CN205920161U - 具有电池内阻测量功能的双向电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有电池内阻测量功能的双向电源，包括：一AC‑DC单元，将交流电转换成直流电；一DC‑DC单元，将经AC‑DC单元转换的直流电转换成所需大小的直流电；还包括一数字信号处理模块，该数字信号处理模块包括PWM控制单元、A/D采样单元以及内阻计算单元，PWM控制单元对DC‑DC单元进行PWM控制，A/D采样单元获取DC‑DC单元经PWM控制得到的采样信号；内阻计算单元根据A/D采样单元得到的采样信号计算得到电池内阻值。与现有技术相比，本实用新型在电源中实现测量电池内阻的功能，占用设备少，不仅可以测量电池放电时实时内阻，也可以测量电池充电时实时内阻，在对电池充电或放电的同时进行测量，不仅不影响正常的充放电，而且测试更为准确的反映出充放电状态下的电池内阻。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源，具体是一种双向电源。
背景技术
现有用于测量电池内阻的方法有两种：
1.直流放电内阻测量：
直流放电内阻测量根据物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，测试设备让电池在短时间内（一般为2～3秒）强制通过一个很大的恒定直流电流（目前一般使用40A～80A的大电流），测量此时电池两端的电压，并按公式计算出当前的电池内阻。但这种测量方法的缺点是（1）只能测量大容量电池或者蓄电池，小容量电池无法在2～3秒钟内负荷40A～80A的大电流；（2）当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化现象，产生极化内阻。故测量时间必须很短，否则测出的内阻值误差很大；（3）大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤，从而影响蓄电池的容量及寿命；（4）必须在静态或脱机的状态下才能实现直流法的测量，无法真正实现蓄电池的在线测量，这样就不可避免对设备运行安全性带来隐患。
交流压降内阻测量法：
交流法通过对蓄电池注入一个恒定的交流电流信号Is，测量出蓄电池两端的电压响应信号Vo，以及两者的相位差cos由阻抗公式来确定蓄电池的内阻R ，但该方法蓄电池内阻很小，交流注入所引起蓄电池两端响应电压信号很微弱，极易受环境噪声干扰，很难准确测量，并且需要测量交流电流信号Is，电压响应信号Vo，以及电压和电流之间的相位差，由此可见这种方法不但干扰因素多，既影响了精度，而且增加了系统的复杂性，同时也影响了测量精度。
因此，综上，上述两种常见的电池内阻的测量都有各自的优缺点，最主要的是整体占用多种检测设备，操作繁琐，成本较高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种可在对电池进行充放电过程中实时完成电池内阻检测的具有电池内阻测量功能的双向电源。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种具有电池内阻测量功能的双向电源，包括：
一AC-DC单元，将交流电转换成直流电；
一DC-DC单元，将经AC-DC单元转换的直流电转换成所需大小的直流电；
一接线端子，与电池连接用于充电或放电；
其特征在于，还包括：
一数字信号处理模块，该数字信号处理模块包括PWM控制单元、A/D采样单元以及内阻计算单元，所述PWM控制单元对所述DC-DC单元进行PWM控制，所述A/D采样单元获取所述DC-DC单元经PWM控制得到的采样信号；所述内阻计算单元根据所述A/D采样单元得到的采样信号计算得到电池内阻值。
还包括，一控制单元，控制所述DC-DC单元对电池进行充电或放电。
与现有技术相比，本实用新型在电源中实现测量电池内阻的功能，占用设备少，不仅可以测量电池放电时实时内阻，也可以测量电池充电时实时内阻，在对电池充电或放电的同时进行测量，不仅不影响正常的充放电，而且测试更为准确的反映出充放电状态下的电池内阻。
附图说明
图1为本实用新型双向电流型电源的结构框图。
具体实施方式
本实用新型双向电源即可以给待测电池充电也可以从待测电池吸收电流，如图1所示，本实用新型双向电源，包括：
AC-DC单元：将我们常用的交流电转换成直流电；
DC-DC单元：将得到的直流电转换成所需的直流电；
数字信号处理模块（DSP）：包括PWM控制单元、A/D采样单元以及计算单元。对DC-DC单元进行PWM控制，同时经过A/D模块获得采样信号，并利用DSP的数字运算能力，对采样信号中电流、电压信号进行运算，并将结果送入CPU，然后进行显示、存贮，以便进行其他分析；
CPU：对各个单元进行控制，包括通讯和界面，以及和其它设备进行通讯。
从图1中，可以清楚地看到本实用新型测量电池内阻整个工作过程，其是实时的对待测电池进行内阻的测量，并且通过电流的双向型可以针对充电和放电两个状态进行测量。
本实用新型测量电池内阻的工作原理如下：
当DSP检测到电池经过A/D转换器得到电池充电/放电时的电流I0和电压U0；
随后又可以检测到电池充电/放电时的电流I1和电压U1，I0即为此刻I1的上一状态电流；
在DSP中通过欧姆定律，R=(U1- U0)/(I1- I0)进行运算（此时检测到的电流对应的电压与上一时刻检测到的电流对应的电压之差，与相对应的电流之差的比值）得到电池实时内阻R的值；
将DSP计算得到的电池实时内阻R送入CPU，并在界面上显示出来。
由于在电源对电池充放电过程中，检测的电流及电压随着电池的充放电状态是时刻变化的，因此，电池的实时直流电阻可用如下式计算：
Ri=(Ui-Ui-1)/(Ii-Ii-1)；其中，Ri为此刻电池的实时直流电阻，Ui、Ii为此刻检测到的电压及电流，Ui-1 、Ii-1为此刻的上一状态的电压和电流。
Claims (4)
1.一种具有电池内阻测量功能的双向电源，包括：
一AC-DC单元，将交流电转换成直流电；
一DC-DC单元，将经AC-DC单元转换的直流电转换成所需大小的直流电；
一接线端子，与电池连接用于充电或放电；
其特征在于，还包括：
一数字信号处理模块，该数字信号处理模块包括PWM控制单元、A/D采样单元以及内阻计算单元，所述PWM控制单元对所述DC-DC单元进行PWM控制，所述A/D采样单元获取所述DC-DC单元经PWM控制得到的采样信号；所述内阻计算单元根据所述A/D采样单元得到的采样信号计算得到电池内阻值。
2.根据权利要求1所述的具有电池内阻测量功能的双向电源，其特征在于：所述采样信号为电流信号和电压信号。
3.根据权利要求1或2所述的具有电池内阻测量功能的双向电源，其特征在于：还包括：一控制单元，控制所述DC-DC单元对电池进行充电或放电。
4.根据权利要求3所述的具有电池内阻测量功能的双向电源，其特征在于：所述控制单元还包括一用于存储所述电池内阻值的存储模块和用于显示所述电池内阻值的显示模块。
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| CN201620838299.2U CN205920161U (zh) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | 具有电池内阻测量功能的双向电源 |
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| CN201620838299.2U CN205920161U (zh) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | 具有电池内阻测量功能的双向电源 |
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| CN201620838299.2U Active CN205920161U (zh) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | 具有电池内阻测量功能的双向电源 |
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| CN (1) | CN205920161U (zh) |
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| CN109001637A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-12-14 | 湖北德普电气股份有限公司 | 单体电芯绝缘内阻快速测试装置及方法 |
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| JP2021189168A (ja) * | 2020-05-27 | 2021-12-13 | 台達電子企業管理（上海）有限公司 | 電池内部抵抗の検出装置と方法 |
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2016
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