CN116736152A - 一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂电池测量技术领域，公开一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法及系统，该方法包括：对锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号和交流电压信号；根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压，并将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。本发明经过直流电压补偿，可以很好的去除锂电池低频测量时的OCV直流电压耦合问题，无需担心因使用大电容和大电阻组合的低截止频率的高通滤波器带来的测试异常和低频交流信号衰减问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池测量技术领域，特别涉及一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法及系统。
背景技术
锂电池电化学阻抗谱测量是锂电池生产商恒量电池性能的重要依据。在针对锂电池的科研工作中，锂电池电化学阻抗谱测量被广泛应用于恒量电池循环性能，倍率性能，SOC（State of Charge，荷电状态）变化情况等。
锂电池的电化学阻抗谱测量通常包含了0.01HZ左右至1KHZ左右的电池电阻及电抗参数。即需要在0.01HZ-1KHZ的区间内尽可能多的测量锂电池在多个频率点的电阻及电抗，并最终描绘出电化学阻抗谱。根据这个需求，测量信号采集电路也应满足这个频率范围。
目前，针对0.01HZ-1KHZ变频测量案例比较少，因为锂电池测试比较特殊，锂电池本身具有直流OCV（Open-Circuit Voltage，开路电压），在测试过程中，需要将频率可变的激励输入到被测电池中，并采集电池两端的激励电压，但采集交流电压的同时，必然会采集到耦合的直流量。因为在阻抗测量中，对采样上来的微弱信号进行多倍数放大是必不可少的处理环节，该直流耦合量经放大后，不但容易引起硬件电路中的运放进入饱和状态，且影响最终的交流电压计算结果。
常用的方法是通过滤波法进行测量，理论上是没有问题的，可是因为锂电池电化学阻抗谱测量范围的下限频率极低，故需要极大的电容去保证滤除直流量的同时又不对低频交流信号有衰减，这显然是很困难的。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法及系统，以解决现有技术中上述技术问题。
为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法。
在一个实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，包括：
对锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号和交流电压信号；
根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压，并将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；
根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。
在一个实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，还包括：
对所述OCV电压信号和所述交流电压信号进行信号滤波隔离处理；对信号滤波隔离处理后的OCV电压信号进行模拟运算，得到运算信号，并对所述运算信号进行AD转换处理。
在一个实施例中，将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值包括：
将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，得到所述直流电压与所述参考电压的电压差值；将所述电压差值，作为直流补偿电压值。
在一个实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，还包括：
对最终交流电压信号进行AD转换处理，得到最终交流电压。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统。
在一个实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，包括：
直流电压采样模块，用于锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号；
交流电压采样模块，用于锂电池两端进行信号采集，得到交流电压信号；
控制单元模块，用于根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压；
