CN202916346U - 电池内阻测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池内阻测量装置，所述电池内阻测量装置从待测电池的正极接出，它包括：电压保持单元、受控恒流源单元、电压差放大单元、模数转换单元、显示单元和微控制器单元，在微控制器单元的控制下，电压差放大单元的正相输入端得到电池空载时的电池电压U1，反相输入端得到电池恒流I放电时的电池电压U2，输出端输出放大了K倍的电压差U=K(U1-U2)，微控制器单元由计算式R=U/（I×K）计算出电池内阻，由显示单元显示测量结果。该电池内阻测量装置具有放电电流小、数据准确，保护电池不容易损坏的特点。

Description

电池内阻测量装置

技术领域

本实用新型涉及电池参数的检测，特别涉及一种电池内阻的测量装置。 

背景技术

每个电池都有内阻，不同类型的电池内阻不同，内阻小的电池驱动负载能力强，内阻大的电池驱动负载能力弱，因此，内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。 

直流放电法是常用的电池内阻测试方法。现有的直流放电法是先后使电池空载和恒流放电，并先后对两种状态下的电池电压进行模数变换，然后计算电压差，最后由电压差和放电电流计算出电池内阻。此方法直接对电池电压进行采样，再计算电压差，最后计算内阻，因此，需要对电池（尤其是内阻小的电池）进行大电流放电，才能使空载和放电两种状态下的电池电压有明显的变化，使得两次电压采样值有明显的变化，从而计算出电池内阻。许多人也发明了一些电池内阻测量装置和方法，公开文献也报导了一些，如： 

1.中国专利：电池内阻测量装置和方法，申请号：CN200710201016.9，申请日：2007.07.06，公开号：CN101339230，公开日：2009.01.07，申请人：鸿富锦精密工业（深圳）有限公司；鸿海精密工业股份有限公司，地址：广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号，发明人：翁世芳；庄宗仁；张俊伟，摘要：一种电池内阻测量装置，包括：充电单元，用于分别通过第一电阻和第二电阻对电池进行充电；第一切换开关，用于切换选择所述第一电阻和第二电阻其中之一来对电池进行充电；检测单元，用于分别检测所述第一电阻和第二电阻两端的电压值；计算单元，用于根据所述第一电阻和第二电阻的阻值，以及所述检测单元检测到的电压值计算出电池内阻的阻值，计算公式为：Resr＝(V2－V1)/(V1/R1－V2/R2)，其中，Resr表示电池内阻的阻值，R1表示第一电阻的阻值，R2表示第二电阻的阻值，V1表示第一电阻两端的电压值，V2表示第二电阻两端的电压值。

2.中国专利：一种测量电池内阻的方法及装置，申请号：CN200710130081.7，申请日：2007.07.30，公开号：CN101359035，公开日：2009.02.04，申请人：比亚迪股份有限公司，地址：广东省深圳市龙岗区葵涌镇延安路比亚迪工业园，发明人：田林祖；郑广月，摘要：提供一种测量电池内阻的方法和装置，通过检测待测电池的放电电流或充电电流I、待测电池放电或充电时电压U1，然后检测待测电池放电或充电后电压U2来计算待测电池的内阻r，该待测电池的内阻r＝(U2－U1)/I。该发明提供的方法和装置实施简单，成本低廉，可广泛使用于充电器和后备电源等可移动电源上。 

但是，经本发明人的长期实践，发现以上公开的文献虽然对电池内阻测量装置和方法进行一些改进，但是还存在一些缺陷，如公开文献1的电路和测试方法复杂；文献2需要对电池进行大电流充放电，易损坏电池。鉴于此，有必要设计一种电路简单，通过小电流放电方式工作的电池内阻测量装置。 

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有的直流放电法测量电池内阻时需对电池进行大电流放电的不足之处，提供一种采用小电流放电方式的测量电池内阻的装置。 

本电池内阻测量装置从待测电池的正极接出，它包括：微控制器单元、电压保持单元、受控恒流源单元、电压差放大单元、转换模块单元和显示单元； 

所述电压保持单元的输入端接至待测电池的正极，输出端接至电压差放大单元的正相输入端；

所述受控恒流源单元的输入端接至待测电池的正极，输出端接地；

所述电压差放大单元，其正相输入端接电压保持单元输出端，其反相输入端接至待测电池正极，其输出端接至转换模块单元；

所述微控制器单元可以采用微型计算机或单片机，连接至电压保持单元、受控恒流源单元、转换模块单元和显示单元。

以上所述电压保持单元包括电子开关A、电容和缓冲器，电子开关A输入端接至待测电池的正极，输出端接至缓冲器正相输入端，受控端接至微控制器单元；电容一端并接在缓冲器的正相输入端，另一端接地。 

