14的信号输入端即1脚,参考信号输入端即功率电流源发生器中的运算放大器U7的正输入端接调制解调芯片U14的参考输入端即9脚,调制解调芯片U14的输出即13脚接电阻R31,电阻R31的另一端接运算放大器U15的负输入端,运算放大器U15的正输入端经过电阻R32接地,运算放大器U15的负输入端接电阻R33的一端,还接电容C11的一端,运算放大器U15的输出端接电阻R33的另一端,还接电容C11的另一端,还作为电路的输出端,接MCU的A/D输入;
图7所示的乘法平均电路的工作原理是,将处理后的响应信号与参考信号产生的同频同相方波做乘法,得到的计算结果用低通滤波器转化为直流值送到下一级,经过AD转换后送入单片机。
本发明的工作流程如图8所示:装置启动后,进入电池组健康状态检测程序,启动电池组内阻在线检测模块,根据检测得到的结果决定是否需要进行电池活化和电压均衡,若需要则进入电池活化和电压均衡程序,启动电池活化模块,完成后流程结束。
本发明提供的一种电池修复模块的电路如图9所示:一个IGBT集成驱动芯片U16、两个MOSFET Q1与Q2、一个超级电容组C12、一个电感L1、四个电阻R34、R35、R36、R37;MCU的PWM1输出经过电阻R34接集成芯片U16的12脚,MCU的PWM2输出经过电阻R35接集成芯片U16的14脚,集成芯片U16的8脚经过电阻R36接MOSFET Q1的栅极,其1脚经过电阻R37接MOSFETQ2的栅极,MOSFET Q1的漏极接电池的正极,其源极接MOSFET Q2的漏极,还经过电感L1接超级电容组C12的正极,MOSFET Q2的源极接地,超级电容阻C12的负极接地,电池的负极接地。
图9所示的电池修复模块的工作原理是,通过MCU输出两路PWM信号,控制两个MOSFET的通断,IGBT集成驱动芯片起驱动作用,同时提供互锁功能,防止两个MOSFET同时开通使电池短路;当工作时,先开通Q1,电池向超级电容充电,充电完成后关断Q1,然后向Q2发送一系列脉冲,当Q2开通时,超级电容通过电感L1和Q2形成回路放电,产生一个大电流,当Q2关断时,由于电感L1的续流作用,电流通过Q1背部的二极管,流向电池,反复进行此过程,将产生一系列脉冲电流,通过控制Q2的开合频率,即可得到同频率的电流脉冲,击碎电池中的硫化晶体,实现电池活化的效果。
上述电池修复模块还有一个功能,既可作为电池组均衡器使用,工作时,先选中电压最高的电池,开通Q1让其向超级电容充电,充满后关断Q1,再选中电压最低的电池,开通Q1,超级电容向电池充电。反复进行此过程,直到电池组的每节电池电压相等。
本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (4)

1.一种储能电池智能辅助装置,其特征为该装置包括MCU、电池组内阻在线检测模块和电池修复模块;MCU分别与电池组内阻在线检测模块、电池修复模块相连;
所述的电池组内阻在线检测模块包括激励信号发生器,功率电流源发生器,选通器,信号采集处理电路和乘法平均电路;其中,激励信号发生器、功率电流源发生器、选通器、信号采集处理电路和依次相连,功率电流源发生器还和乘法平均电路直接相连;乘法平均电路、激励信号发生器分别与MCU相连;工作时,选通器与待测电池组相连;
所述的电池修复模块的电路的组成包括:一个IGBT集成驱动芯片U16、两个MOSFET Q1与Q2、一个超级电容组C12、一个电感L1、四个电阻R34、R35、R36、R37;MCU的PWM1输出经过电阻R34接集成芯片U16的12脚,MCU的PWM2输出经过电阻R35接集成芯片U16的14脚,集成芯片U16的8脚经过电阻R36接MOSFET Q1的栅极,其1脚经过电阻R37接MOSFET Q2的栅极,MOSFETQ1的漏极接电池的正极,其源极接MOSFET Q2的漏极,还经过电感L1接超级电容组C12的正极,MOSFET Q2的源极接地,超级电容阻C12的负极接地,电池的负极接地;
所述的激励信号发生器的组成包括:MCU的PWM输出接电阻R1的一端,电阻R1的另一端、电阻R2和运算放大器U1的正输入端依次串联,电阻R2的一端还经过电容C1接地,电阻R2另一端还经过电容C2接地;运算放大器U1的负输入端接其输出端,运算放大器U1输出端分别接电阻R3、电阻R6一端,电阻R3的另一端接运算放大器U2的负输入端,运算放大器U2的正输入端经过电阻R4接地,运算放大器U2的负输入端接电阻R5的一端,还接电容C3的一端,运算放大器U2的输出端分别接电阻R5的另一端、电容C3的另一端、电阻R7,电阻R7的另一端和电阻R6的另一端均接运算放大器U3的正输入端,运算放大器U3的负输入端分别接R9、电阻R8,电阻R8的另一端接地,运算放大器U3的输出端分别接R9的另一端、电容C4,电容C4的另一端为电路的输出;
所述的功率电流源发生器的组成包括:电阻R10、电阻R11均接运算放大器U4的正输入端,电阻R10的另一端接激励信号发生器中的C4,电阻R11的另一端接地;运算放大器U4输出端接功率运算放大器U5的正输入端,功率运算放大器U5的负输入端经过并联的电阻R14、电容C5与其输出端相连,功率运算放大器U5的输出端还接电容C8的一端,功率放大器U5的输出端还经过电容C6、电阻R16接地,功率放大器U5的输出端还接电阻R17,电阻R17的另一端经过电容C7接地,电阻R17的另一端还经过R15接运算放大器U6的正输入端,运算放大器U6的负输入端接其输出端,运算放大器U6的输出端经过电阻R12接运算放大器U4的负输入端,运算放大器U7的正输入端经过采样电阻R18接地,运算放大器U7的负输入端接输出端,输出端经过电阻R13接运算放大器U4的负输入端,电容C8的另一端作为激励电流输出的正端,运算放大器U7正输入端同时作为激励电流输出的负端和参考信号输出端。