补偿电压生成模块，用于将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；
直流补偿模块，用于根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。
在一个实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，还包括：
滤波处理模块，用于对所述OCV电压信号和所述交流电压信号进行信号滤波隔离处理；
模拟运算模块，用于对信号滤波隔离处理后的OCV电压信号进行模拟运算，得到运算信号；
AD转换模块，用于对所述运算信号进行AD转换处理。
在一个实施例中，所述补偿电压生成模块在将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，并根据比对结果，确定直流补偿电压值时，将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，得到所述直流电压与所述参考电压的电压差值；将所述电压差值，作为直流补偿电压值。
在一个实施例中，所述AD转换模块，还用于对最终交流电压信号进行AD转换处理，得到最终交流电压。
在一个实施例中，所述控制单元模块，还用于接收所述最终交流电压。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明经过直流电压补偿，可以很好的去除锂电池低频测量时的OCV直流电压耦合问题，无需担心因使用大电容和大电阻组合的低截止频率的高通滤波器带来的测试异常和低频交流信号衰减问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法的流程示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统的结构框图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统的原理示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的直流电压采样模块的电路图；
图5是根据一示例性实施例示出的交流电压采样模块的电路图；
图6是根据一示例性实施例示出的补偿电压生成模块的电路图；
图7是根据一示例性实施例示出的直流补偿模块的电路图；
图8是根据一示例性实施例示出的模拟运算模块的电路图；
图9是根据一示例性实施例示出的AD转换模块的电路图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本文中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
本文中，术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本申请的装置或系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1示出了本发明的一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法的一个实施例。
在该可选实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，包括：
步骤S101，对锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号和交流电压信号；
步骤S103，根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压，并将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；
步骤S105，根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。
在该可选实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，还包括：对所述OCV电压信号和所述交流电压信号进行信号滤波隔离处理；对信号滤波隔离处理后的OCV电压信号进行模拟运算，得到运算信号，并对所述运算信号进行AD转换处理。
在该可选实施例中，在将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值时，则可将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，得到所述直流电压与所述参考电压的电压差值；将所述电压差值，作为直流补偿电压值。
在该可选实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，还包括：对最终交流电压信号进行AD转换处理，得到最终交流电压。
图2示出了本发明的一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统的一个实施例。
