CN211043621U - 蓄电池阻抗测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种蓄电池阻抗测量装置,包括:正弦波电压信号生成电路,用于生成预设频率的基准正弦波电压信号;变压隔离器,将基准正弦波电压信号进行变压得到与该基准正弦波电压信号相电气隔离的注入正弦波电压信号;状态切换开关,用于在测量状态时导通注入正弦波电压信号;电压采样调理电路,包含分别与复数个蓄电池相对应的复数个采样调理部分,每一个采样调理部分用于对相对应的蓄电池的电压进行采集得到电池电压信息;电流采样调理电路,用于对流过蓄电池组的电流进行采集得到电池电流信息;以及微处理器,对所有蓄电池的电池电压信息以及电池电流信息进行处理得到每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗。
Description
技术领域
本实用新型属于蓄电池性能检测技术领域,具体涉及一种蓄电池阻抗测量装置。
背景技术
蓄电池组作为备用电源,被广泛应用于航天、电力、数据中心以及通信等重要领域。众所周知,作为备用电源的蓄电池组需长期处于浮充状态,这会出现个别单体蓄电池的电解液活性降低,极板氧化和硫化,产生大量硫酸盐晶体,导致单体蓄电池的阻抗增大,进而导致单体蓄电池的容量减小甚至完全不能工作,从而造成整个蓄电池组失效。因此,单体蓄电池的阻抗是蓄电池组性能分析的重要指标。
传统的蓄电池阻抗检测装置只能检测静态下的单体蓄电池的阻抗,无法准确检测浮充状态下的蓄电池的阻抗。原因在于:首先,传统的蓄电池阻抗检测装置采用直流检测方法,由于充放电机一直对蓄电池组进行充电,会对注入到蓄电池组的直流电压信号产生影响,无法准确进行充放电检测单体蓄电池的阻抗;其次,直流检测方法测得的阻抗是单体蓄电池的等效阻抗,无法进一步测量出等效阻抗中的纯阻抗和容抗,不利于分析蓄电池的性能;再次,目前所采用的阻抗测量方式为非隔离方式,电压信号生成电路生成的电压信号直接作为注入电压信号注入到蓄电池组,蓄电池组的充放电操作对电压信号生成电路的干扰较大,从而造成测量误差较大和可靠性较差。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种蓄电池阻抗测量装置,能够准确地对处于浮充状态下的蓄电池组中每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗进行在线测量。
为了实现上述目的,本实用新型采用了如下的技术方案:
本实用新型提供了一种蓄电池阻抗测量装置,用于对处于浮充状态下且由相互串联的复数个蓄电池构成的蓄电池组中的每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗进行测量,其特征在于,包括:正弦波电压信号生成电路,用于生成预设频率的基准正弦波电压信号;变压隔离器,将基准正弦波电压信号进行变压得到与该基准正弦波电压信号相电气隔离的用于施加到蓄电池组两极端的注入正弦波电压信号;状态切换开关,串联在变压隔离器和蓄电池组之间,用于在测量状态时导通注入正弦波电压信号;电压采样调理电路,包含分别与复数个蓄电池相对应的复数个采样调理部分,每一个采样调理部分用于对相对应的蓄电池的电压进行采集得到包含有正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息的电池电压信息;电流采样调理电路,用于对流过蓄电池组的电流进行采集得到包含有正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息的电池电流信息;以及微处理器,对所有蓄电池的正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息、以及正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息进行处理得到每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,正弦波电压信号生成电路具有:相互独立的第一电压供应模块和第二电压供应模块,分别用于供应第一基准电压和第二基准电压;方波信号生成模块,根据第一基准电压生成预设频率的方波电压信号;信号波形转换模块,将方波电压信号转换为正弦波电压信号;带通滤波模块,基于第二基准电压抬高正弦波电压信号的电压,并对抬高电压后的正弦波电压信号进行带通滤波得到基准正弦波电压信号。