以上所述的受控恒流源单元，包括电子开关B和恒流源，电子开关B输入端接至待测电池的正极，输出端接至恒流源，受控端接至微控制器单元。在微控制器单元的控制下，可关断或接通恒流源工作。 

本电池内阻测量装置工作过程：微控制器单元先后使电池进入空载和恒流I放电状态，在空载状态下，电压保持单元输入电池空载电压U1，在放电状态下，电压保持单元维持输出电压U1，电压差放大单元两输入端分别得到电池空载电压U1和电池放电电压U2，其输出端输出放大了K倍的误差电压U=K（U1-U2），转换模块单元对此误差电压进行采样，微控制器单元依据式R=U/（I×K）计算出电池内阻。由于采用硬件电路对两状态下的电池电压进行误差检测和放大，从而，较小的放电电流就能使转换模块单元获得足够大的采样电压，达到测量电池内阻的目的。 

本实用新型的有益效果是，采用小电流放电的方式来测量电池内阻，数据准确，还能更好地起到保护电池，使之不容易损坏的作用。 

附图说明

图1为一较佳实施方式的电池内阻测量装置的电路结构图。 

图中零部件名称及序号： 

待测电池10、理想电池11、电池内阻12、电压保持单元20、电子开关A21、电容22、缓冲器23、电压差放大单元30、转换模块单元40、微控制器单元50、受控恒流源单元60、电子开关B61、恒流源62、显示单元70。

具体实施方式

为了便于理解，请参阅图1。 

本实施方式中待测电池10看作由一电池内阻12和一理想电池11串联而成，电池内阻测量装置即是用于检测该电池内阻12的阻值大小。 

电池内阻测量装置包括微控制器单元50、电压保持单元20、受控恒流源单元60、电压差放大单元30、转换模块单元40和显示单元70。 

电压保持单元20内包含电子开关A21、电容22和缓冲器23。电子开关A21输入端接至待测电池10的正极，输出端接至缓冲器23的输入端，受控端接至微控制器单元50；电容22的一端并接在缓冲器23的正相输入端，另一端接地；缓冲器23的输出端接至电压差放大单元30的正相输入端。 

电压差放大单元30的正相输入端接电压保持单元20的输出端，其反相输入端接至待测电池10的正极，其输出端接至转换模块单元40。 

受控恒流源单元60内包含电子开关B61和恒流源62。电子开关B61的输入端接至待测电池10的正极，输出端接至恒流源62的输入端，受控端接至微控制器单元50，微控制器单元50可以采用微型计算机或单片机，在微控制器单元50的控制下，可关断或接通恒流源62的工作。 

微控制器单元50连接至电压保持单元20、受控恒流源单元60、转换模块单元40和显示单元70，提供各单元工作所需要的时序信号，并负责计算电池内阻。 

本电池内阻测量装置的测量方法，包括以下步骤：（1）微控制器单元50先发出控制电压，使电压保持单元20的电子开关A21接通，使受控恒流源单元60的电子开关B61断开，并延时500mS；（2）微控制器单元50发出控制电压，使电压保持单元20的电子开关A21断开，使受控恒流源单元60的电子开关B61接通，并延时20mS；（3）微控制器单元50发出控制时序信号给转换模块单元40，完成电压采样；（4）微控制器单元50发出控制电压，使电压保持单元20的电子开关A21和受控恒流源单元60的电子开关B61断开；（5）微控制器单元50计算电池内阻，并把结果送至显示单元70。 

Claims (2)

1.一种电池内阻测量装置，其特征在于，所述电池内阻测量装置从待测电池（10）的正极接出，它包括：电压保持单元（20）、受控恒流源单元（60）、电压差放大单元（30）、转换模块单元（40）、显示单元（70）和微控制器单元（50）；

所述电压保持单元（20）的输入端接至待测电池（10）的正极，输出端接至电压差放大单元（30）的正相输入端；

所述受控恒流源单元（60）的输入端接至待测电池（10）的正极，输出端接地；

所述电压差放大单元（30），其正相输入端接电压保持单元（20）输出端，其反相输入端接至待测电池正极，其输出端接至转换模块单元（40）；

所述微控制器单元（50），连接至电压保持单元（20）、受控恒流源单元（60）、转换模块单元（40）和显示单元（70）。

2.根据权利要求1所述的电池内阻测量装置，其特征在于：所述电压保持单元（20）包括电子开关A（21）、电容（22）和缓冲器（23），电子开关A（21）输入端接至待测电池（10）的正极，输出端接至缓冲器（23）正相输入端，受控端接至微控制器单元（50）；电容（22）一端并接在缓冲器（23）的正相输入端，另一端接地。

3. 根据权利要求1所述的电池内阻测量装置，其特征在于：所述受控恒流源单元（60），包括电子开关B（61）和恒流源（62），电子开关B（61）输入端接至待测电池（10）的正极，输出端接至恒流源（62），受控端接至微控制器单元（50）。

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