在该可选实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，包括：
直流电压采样模块201，用于锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号；
交流电压采样模块203，用于锂电池两端进行信号采集，得到交流电压信号；
控制单元模块205，用于根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压；
补偿电压生成模块207，用于将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；
直流补偿模块209，用于根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。
在该可选实施例中，所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，还包括：滤波处理模块，用于对所述OCV电压信号和所述交流电压信号进行信号滤波隔离处理；模拟运算模块，用于对信号滤波隔离处理后的OCV电压信号进行模拟运算，得到运算信号；AD转换模块，用于对所述运算信号进行AD转换处理。
在该可选实施例中，所述补偿电压生成模块207在将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，并根据比对结果，确定直流补偿电压值时，将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，得到所述直流电压与所述参考电压的电压差值；将所述电压差值，作为直流补偿电压值。
在该可选实施例中，所述AD转换模块还用于对最终交流电压信号进行AD转换处理，得到最终交流电压。所述控制单元模块还用于接收所述最终交流电压。
在实际使用时，如图3所示，图3示出了的一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统的原理，具体如下：
在进行电压采集时，直流电压采样模块采集电池两端OCV电压，进行信号滤波隔离等处理后经模拟运算模块和AD转换模块送入MCU（控制单元模块205）；
MCU根据采集得到的结果计算出电池两端的直流电压（AD采集到的信号为两路模拟加减运算电路输入信号，设该信号为Vi，模拟运算电路参考信号为Vr，则输入到AD转换模块的信号分别为Vi+Vr、Vi-Vr，AD转换模块经过处理后送到单片机信号为2Vi，单片机采集到信号后，经过加和取平均并除以2，计算得到Vi，该数值除以采样电路的放大倍数K，即得到最终的电池OCV电压Vocv）；
MCU根据采集到的直流电压，控制补偿电压生成模块生成直流补偿电压，并送入直流补偿模块（电池采样得到Vocv后，先采集板内超高稳定参考源Vref，根据Vocv和直流补偿模块中减法电路的运算系数推算得到需要补偿的电压V3，根据V3、Vref和直流补偿模块中的运算电路，推算得到数模转换器U9的输出值，然后MCU控制数模转换器U9输出需要的电压，并最终产生电压V3，便可用做OCV补偿）；
在直流补偿模块中，补偿电压和耦合了直流的交流信号进行算术运算，最终得到纯交流信号，并进行放大（V3和V5通过U5B组成的减法运算电路进行算术运算，刚好可以减掉耦合在交流信号中的直流偏量）；
放大后的信号进行算术运算后送入AD转换模块进行信号转换并送入MCU中进行软件交流部份的取值。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下结合具体的电路图对本发明的上述技术方案进行进一步说明。
如图4所示，所述直流电压采样处理模块包括第一放大电路、第二放大电路、第一差分电路、第一跟随电路和第二跟随电路，其中，所述第一放大电路和第二放大电路连接于所述第一差分电路的输入端，所述第一差分电路的输出端顺序连接第一跟随电路和第二跟随电路，
所述第一放大电路包括第一运算放大器U1B，所述第一运算放大器U1B的同相输入端与锂电池一端部的直流电压采样点Vi1连接，所述第一运算放大器U1B的反相输入端与所述第一运算放大器U1B的输出端连接；
所述第二放大电路包括第二运算放大器U1A，所述第二运算放大器U1A的同相输入端与锂电池另一端部的直流电压采样点Vi2连接，所述第二运算放大器U1A的反相输入端与所述第二运算放大器U1A的输出端连接；
所述第一差分电路包括第三运算放大器U2A，所述第三运算放大器U2A的同相输入端连接有第一电阻R1，所述第一电阻R1的另一端与所述第二运算放大器U1A的输出端连接，且所述第一电阻R1的一端连接有第二电阻R2，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第三运算放大器U2A的反相输入端连接有第三电阻R3，所述第三电阻R3的另一端与所述第一运算放大器U1B的输出端连接，且所述第三运算放大器U2A的反相输入端与所述第三运算放大器U2A的输出端连接，且所述第三运算放大器U2A的输出端与所述第三运算放大器U2A的反相输入端之间连接第四电阻R4；
所述第一跟随电路包括第四运算放大器U2B，所述第四运算放大器U2B的同相输入端连接有第五电阻R5，所述第五电阻R5的另一端与所述第三运算放大器U2A的输出端连接，且所述第四运算放大器U2B的同相输入端连接有第六电阻R6，第六电阻R6的另一端接地；所述第四运算放大器U2B的反相输入端与所述第四运算放大器U2B的输出端连接；
所述第二跟随电路包括第五运算放大器U3A，所述第五运算放大器U3A的同相输入端串联有第七电阻R7和第八电阻R8，所述第八电阻R8的另一端与所述第四运算放大器U2B的输出端连接；且所述第五运算放大器U3A的同相输入端连接有第一电容C1，所述第一电容C1的另一端接地；所述第五运算放大器U3A的反相输入端与所述第五运算放大器U3A的输出端连接，所述第五运算放大器U3A的输出端与直流电压采集输出端V1连接。
使用时，Vi1和Vi2为电池两端交流电压采样点通过模拟开关切换出的直流采样电压，同过U2A组成的差分电路输出单端电压，再经U2B、U3A的跟随，产生电压V1送入图6的模拟运算模块进行信号处理（直流采样时，可控制交流源不向电池输出交流激励，故此时可采到纯直流信号。
如图5所示，所述交流电压输入模块包括第三放大电路、第四放大电路、第二差分电路和第三跟随电路，其中，所述第三放大电路和所述第四放大电路连接于所述第二差分电路的输入端，所述第二差分电路的输出端连接所述第三跟随电路；
所述第三放大电路包括第六运算放大器U6B，所述第六运算放大器U6B的同相输入端与锂电池一端部的交流电压采样点Vi3连接；所述第六运算放大器U6B的反相输入端与所述第六运算放大器U6B的输出端连接；
所述第四放大电路包括第七运算放大器U6A，所述第七运算放大器U6A的同相输入端锂电池另一端部的交流电压采样点Vi4连接；所述第七运算放大器U6A的反相输入端与所述第七运算放大器U6A的输出端连接；
所述第二差分电路包括第八运算放大器U7A，所述第八运算放大器U7A的同相输入端连接有第九电阻R9，所述第九电阻R9的另一端与所述第七运算放大器U6A的输出端连接，且所述第九电阻R9的一端连接有第十电阻R10，所述第十电阻R10的另一端接地；所述第八运算放大器U7A的反相输入端连接有第十一电阻R11，所述第十一电阻R11的另一端与所述第六运算放大器U6B的输出端连接，且所述第八运算放大器U7A的反相输入端与所述第八运算放大器U7A的输出端连接，且所述第八运算放大器U7A的输出端与所述第八运算放大器反U7A相输入端之间连接第十二电阻R12；
所述第三跟随电路包括第九运算放大器U7B，所述第九运算放大器U7B的同相输入端连接有第十三电阻R13，所述第十三电阻R13的另一端与所述第八运算放大器U7A的输出端连接，且所述第九运算放大器U7B的同相输入端连接有第十四电阻R14，第十四电阻R14的另一端接地；所述第九运算放大器U7B的反相输入端与所述第九运算放大器U7B的输出端连接；且所述第九运算放大器U7B的输出端与交流电压采集输出端V5连接。
使用时，Vi3和Vi4为电池两端交流电压采样点通过模拟开关切换出的交直流采样电压，经过双运放U7的组成的差分放大和跟随，输出电压V5（此时V5是含有直流偏量的）。
如图6所示，所述补偿电压生成模块包括第五放大电路、数模转换器、第一模拟运算电路和第六放大电路，其中，所述第一模拟运算电路的输入端与所述第五放大电路和数模转换器连接，所述第一模拟运算电路的输出端与所述第六放大电路连接；
所述第五放大电路包括所述第十运算放大器U4A，所述第十运算放大器的U4A同相输入端与超高稳定参考源连接，所述第十运算放大器U4A的反相输入端与所述第十运算放大器U4A的输出端连接；
所述数模转换器U9的参考电压输入脚和所述第十运算放大器U4A的输出端均与第十五电阻R15连接，所述第十五电阻R15与第一模拟运算电路连接；
第一模拟运算电路包括第十一运算放大器U4B，所述第十一运算放大器U4B的同相输入端与所述数模转换器U9的输出引脚连接，所述第十一运算放大器U4B的反相输入端与所述第十五电阻R15连接，且所述第十一运算放大器U4B的反相输入端与所述第十一运算放大器U4B的输出端连接，所述第十一运算放大器U4B的反相输入端与所述第十一运算放大器U4B的输出端之间连接有第四十三电阻R43。
所述第六放大电路包括第十二运算放大器U5A，所述第十二运算放大器的U5A同相输入端与所述第十一运算放大器U4B的输出端连接，所述第十二运算放大器U5A的反相输入端与所述第十二运算放大器U5A的输出端连接，且所述第十二运算放大器U5A的反相输入端与所述第十二运算放大器U5A的输出端之间连接有第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18，所述第十六电阻R16与串联的第十七电阻R17和第十八电阻R18并联，且所述第十六电阻R16的另一端接地，所述第十二运算放大器U5A的输出端与补偿电压输出端V3连接。