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,方波信号生成模块含有标准时钟振荡器以及第一电阻,标准时钟振荡器的输入端接受第一基准电压,标准时钟振荡器的频率设置端与第一电阻的一端连接,信号波形转换模块含有第二电阻以及第一电容,第二电阻的一端与标准时钟振荡器的输出端连接,第二电阻的另一端与第一电容的一端连接,带通滤波模块含有第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第一运算放大器以及第五电阻,第三电阻的一端连接在第二电阻和第一电容之间,第三电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端以及第三电容的一端分别连接;第一运算放大器的正相输入端接受第二基准电压,第一运算放大器的负相输入端与第三电容的另一端以及第五电阻的一端分别连接,第一运算放大器的输出端与二电容的另一端以及第五电阻的另一端分别连接,第四电阻的另一端、第一电容的另一端以及第一电阻的另一端共同接地。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,带通滤波模块还含有分压单元,该分压单元包含第六电阻、第七电阻以及第四电容,第六电阻的一端、第七电阻的一端以及第四电容的一端分别与第一运算放大器的正相输入端连接,第六电阻的另一端接受第二基准电压,第七电阻的另一端和第四电容的另一端共同接地。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,第六电阻和第七电阻的阻值相等。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,第一电压供应模块以及第二电压供应模块分别含有一个基准电压源。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,变压隔离器的正相输入端与第一运算放大器的输出端连接,变压隔离器的负相输入端接地,变压隔离器的正相输出端和负相输出端分别与蓄电池组的两极端对应连接。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,第二基准电压大于第一基准电压。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,每个采样调理部分包含第八电阻、第九电阻、第二运算放大器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻以及第五电容,第八电阻的一端接对应的蓄电池的正极端,第八电阻的另一端和第十电阻的一端共同接第二运算放大器的正相输入端,第十电阻的另一端接地,第九电阻的一端接对应的蓄电池的负极端,第九电阻的另一端和第十一电阻的一端共同接第二运算放大器的负相输入端连接,第十一电阻的另一端和第十二电阻的一端共同接第二运算放大器的输出端,第十二电阻的另一端和第五电容的一端共同接微处理器,第五电容的另一端接地。
在本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,电流采样调理模块含有第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第三运算放大器、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻以及第六电容,第十三电阻的一端和第十四电阻的一端共同接蓄电池组的正极端,第十四电阻的另一端和第十六电阻的一端共同接第三运算放大器的正相输入端,第十六电阻的另一端接地,十三电阻的另一端、第十五电阻的一端共同接蓄电池组的负极端,第十五电阻的另一端和第十七电阻的一端共同接第三运算放大器的负相输入端,第十七电阻的另一端以及第十八电阻的一端共同接第三运算放大器的输出端,第十八电阻的另一端和第六电容的一端共同接微处理器,第六电容的另一端接地。
实用新型的作用与效果
根据本实用新型所涉及的蓄电池阻抗测量装置,因为具有正弦波电压信号生成电路、变压隔离器、电压采样调理电路、电流采样调理电路以及微处理器,正弦波电压信号生成电路能够生成预设频率的基准正弦波电压信号,变压隔离器将基准正弦波电压信号进行变压得到与该基准正弦波电压信号相电气隔离的用于施加到蓄电池组两极端的注入正弦波电压信号,电压采样调理电路包含分别与复数个蓄电池相对应的复数个采样调理部分,每一个采样调理部分能够对相对应的蓄电池的电压进行采集得到包含有正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息的电池电压信息,电流采样调理电路能够对流过蓄电池组的电流进行采集得到包含有正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息的电池电流信息,微处理器能够对所有蓄电池的正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息、以及正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息进行处理得到每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗,所以,本实用新型能够对处于浮充状态下的蓄电池组中每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗进行在线测量,方便对蓄电池组进行性能分析。而且,因为变压隔离器使得注入正弦波电压信号与基准正弦波电压信号相电气隔离,即使蓄电池组处于浮充状态,充放电机对蓄电池组的充电操作也不会对基准正弦波电压信号产生影响,从而确保了测量结果的准确性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的实施例中蓄电池阻抗测量装置的结构框图;
图2是本实用新型的实施例中蓄电池阻抗测量装置的电路图;
图3是本实用新型的实施例中方波电压信号和基准正弦波电压信号的波形图。
图4是本实用新型的实施例中电压采样调理部分的电路图;以及
图5是本实用新型的实施例中电流采样调理电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例结合附图对本实用新型提供的蓄电池阻抗测量装置作具体阐述。
<实施例>
图1是本实用新型的实施例中蓄电池阻抗测量装置的结构框图。
如图1所示,在本实施例中,蓄电池阻抗测量装置100用于对处于浮充状态下的蓄电池组200中的每一个蓄电池的阻抗信息进行测量,该阻抗信息包含蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗,蓄电池组200由相互串联的复数个蓄电池B1、B2、…、Bn构成,n为不小于2的正整数。该蓄电池阻抗测量装置100包括正弦波电压信号生成电路10、变压隔离器20、状态切换开关30、电压采样调理电路40、电流采样调理电路50以及微处理器60。
正弦波电压信号生成电路10用于生成预设频率的基准正弦波电压信号ACref,具有第一电压供应模块11、第二电压供应模块12、方波信号生成模块13、信号波形转换模块14以及带通滤波模块15。
第一电压供应模块11用于供应第一基准电压Vref1。
第二电压供应模块12与第一电压供应模块11相互独立,用于供应第二基准电压Vref2。
方波信号生成模块13用于根据第一基准电压生成预设频率的方波电压信号。
信号波形转换模块14用于将方波电压信号转换为正弦波电压信号。
带通滤波模块15基于第二基准电压Vref2抬高正弦波电压信号的电压,并对抬高电压后的正弦波电压信号进行带通滤波得到基准正弦波电压信号ACref。
变压隔离器20将基准正弦波电压信号ACref进行变压得到与该基准正弦波电压信号ACref相电气隔离的用于施加到蓄电池组200的正极端和负极端的注入正弦波电压信号ACout。
状态切换开关20串联在变压隔离器20和蓄电池组200之间,用于在测量状态时导通注入正弦波电压信号ACout或者在非测量状态时切断注入正弦波电压信号ACout。
电压采样调理电路40包含分别与复数个蓄电池相对应的复数个采样调理部分,每一个采样调理部分用于对相对应的蓄电池的电压进行采集得到包含有正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息的电池电压信息。
电流采样调理电路50用于对流过蓄电池组200的电流进行采集得到包含有正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息的电池电流信息。
微处理器60用于控制状态切换开关20的开闭;还用于对所有蓄电池的正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息、以及正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息进行处理得到每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗。
图2是本实用新型的实施例中蓄电池阻抗测量装置的电路图。
如图2所示,第一电压供应模块11含有基准电压源U1、电容 C1以及电容C2。基准电压源U1的输入端用于接受外部的高电位电压,并通过电容C1接地;基准电压源U1的输出端通过电容C2接地。在本实施例中,基准电压源U1为LM4040A25型基准电压源。
第二电压供应模块12含有基准电压源U2、电容C3以及电容C4。基准电压源U2的输入端用于接受外部的高电位电压,并通过电容C3 接地;基准电压源U2的输出端通过电容C4接地。在本实施例中,基准电压源U2为LM4040A30型基准电压源。
在本实施例中,基准电压源U1和基准电压源U2所接受的外部高电位电压均为5V,基准电压源U1输出的第一基准电压Vref1为 2.5V,基准电压源U2输出的第二基准电压Vref2为3V,Vref2-Vref1=0.5V。设计第二基准电压Vref2大于第一基准电压Vref1的目的是确保基准正弦波电压信号ACref的波形在参考0V以上。
方波信号生成模块13含有标准时钟振荡器U3以及电阻R1。在本实施例中,标准时钟振荡器U3为LTC6906型标准时钟振荡器。标准时钟振荡器U3的输入端与基准电压源U1的输出端连接,从而接受第一基准电压Vref1;标准时钟振荡器U3的频率设置端与电阻R1 的一端连接,电阻R1的另一端接地,通过调整R1的阻值即可调整方波电压信号的输出频率,例如,当标准时钟振荡器U3接受第一基准电压Vref1为2.5V、R1的阻值为1000kΩ时,方波电压信号的输出频率f=100kHz×(100kΩ/1000kΩ)=10kHz。
信号波形转换模块14含有电阻R2以及电容C5。电阻R2的一端与标准时钟振荡器U3的输出端连接,电阻R2的另一端与电容C5的一端连接;电容C5的另一端和电阻R1的另一端共同接地。电阻R2 和电容C5组成RC滤波电路来将方波电压信号转换为正弦波电压信号,RC滤波频率截止频率设置参考为0.3f≤1/2πRC≤0.5f,故选择电阻R2的阻值为7500Ω、电容C5的容量为680pF,1/2πRC为3.22kHz。
带通滤波模块15含有电阻R3、电阻R4、电容C6、电容C7、运算放大器U4、电阻R5以及分压单元15a。在本实施例中,运算放大器U4为OPA2330AIDR型运算放大器。
电阻R3的一端连接在电阻R2和电容C5之间,从而接受正弦波电压信号;电阻R3的另一端与电阻R4的一端、电容C6的一端以及电容C7的一端分别连接;电阻R4的另一端、电容C5的另一端以及电阻R1的另一端共同接地;运算放大器U4的负相输入端与电容C7 的另一端以及电阻R5的一端分别连接,运算放大器U4的输出端与电容C6的另一端以及电阻R5的另一端分别连接。
分压单元15a包含电阻R6、电阻R7以及电容C8。电阻R6的一端、电阻R7的一端以及电容C8的一端分别与运算放大器U4的正相输入端连接;电阻R6的另一端和基准电压源U2的输出端连接,从而接受第二基准电压Vref2;电阻R7的另一端和电容C8的另一端共同接地。运算放大器U4的正相输入端接受的参考电压 V=Vref2×R7/(R7+R6),本实施例中,电阻R6和电阻R7的阻值相等,参考电压V=1/2Vref2,从而使得运算放大器U4根据1/2Vref2作为参考电压来对抬高电压后的正弦波电压信号进行带通滤波得到基准正弦波电压信号ACref。
图3是本实用新型的实施例中方波电压信号和基准正弦波电压信号的波形图。
在本实施例中,带通滤波模块15的带通中心频率设置为设定电阻R3、电阻R4、电阻R5的阻值分别为75kΩ、2.49kΩ、200kΩ,电容C6的容量为680pF,则fd为 10.666kHz。图3示出了本实施例中的方波电压信号和基准正弦波电压信号ACref的波形图。
如图2所示,变压隔离器20含有变压器T1,变压器T1的正相输入端与运算放大器U4的输出端连接,从而接受基准正弦波电压信号ACref;变压器T1的负相输入端接地;变压器T1的正相输出端和负相输出端分别与蓄电池组200的正极端BAT+和负极端BAT-对应连接。
如图2所示,状态切换开关30即为图2中所示的K1,串联在变压器T1的正相输出端和蓄电池组200的正极端BAT+之间。当需要对蓄电池组200的阻抗信息进行测量时,状态切换开关20在微处理器60的控制下闭合,从而将变压隔离器20输出的注入正弦波电压信号ACout注入蓄电池组200。
图4是本实用新型的实施例中电压采样调理部分的电路图。
如图2和图4所示,电压采样调理电路40中的每个采样调理部分都具有相同的结构,包含电阻R8、电阻R9、运算放大器U5、电容C9、电阻R10、电容C10、电阻R11、电阻R12以及电容C11。图4 仅示出了与蓄电池B1相对应的电压采样调理部分的电路图。在本实施例中,运算放大器U5为OPA2330AIDR型运算放大器。
电阻R8的一端接对应的蓄电池200的正极端BAT+,电阻R8的另一端、电容C9的一端以及电阻R10的一端共同接运算放大器U5 的正相输入端,电容C9的另一端和电阻R10的另一端共同接地(即为如图4所示的蓄电池组200的负极端BAT-);电阻R9的一端接对应的蓄电池200的负极端BAT-,电阻R9的另一端、电容C10的一端以及电阻R11的一端共同接运算放大器U5的负相输入端,电容C10的另一端、电阻R11的另一端以及电阻R12的一端共同接运算放大器 U5的输出端;电阻R12的另一端和电容C11的一端共同接微处理器 60,电容C11的另一端接地(即为如图4所示的蓄电池组200的负极端BAT-)。
图5是本实用新型的实施例中电流采样调理电路的电路图。
如图2和图5所示,电流采样调理电路50含有电阻R13、电阻 R14、电阻R15、运算放大器U6、电容C12、电阻R16、电容C13、电阻R17、电阻R18以及电容C14。在本实施例中,运算放大器U6为 OPA2330AIDR型运算放大器。
电阻R13的一端和电阻R14的一端共同接蓄电池组200的正极端 BAT+,电阻R14的另一端、电容C12的一端以及电阻R15的一端共同接运算放大器U6的正相输入端,电容C12的另一端和电阻R16的另一端共同接地(即为如图5所示的蓄电池组200的负极端BAT-);电阻R13的另一端、电阻R15的一端共同接蓄电池组200的负极端BAT-,电阻R15的另一端、电容C13的一端以及电阻R17的一端共同接运算放大器U6的负相输入端,电容C13的另一端、电阻R17的另一端以及电阻R18的一端共同接运算放大器U6的输出端;电阻R18的另一端和电容C14的一端共同接微处理器,电容C6的另一端接地(即为如图5所示的蓄电池组200的负极端BAT-)。
微处理器60含有开关控制单元、存储单元、解析单元、处理单元、判断单元以及报警单元。在本实施例中,微处理器50为 STM32F103CBT6型微处理器。
开关控制单元用于控制状态切换开关30的闭合或断开。
存储单元用于存储电压采样调理电路40采集得到的所有蓄电池的电池电压信息;还用于存储电流采样调理电路50采集得到的电池电流信息。
解析单元用于从存储单元中存储的每个电池电压信息中解析出在预设频率的注入正弦波电压信号下的每个蓄电池B1、B2、…、Bn 的正弦波电压含量V1f、V2f、…、Vnf和正弦波电压相位角θ1、θ2、…、θn;还用于从存储单元中存储的电池电流信息中解析出在预设频率的注入正弦波电压信号下的每个蓄电池B1、B2、…、Bn的正弦波电流含量I1f、I2f、…、Inf和正弦波电流相位角Φ1、Φ2、…、Φn。
处理单元根据每个蓄电池的正弦波电压含量、正弦波电压相位角、正弦波电流含量以及正弦波电流相位角计算得到每个蓄电池的等效阻抗Z1=V1f/I1f、Z2=V2f/I2f、…、Zn=Bnf/Inf,纯阻抗ZR1=Z1×cos(θ1-Φ1)、 ZR2=Z2×cos(θ2-Φ2)、…、ZRn=Zn×cos(θn-Φn),以及容抗Zc1=Z1×sin(θ1-Φ1)、 Zc2=Z2×sin(θ2-Φ2)、…、Zcn=Zn×sin(θn-Φn)。
判断单元用于判断每个蓄电池的等效阻抗是否大于对应的预设等效阻抗范围;也用于判断每个蓄电池的纯阻抗是否大于对应的预设纯阻抗范围;还用于判断每个蓄电池的容抗是否大于对应的预设容抗范围。
报警单元用于当判断单元判断蓄电池的等效阻抗大于对应的预设等效阻抗范围、或判断蓄电池的纯阻抗大于对应的预设纯阻抗范围、或判断每个蓄电池的容抗大于对应的预设容抗范围时,发出报警提示。
本实施例中的蓄电池阻抗测量装置100的工作过程为:
蓄电池组200由充放电机充电时,微处理器60控制状态切换开关30闭合,正弦波电压信号生成电路10生成的基准正弦波电压信号 ACref经变压隔离器20变压后形成注入正弦波电压信号ACout施加到蓄电池组200的正极端和负极端,电压采集调理电路40采集蓄电池组200中的每一个蓄电池的电池电压信息并将所有电池电压信息输送给微处理器60;同时,电流采集调理电路50采集流过蓄电池组200 的电池电流信息并将该电池电流信息输送给微处理器60。微处理器 60根据接收到的所有电池电压信息和电池电流信息进行处理得到每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗,从而实现对蓄电池组200中的每一个蓄电池的阻抗信息的在线测量。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的蓄电池阻抗测量装置,因为具有正弦波电压信号生成电路、变压隔离器、电压采样调理电路、电流采样调理电路以及微处理器,正弦波电压信号生成电路能够生成预设频率的基准正弦波电压信号,变压隔离器将基准正弦波电压信号进行变压得到与该基准正弦波电压信号相电气隔离的用于施加到蓄电池组两极端的注入正弦波电压信号,电压采样调理电路包含分别与复数个蓄电池相对应的复数个采样调理部分,每一个采样调理部分能够对相对应的蓄电池的电压进行采集得到包含有正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息的电池电压信息,电流采样调理电路能够对流过蓄电池组的电流进行采集得到包含有正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息的电池电流信息,微处理器能够对所有蓄电池的正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息、以及正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息进行处理得到每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗,所以,本实施例能够对处于浮充状态下的蓄电池组中每一个蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗进行在线测量,方便对蓄电池组进行性能分析。而且,因为变压隔离器使得注入正弦波电压信号与基准正弦波电压信号相电气隔离,即使蓄电池组处于浮充状态,充放电机对蓄电池组的充电操作也不会对基准正弦波电压信号产生影响,从而确保了测量结果的准确性和可靠性。
此外,因为第一电压供应模块以及第二电压供应模块均含有基准电压源,使得方波信号生成模块和带通滤波模块的性能更加稳定,从而提高了基准正弦波电压信号的性能稳定性。
上述实施方式为本实用新型的优选案例,并不用来限制本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种蓄电池阻抗测量装置,用于对处于浮充状态下且由相互串联的复数个蓄电池构成的蓄电池组中的每一个所述蓄电池的等效阻抗以及对应的纯阻抗和容抗进行测量,其特征在于,包括:
正弦波电压信号生成电路,用于生成预设频率的基准正弦波电压信号;
变压隔离器,将所述基准正弦波电压信号进行变压得到与该基准正弦波电压信号相电气隔离的用于施加到所述蓄电池组两极端的注入正弦波电压信号;
状态切换开关,串联在所述变压隔离器和所述蓄电池组之间,用于在测量状态时导通所述注入正弦波电压信号;
电压采样调理电路,包含分别与所述复数个蓄电池相对应的复数个采样调理部分,每一个所述采样调理部分用于对相对应的所述蓄电池的电压进行采集得到包含有正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息的电池电压信息;
电流采样调理电路,用于对流过所述蓄电池组的电流进行采集得到包含有正弦波电流含量信息和对应的正弦波电流相位信息的电池电流信息;以及
微处理器,对所有所述蓄电池的所述正弦波电压含量信息和对应的正弦波电压相位信息、以及所述正弦波电流含量信息和对应的所述正弦波电流相位信息进行处理得到每一个所述蓄电池的所述等效阻抗以及对应的所述纯阻抗和所述容抗。
2.根据权利要求1所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述正弦波电压信号生成电路具有:
相互独立的第一电压供应模块和第二电压供应模块,分别用于供应第一基准电压和第二基准电压;
方波信号生成模块,根据所述第一基准电压生成所述预设频率的方波电压信号;
信号波形转换模块,将所述方波电压信号转换为正弦波电压信号;
带通滤波模块,基于所述第二基准电压抬高所述正弦波电压信号的电压,并对抬高电压后的所述正弦波电压信号进行带通滤波得到所述基准正弦波电压信号。
3.根据权利要求2所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述方波信号生成模块含有标准时钟振荡器以及第一电阻,所述标准时钟振荡器的输入端接受所述第一基准电压,所述标准时钟振荡器的频率设置端与所述第一电阻的一端连接,
所述信号波形转换模块含有第二电阻以及第一电容,所述第二电阻的一端与所述标准时钟振荡器的输出端连接,所述第二电阻的另一端与所述第一电容的一端连接,
所述带通滤波模块含有第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第一运算放大器以及第五电阻,所述第三电阻的一端连接在所述第二电阻和所述第一电容之间,所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端、所述第二电容的一端以及所述第三电容的一端分别连接;所述第一运算放大器的正相输入端接受所述第二基准电压,所述第一运算放大器的负相输入端与所述第三电容的另一端以及所述第五电阻的一端分别连接,所述第一运算放大器的输出端与所述二电容的另一端以及所述第五电阻的另一端分别连接,
所述第四电阻的另一端、所述第一电容的另一端以及所述第一电阻的另一端共同接地。
4.根据权利要求3所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述带通滤波模块还含有分压单元,该分压单元包含第六电阻、第七电阻以及第四电容,
所述第六电阻的一端、所述第七电阻的一端以及所述第四电容的一端分别与所述第一运算放大器的正相输入端连接,
所述第六电阻的另一端接受所述第二基准电压,
所述第七电阻的另一端和所述第四电容的另一端共同接地。
5.根据权利要求4所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述第六电阻和所述第七电阻的阻值相等。
6.根据权利要求2所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述第一电压供应模块以及所述第二电压供应模块分别含有一个基准电压源。
7.根据权利要求3所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述变压隔离器的正相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接,所述变压隔离器的负相输入端接地,
所述变压隔离器的正相输出端和负相输出端分别与所述蓄电池组的所述两极端对应连接。
8.根据权利要求2所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述第二基准电压大于所述第一基准电压。
9.根据权利要求1所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,每个所述采样调理部分包含第八电阻、第九电阻、第二运算放大器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻以及第五电容,
所述第八电阻的一端接对应的所述蓄电池的正极端,所述第八电阻的另一端和所述第十电阻的一端共同接所述第二运算放大器的正相输入端,所述第十电阻的另一端接地,
所述第九电阻的一端接对应的所述蓄电池的负极端,所述第九电阻的另一端和所述第十一电阻的一端共同接所述第二运算放大器的负相输入端连接,所述第十一电阻的另一端和所述第十二电阻的一端共同接所述第二运算放大器的输出端,
所述第十二电阻的另一端和所述第五电容的一端共同接所述微处理器,所述第五电容的另一端接地。
10.根据权利要求1所述的蓄电池阻抗测量装置,其特征在于:
其中,所述电流采样调理模块含有第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第三运算放大器、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻以及第六电容,
所述第十三电阻的一端和所述第十四电阻的一端共同接所述蓄电池组的正极端,所述第十四电阻的另一端和所述第十六电阻的一端共同接所述第三运算放大器的正相输入端,所述第十六电阻的另一端接地,
所述十三电阻的另一端、所述第十五电阻的一端共同接所述蓄电池组的负极端,所述第十五电阻的另一端和所述第十七电阻的一端共同接所述第三运算放大器的负相输入端,所述第十七电阻的另一端以及所述第十八电阻的一端共同接所述第三运算放大器的输出端,
所述第十八电阻的另一端和所述第六电容的一端共同接所述微处理器,所述第六电容的另一端接地。
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