2.如权利要求1所述的储能电池智能辅助装置,其特征为所述的选通器的组成包括:继电器QA1、继电器QB1、继电器QA2、继电器QB2构成的原端翻转控制电路,继电器组U8构成的原端选通电路;对称的,继电器QC1、继电器QD1、继电器QC2、继电器QD2构成的副端翻转控制电路,继电器组U9构成的副端选通电路;本电路的正输入端即功率电流源发生器中的电容C8,接继电器QA1的一端与继电器QB1的一端,继电器QA1的另一端接继电器组U8的奇数原端,继电器QB1的另一端接继电器组U8的偶数原端,本电路的负输入端即功率电流源发生器中的运算放大器U7的正输入端,接继电器QA2的一端与继电器QB2的一端,继电器QA2的另一端接继电器组U8的偶数原端,继电器QB2的另一端接继电器组U8的奇数原端,继电器组U8的副端与电池组电池端分别相接,继电器U9的副端与电池组电池端分别相接,其奇数原端接继电器QC1的一端与继电器QD2的一端,其偶数原端接继电器QD1的一端与继电器QC2的一端,继电器QC1的另一端与继电器QD1的另一端接本电路的正输出端即信号采集处理电路中的C9,继电器QC2的另一端与继电器QD2的另一端接本电路的负输出端即信号采集电路中的R19。
3.如权利要求1所述的储能电池智能辅助装置,其特征为所述的信号采集处理电路的组成包括:本电路的正输入端即选通器中的继电器QC1接电容C9,本电路的负输入端即选通器中的继电器QC2接电阻R19,电阻R19的另一端接电容C9的另一端、电阻R20;电阻R19的一端还接运算放大器U10的正输入端,运算放大器U10的负输入端与其输出端相连,运算放大器U10的输出端还接电阻R21,电阻R21的另一端分别接运算放大器U11的负输入端、电阻R23;电阻R23的另一端接运算放大器U11的输出端,运算放大器U11的正输入端经过电阻R20接电阻R19的另一端,运算放大器U11的正输入端还经过电阻R22接地,运算放大器U11输出端分别接电阻R27、电阻R24,电阻R24的另一端分别接运算放大器U12的负输入端、电阻R26、电容C10,运算放大器U12的正输入端经过电阻R25接地,运算放大器U12的输出端分别接电阻R26的另一端、电容C10的另一端、电阻R28,电阻R28的另一端、电阻R27的另一端接运算放大器U13的正输入端,运算放大器U13的负输入端接电阻R29、电阻R30,电阻R29的另一端接地,运算放大器U13的输出端接R30的另一端,运算放大器U13的输出端作为电路输出端。
4.如权利要求1所述的储能电池智能辅助装置,其特征为所述的乘法平均电路的组成包括:响应信号输入端即信号采集处理电路中的运算放大器U13的输出端接调制解调芯片U14的信号输入端即1脚,参考信号输入端即功率电流源发生器中的运算放大器U7的正输入端接调制解调芯片U14的参考输入端即9脚,调制解调芯片U14的输出即13脚接电阻R31,电阻R31的另一端接运算放大器U15的负输入端,运算放大器U15的正输入端经过电阻R32接地,运算放大器U15的负输入端接电阻R33的一端,还接电容C11的一端,运算放大器U15的输出端接电阻R33的另一端,还接电容C11的另一端,还作为电路的输出端,接MCU的A/D输入。
CN201710148022.6A 2017-03-14 2017-03-14 储能电池智能辅助装置 Active CN106896328B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710148022.6A CN106896328B (zh) 2017-03-14 2017-03-14 储能电池智能辅助装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710148022.6A CN106896328B (zh) 2017-03-14 2017-03-14 储能电池智能辅助装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106896328A CN106896328A (zh) 2017-06-27
CN106896328B true CN106896328B (zh) 2019-07-19

Family

ID=59192655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710148022.6A Active CN106896328B (zh) 2017-03-14 2017-03-14 储能电池智能辅助装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106896328B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108445415B (zh) * 2018-04-28 2024-04-05 沈阳劲达科技有限公司 智能蓄电池管理系统
CN108377022B (zh) * 2018-04-28 2024-03-29 沈阳劲达科技有限公司 均衡充电电路
CN108631394B (zh) * 2018-04-28 2024-03-29 沈阳劲达科技有限公司 内阻检测传感器
CN109044573B (zh) * 2018-08-31 2020-11-06 东北电力大学 可穿戴的骨应力实时监测系统
CN110286327A (zh) * 2019-07-26 2019-09-27 北京东道科技发展有限公司 一种串联电池组内电池参数的集中监测装置