使用时，数模转换器U9（DAC8830）可在MCU控制下生成电压和超高稳定参考源经过U4A跟随后的电压V2进行模拟算术运算，再经U5A同相放大后生成电压V3，V3便是用来做直流电压补偿的电压。
如图7所示，所述直流补偿模块包括第二模拟运算电路、第七放大电路和第四跟随电路，其中，所述第二模拟运算电路的输入端与所述交流电压采集输出端及所述补偿电压输出端连接，所述第二模拟运算电路的输出端与所述第七放大电路的输入端连接，所述第七放大电路的输出端与所述第四跟随电路的输入端连接，所述第四跟随电路的输出端连接直流输出端；
所述第二模拟运算电路包括第十三运算放大器U5B，所述第十三运算放大器U5B的同相输入端连接有第十九电阻R19，所述第十九电阻R19的另一端连接有第一电感L1，所述第一电感L1的另一端与所述补偿电压输出端V3连接；且所述第十九电阻R19的一侧连接有第七电容C7，所述第十三运算放大器U5B的反相输入端连接有第二十电阻R20，所述第二十电阻R20的另一端与所述交流电压采集输出端V5连接，所述第十三运算放大器U5B的反相输入端与所述第十三运算放大器U5B的输出端连接；且所述第十三运算放大器U5B的反相输入端与所述第十三运算放大器U5B的输出端之间连接有串联的第二十一电阻R21和第二十二电阻R22；
所述第七放大电路包括第十四运算放大器U8，所述第十四运算放大器U8的同相输入端与所述第十三运算放大器U5B的输出端连接，所述第十四运算放大器U8的反相输入端与所述第十四运算放大器U8的输出端连接，且所述第十四运算放大器U8的反相输入端与所述第十四运算放大器U8的输出端之间连接有并联的第二十三电阻R23和第二电容C2；所述第十四运算放大器U8的反相输入端与所述第二十三电阻R23及所述第二电容C2之间连接有串联的第二十四电阻R24和第二十五电阻R25，所述第二十五电阻R25的另一端接地；
所述第四跟随电路包括第十五运算放大器U3A，所述第十五运算放大器的U3A同相输入端连接有并联的第二十六电阻R26和第三电容C3，所述第三电容C3接地，所述第二十六电阻R26的另一端连接有第二十七电阻R27，所述第二十七电阻R27的另一端与所述第十四运算放大器U8的输出端连接，所述第十五运算放大器U3A的反相输入端与所述第十五运算放大器U3A的输出端连接，所述第十五运算放大器U3A的输出端与所述直流输出端V6连接。
使用时，V3和V5经过U5B组成的模拟运算电路，刚好可以把直流信号减掉，经过U5后，直流耦合量被完全消除，并经过U8放大后再经U3A跟随，输出电压V6。
如图8所示，所述模拟运算模块包括第三模拟运算电路、第四模拟运算电路、第三差分电路和第四差分电路，所述第三模拟运算电路和所述四模拟运算电路与直流电压采集输出端/直流输出端、高精度参考源连接，所述第三模拟运算电路的输出端与第三差分电路的输入端连接，所述第四模拟运算电路的输出端与所述第四差分电路的输入端连接；所述第三差分电路和所述第四差分电路的输出端与AD转换模块连接；
所述第三模拟运算电路包括第十六运算放大器U10A，所述第十六运算放大器U10A的同相输入端连接有并联的第二十八电R28和第二十九电阻R29，所述第二十八电阻R28的另一端与高精度参考源连接，所述第二十九电阻R29与直流电压采集输出端/直流输出端V6/V1连接；所述第十六运算放大器U10A的反相输入端连接有并联的第三十电阻R30和第三十一电阻R31，所述第三十电阻R30的另一端接地，所述第三十一电阻R31与所述第三差分电路连接；
所述第四模拟运算电路包括第十七运算放大器U10B，所述第十七运算放大器U10B的同相输入端连接有并联的第三十二电阻R32和第三十三电阻R33，所述第三十二电阻R32与高精度参考源连接，所述第三十三电阻R33的另一端接地；所述第十七运算放大器U10B的反相输入端连接有并联的第三十四电阻R34和第三十五电阻R35，所述第三十四电阻R34的另一端与直流电压采集输出端/直流输出端V6/V1连接，所述第三十五电阻R35的另一端与所述第四差分电路连接；
所述第三差分电路包括第十八运算放大器U11A，所述第十八运算放大器的U11A同相输入端连接有第三十六电阻R36，所述第三十六电阻R36的另一端与所述第十六运算放大器U10A的输出端连接，所述第十八运算放大器U11A的反相输入端与第三十一电阻R31以及所述第十八运算放大器U11A的输出端连接；
第四差分电路包括第十九运算放大器U11B，所述第十九运算放大器U11B的同相输入端连接有第三十七电阻R37，所述第三十七电阻R37的另一端与所述第十七运算放大器U10B的输出端连接，所述第十九运算放大器U11B的反相输入端与所述第三十五电阻R35以及所述第十九运算放大器U11B的输出端连接。
使用时，上述的V6和V1通过模拟开关选通送入模拟运算电路分别进行上下两部分的运算，最终结果V7和V8送入到具有差分输入结构的AD转换模块中进行数据转换。
如图9所示，所述AD转换模块包括处理芯片U12，所述处理芯片U12的信号输入引脚（VIN+、VIN-）与所述第十八运算放大器U11A的输出端以及所述第十九运算放大器U11B的输出端连接，且，所述第十八运算放大器U11A的输出端与所述信号输入引脚VIN+（V7）之间连接有第三十八电阻R38；所述第十九运算放大器U11B的输出端与所述信号输入引脚VIN-（V8）之间连接有第三十九电阻R39，所述第三十八电阻R38和所述第三十九电阻R39的一侧连接有第四电容C4；所述处理芯片U12的电压引脚VDD连接有第四十电阻R40，且所述第四十电阻R40与所述电压引脚VDD之间连接有并联的第五电容C5和第六电容C6；所述处理芯片U12的时序控制引脚CLK连接有第二电感L2，所述第二电感L2的两侧分别连接有第四十一电阻R41和第四十二电阻R42，所述第四十一电阻R41的另一端与时序控制输入端连接，所述第四十二电阻R42的另一端接地。
而对于MCU（控制单元模块205）来说，在使用时，其可采用现有常规MCU，因此，在此不再一一赘述。
借助于本发明的上述技术方案，经过直流电压补偿，可以很好的去除锂电池低频测量时的OCV直流电压耦合问题，无需担心因使用大电容和大电阻组合的低截止频率的高通滤波器带来的测试异常和低频交流信号衰减问题。
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，其特征在于，包括：
对锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号和交流电压信号；
根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压，并将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；
根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。
2.根据权利要求1所述的基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，其特征在于，还包括：
对所述OCV电压信号和所述交流电压信号进行信号滤波隔离处理；
对信号滤波隔离处理后的OCV电压信号进行模拟运算，得到运算信号，并对所述运算信号进行AD转换处理。
3.根据权利要求1所述的基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，其特征在于，将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值包括：
将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，得到所述直流电压与所述参考电压的电压差值；将所述电压差值，作为直流补偿电压值。
4.根据权利要求2所述基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集方法，其特征在于，还包括：
对最终交流电压信号进行AD转换处理，得到最终交流电压。
5.一种基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，其特征在于，包括：
直流电压采样模块，用于锂电池两端进行信号采集，得到OCV电压信号；
交流电压采样模块，用于锂电池两端进行信号采集，得到交流电压信号；
控制单元模块，用于根据所述OCV电压信号，计算得到锂电池两端的直流电压；
补偿电压生成模块，用于将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，根据比对结果，确定直流补偿电压值；
直流补偿模块，用于根据所述直流补偿电压值，对所述交流电压信号进行补偿运算，去除所述交流电压信号中耦合的直流信号，得到最终交流电压信号。
6.根据权利要求5所述的基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，其特征在于，还包括：
滤波处理模块，用于对所述OCV电压信号和所述交流电压信号进行信号滤波隔离处理；
模拟运算模块，用于对信号滤波隔离处理后的OCV电压信号进行模拟运算，得到运算信号；
AD转换模块，用于对所述运算信号进行AD转换处理。
7.根据权利要求5所述的基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，其特征在于，所述补偿电压生成模块在将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，并根据比对结果，确定直流补偿电压值时，将所述直流电压与预先设置的参考电压进行比对，得到所述直流电压与所述参考电压的电压差值；将所述电压差值，作为直流补偿电压值。
8.根据权利要求6所述的基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，其特征在于，所述AD转换模块，还用于对最终交流电压信号进行AD转换处理，得到最终交流电压。
9.根据权利要求8所述的基于直流补偿的锂电池交流激励电压采集系统，其特征在于，所述控制单元模块，还用于接收所述最终交流电压。
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