CN113922444B (zh) * 2021-09-22 2023-12-19 河北工业大学 一种储能电池全生命周期智能充放电维保装置及控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201887127U (zh) * 2010-05-28 2011-06-29 深圳市金一泰实业有限公司 铅酸电池组智能监测修复控制系统
CN102288830A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 浙江东冠电气科技有限公司 一种单片机产生spwm信号激励的蓄电池阻抗检测装置
CN103094956A (zh) * 2011-11-08 2013-05-08 株式会社丰田自动织机 用于电池均衡的装置和方法
CN103208657A (zh) * 2013-03-12 2013-07-17 王国平 基于握手技术通信的蓄电池组在线均衡活化装置
CN103823118A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 中航锂电(洛阳)有限公司 一种均衡过程中的单体电池内阻测量装置及方法
CN204405742U (zh) * 2015-01-23 2015-06-17 东莞市德尔能新能源股份有限公司 电池在线内阻测量电路
CN105223517A (zh) * 2015-11-11 2016-01-06 国网黑龙江省电力有限公司绥化供电公司 一种蓄电池组在线均衡监测方法
CN204991897U (zh) * 2015-09-11 2016-01-20 珠海朗尔电气有限公司 基于蓄电池液面探测的蓄电池均衡活化装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201887127U (zh) * 2010-05-28 2011-06-29 深圳市金一泰实业有限公司 铅酸电池组智能监测修复控制系统
CN102288830A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 浙江东冠电气科技有限公司 一种单片机产生spwm信号激励的蓄电池阻抗检测装置
CN103094956A (zh) * 2011-11-08 2013-05-08 株式会社丰田自动织机 用于电池均衡的装置和方法
CN103208657A (zh) * 2013-03-12 2013-07-17 王国平 基于握手技术通信的蓄电池组在线均衡活化装置
CN103823118A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 中航锂电(洛阳)有限公司 一种均衡过程中的单体电池内阻测量装置及方法
CN204405742U (zh) * 2015-01-23 2015-06-17 东莞市德尔能新能源股份有限公司 电池在线内阻测量电路
CN204991897U (zh) * 2015-09-11 2016-01-20 珠海朗尔电气有限公司 基于蓄电池液面探测的蓄电池均衡活化装置
CN105223517A (zh) * 2015-11-11 2016-01-06 国网黑龙江省电力有限公司绥化供电公司 一种蓄电池组在线均衡监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106896328A (zh) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106896328B (zh) 储能电池智能辅助装置
CN109726452A (zh) 一种基于阻抗谱的在线质子交换膜燃料电池故障诊断方法
CN101275990B (zh) 一种蓄电池内阻的测量装置及其测量方法
CN103018566A (zh) 一种锂离子电池直流内阻测试方法及电池筛选方法
CN105116340B (zh) 基于谐波检测的电池寿命检测系统及谐波电流控制方法
CN102175977B (zh) 具有互为充放电功能的锂电池检测装置
CN102288830A (zh) 一种单片机产生spwm信号激励的蓄电池阻抗检测装置
CN107748330A (zh) 一种动力锂电池的老化预警方法
CN109374996A (zh) 一种飞跨电容三电平dcdc功率组件的双脉冲测试电路及方法
CN107167747A (zh) Ccm降压变换器电感及输出电容的监测装置及方法
CN103176047B (zh) 一种用于测量蓄电池内阻的装置
CN107248808B (zh) 一种可实现控制器参数自整定的电力变换器控制电路
CN206725655U (zh) 一种电动车bms绝缘检测系统
CN107783047A (zh) 蓄电池内阻检测装置、检测方法及蓄电池状态监测系统
CN102866300A (zh) 低频微电流恒流激励电路及蓄电池内阻测量电路
CN107153137A (zh) Dcm升压变换器电感及输出电容的监测装置及方法
CN102290587B (zh) 液流电池模拟方法及模拟器
CN205562768U (zh) 四端子测量电池电阻的设备
CN102129042A (zh) 电池内阻检测的方法及装置
CN111650524A (zh) 用于动力电池的交流阻抗测试系统和方法
CN203759127U (zh) 一种均衡过程中的单体电池内阻测量装置
CN202710661U (zh) 一种应用于光伏逆变系统的直流接地电阻检测电路
CN108539301A (zh) 一种快速消除电池充放电极化的装置及方法
CN102749523B (zh) 一种应用于光伏逆变系统的直流接地电阻检测电路
CN115793596B (zh) 一种基于dsp的锂电池检测系统及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant