CN212675132U - 一种电池测试仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池测试仪，用以解决对电池容量及内阻进行测试时，需要多种测试设备，降低测试效率的技术问题。测试仪包括：DC/DC直流电压转换模块，与电源连接，用于将电源发出的直流电压的电压值转换成第一预设电压值；电池单元电路模块，通过电源总线与DC/DC直流电压转换模块连接，用于控制电池的充放电过程以及用于测试电池容量；内阻测试模块，与电池单元电路模块连接，用于测试电池内阻。本申请通过上述电池测试仪实现了将电池容量测试及内阻测试结合成一体，缩短测试时间，进而提高了测试效率。另外，电池单元电路模块还可以将电池放出的电能送回电源总线循环利用，实现了将电能循环使用以降低功耗的效果。

Description

一种电池测试仪

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池测试仪。

背景技术

现有的对电池进行的测试过程，主要包括对电池容量的测试以及对电池内阻的测试。

但是对电池容量的测试及电池内阻的测试，通常需要两种或多种测试设备。使在电池的充放电过程中，不方便对内阻进行测试，而且增加了测试步骤，又使得测试的时间增长，降低了电池测试的效率。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种电池测试仪，用以解决现有的电池容量测试及电池内阻测试过程中需要多种测试设备，降低了测试效率的技术问题。

本申请实施例提供了一种电池测试仪，包括：DC/DC直流电压转换模块，与电源连接，用于将电源发出的直流电压的电压值转换成第一预设电压值；电池单元电路模块，通过电源总线与DC/DC直流电压转换模块连接，用于控制电池的充放电过程，以及用于测试电池的容量；内阻测试模块，与电池单元电路模块连接，用于测试电池的内阻。

本申请实施例提供的一种电池测试仪，通过电池单元电路模块及内阻测试模块将电池容量测试及电池内阻测试结合成一体，可以设置在充放电过程中满足条件时测试电池的内阻，方便了电池内阻的测试过程，能够准确的了解内阻值变化。减少了测试步骤，缩短了测试时间，进而提高了对电池容量及内阻测试的效率。另外，通过电源总线将电池单元电路模块与DC/DC直流电压转换模块连接起来，在电池放电时将电压升高输送到此电源总线上，充电时可以在此电源总线上取电，实现了将电能通过电源总线循环使用，降低了功耗，进而节省了电能资源。

在本申请的一种实现方式中，电池测试仪还包括主控单元；主控单元通过数模转换模块连接电池单元电路模块，同时连接内阻测试模块；主控单元用于为电池单元电路模块提供基准电压及基准电流，以及用于接收电池单元电路模块发送的恒流信号及恒压信号；主控单元还用于计时，以确定电池的容量值；主控单元还用于为内阻测试模块提供预设幅值的正弦波，以及用于接收内阻测试模块的输出结果，并基于输出结果确定电池的内阻值；主控单元通过导线还连接有显示模块，显示模块用于显示电池的容量值及内阻值；主控单元采用单片机。

本申请实施例提供的一种电池测试仪，通过主控单元为电池单元电路模块提供基准电压及基准电流，以及接收电池单元电路模块上传的恒压信号及恒流信号，以便保证电池进行的恒压或者恒流充放电过程。实现计时功能以便确定电池的容量值。本申请实施例中的主控单元实现了电池容量测试过程中的计时功能，保证了容量测试的准确性。另外，为内阻测试模块提供正弦波信号，以便完成电池内阻的测试过程，保证了内阻测试过程的顺利进行。

在本申请的一种实现方式中，电池单元电路模块包括：第一模拟开关、第二模拟开关及第三模拟开关；第一模拟开关的第一端连接第二模拟开关的第二端，同时连接电源；第一模拟开关的第二端连接第二模拟开关的第一端，同时连接反相器的输出端；反相器的输入端连接脉冲宽度调制PWM控制单元的输出端；第一模拟开关的第三端连接第一驱动；第二模拟开关的第三端连接第三模拟开关的第一端；第三模拟开关的第二端连接第三控制信号；第三模拟开关的第三端连接第二驱动；第一模拟开关、第二模拟开关及第三模拟开关均采用sgm3157。

在本申请的一种实现方式中，电池单元电路模块还包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；第一开关管的第一端连接第一驱动；第一开关管的第二端连接第一二极管的阴极，同时连接电源；第一开关管的第三端连接第一二极管的阳极，同时连接电感的一端；电感的另一端连接电容的一端，同时连接电池测试仪的第一接口；电容的另一端接地；第二开关管的第一端连接第二驱动；第二开关管的第二端连接第二二极管的阴极，同时连接电感的一端；第二开关管的第三端连接第二二极管的阳极，同时接地；第三开关管的第一端连接第四控制信号；第三开关管的第二端连接电池测试仪的第二接口；第三开关管的第三端连接第四开关管的第二端；第四开关管的第一端连接第三控制信号；第四开关管的第三端连接第一电阻的一端；第一电阻的另一端接地；第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管均采用HY1503。

本申请实施例提供的一种电池测试仪，将充放电过程结合到一起，并通过晶体管做开关控制，在开关管导通时两端压降很小，截止时没有电流通过，使得开关管上的损耗大大降低，进而使得本申请实施例提供的电池测试仪可以不适用大体积的散热器就能稳定、可靠的工作。

在本申请的一种实现方式中，电池单元电路模块还包括：第一仪表放大器、第二仪表放大器、第一比较器、第二比较器；第一仪表放大器的第一输入端连接电池测试仪的第三接口，第二输入端连接电池测试仪的第四接口；第一仪表放大器的输出端连接输入选择和充放电切换单元的第一输入端，同时连接数模转换模块的第一输入端；输入选择和充放电切换单元的第二输入端连接数模转换模块的第一输出端，用于输入基准电压；第一比较器的同相输入端连接输入选择和充放电切换单元的第一输出端；第一比较器的反向输入端连接输入选择和充放电切换单元的第二输出端；第一比较器的输出端连接第三二极管的阳极，同时输出恒压信号；第三二极管的阴极连接PWM控制单元的输入端；输入选择和充放电切换单元的第三输出端连接数模转换模块的第三输入端，同时连接第二电阻、第三电阻的一端；第三电阻的另一端接地；第二电阻的另一端连接电池测试仪的第一接口；第二仪表放大器的第一输入端连接极性切换单元的第一输出端，第二输入端连接极性切换单元的第二输出端；第二仪表放大器的输出端连接数模转换模块的第二输入端，同时连接第四电阻的一端；第四电阻的另一端连接第五电阻的一端，同时连接第二比较器的反向输入端；第五电阻的另一端连接数模转换模块的第二输出端，用于输入基准电流；极性切换单元的第一输入端连接第一电阻的一端；极性切换单元的第二输入端连接第一电阻的另一端，同时接地；极性切换单元用于保证输入至第二仪表放大器的电压值为负值，电压值用于表示第一电阻上产生的电压；第二仪表放大器用于放大电压值；第二比较器的同相输入端接地；第二比较器的输出端连接第四二极管的阳极，同时输出恒流信号；第四二极管的阴极连接第三二极管的阴极；PWM控制单元用于将第一比较器输出的第一电压，及第二比较器输出的第二电压进行脉冲宽度调制，以得到占空比波形信号；PWM控制单元还连接有第二控制信号，并在第二控制信号为高电平时，输出占空比波形信号；第一仪表放大器、第二仪表放大器均采用tp1561；第一比较器、第二比较器均采用tp1562。

在本申请的一种实现方式中，内阻测试模块包括第一电容、第二电容；第一电容的一端连接电池测试仪的第三接口；第一电容的另一端连接多路选择开关的第一输入端；第二电容的一端连接电池测试仪的第四接口；第二电容的另一端连接多路选择开关的第二输入端；多路选择开关的第一输出端连接第四仪表放大器的第一输入端；多路选择开关的第二输出端连接第四仪表放大器的第二输出端；第四仪表放大器用于放大电池内阻上产生的电压；电池的正极连接电池测试仪的第三接口，负极连接电池测试仪的第四接口；所述多路选择开关采用CD4051。

在本申请的一种实现方式中，内阻测试模块还包括低通滤波器；低通滤波器的输入端连接数模转换模块的第三输出端，用于对第三输出端接入的正弦波进行滤波；低通滤波器的输出端连接恒流输出电路的输入端；恒流输出电路的输出端连接基准电阻的一端；基准电阻的另一端连接第四模拟开关的第三端，同时连接第四模拟开关的第一端；第四模拟开关的第二端连接第三电容的一端，同时连接第六二极管的阴极，同时连接第五二极管的阳极；第三电容的另一端连接电池测试仪的第二接口；第六二极管的阳极接地；第五二极管的阴极连接电源；基准电阻的两端还与第三仪表放大器的第一输入端、第二输入端并联；第三仪表放大器的输出端连接恒流输出电路的输入端，同时连接选择开关的第二输入端；第三仪表放大器用于放大基准电阻上产生的电压；选择开关的第一输入端连接第四仪表放大器的输出端；选择开关的输出端经可变倍数放大器连接带通滤波器的输入；带通滤波器的输出端连接数模转换模块的第四输入端，以便主控单元确定电池的内阻值。

在本申请的一种实现方式中，电池测试仪还包括并联稳压模块；并联稳压模块通过电源总线与电池单元电路模块连接，用于使输入电池单元电路模块的电压值不高于第二预设电压值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种电池测试仪内部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池单元电路模块电路连接关系示意图；

图3为本申请实施例提供的内阻测试模块电路连接关系示意图；

图4为本申请实施例提供的并联稳压模块电路连接关系示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有的对电池进行容量测试的过程首先是对电池进行充电，电池充满后再对电池放电来测试电池的容量。在这个过程中，电池放出的电能直接以热能的方式消耗掉，当大量频繁的测试电池容量时，将消耗大量的电能。电池经过分容后还需要另外对电池的内阻进行测试分选，通常需要两种或者多种测试设备，使在电池的放电过程中不方便对其内阻进行测试，不仅增加了测试步骤，又使得测试的时间更长。除此之外，目前的测试设备体积较大且操作复杂，应用不普及，不方便电池的测试过程。

本申请实施例提供了一种电池测试仪，将电池的容量测试及内阻测试结合为一体，缩短测试时间进而提高测试效率；通过电源总线将电池放出的电能循环使用，以降低功耗；以及在实现多种功能的前提下，缩小测试仪的体积使之更易普及；以解决上述技术问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种电池测试仪内部结构示意图。如图1所示，电池测试仪主要包括DC/DC直流电压转换模块101、电池单元电路模块103、内阻测试模块104、数模转换模块105、主控单元106。

其中，DC/DC直流电压转换模块101通过导线与电源109连接，同时通过电源总线连接电池单元电路模块103，用于将电源109发出的直流电压的电压值转换成第一预设电压值。

在本申请的一个实施例中，电源109为直流电源；第一预设电压值为6V。

进一步地，电池单元电路模块103用于控制电池的充放电过程，以及用于测试电池的容量。内阻测试模块104与电池单元电路模块连接，用于测试电池的内阻。

更进一步地，主控单元106通过数模转换模块105连接电池单元电路模块103，同时连接内阻测试模块104。主控单元106用于电池单元电路模块103提供基准电压及基准电流，以及用于接收电池单元电路模块103上传的恒流信号及恒压信号，以便于电池单元电路模块103控制电池进行恒流、恒压充放电过程。主控单元106还用于为内阻测试模块104提供正弦波信号，以便内阻测试模块104完成内阻测试过程；以及用于接收内阻测试模块104发送的输出结果，以便基于输出结果，确定电池的内阻值。

更进一步地，主控单元106还用于计时，以确定被测电池的容量值。

在本申请的一个实施例中，主控单元106采用单片机。例如，华大的HC32L170JAPA单片机。

如图1所示，主控单元106还连接有显示模块107、按键模块108。其中，显示模块107用于将电池的内阻值和/或容量值显示出来。

在本申请的一个实施例中，电池测试仪还包括并联稳压模块102。并联稳压模块102通过电源总线连接电池单元电路模块103，用于使输入电池单元电路模块103的电压值不高于第二预设电压值，例如，稳定在6.5V。

本申请实施例提出的电池测试仪，通过电池单元电路模块将电池的充放电过程、容量测试过程、内阻测试过程结合为一体，以减少测试步骤、缩短测试时间，进而提高测试效率。下面通过附图详细说明电池单元电路模块控制电池的充放电过程及容量测试过程。

图2为本申请实施例提供的电池单元电路模块电路连接关系示意图。

如图2所示，电池单元电路模块包括：第一模拟开关K1、第二模拟开关K2及第三模拟开关K3。

其中，第一模拟开关K1的第一端连接第二模拟开关K2的第二端，同时连接电源；第一模拟开关K1的第二端连接第二模拟开关K2的第一端，同时连接反相器的输出端；反相器的输入端连接脉冲宽度调制PWM控制单元的输出端；第一模拟开关K1的第三端连接第一驱动；第二模拟开关K2的第三端连接第三模拟开关K3的第一端；第三模拟开关K3的第二端连接第三控制信号B3-1；第三模拟开关K3的第三端连接第二驱动。

在本申请的一个实施例中，第一模拟开关K1、第二模拟开关K2及第三模拟开关K3均采用sgm3157；反相器采用74LVC1g14。

如图2所示，电池单元电路模块还包括：第一驱动、第二驱动。

其中，第一驱动的一端连接第一模拟开关K1的第三端；第一驱动的另一端连接第一开关管Q1的第一端；用于驱动第一开关管Q1的导通状态。第二驱动的一端连接第三模拟开关K3的第三端，第二驱动的另一端连接第二开关管Q2的第一端；用于驱动第二开关管Q2的导通状态。

在本申请的一个实施例中，第一驱动、第二驱动为反相驱动。即输入第一驱动、第二驱动的信号为高电平时，输出第一驱动、第二驱动的信号为低电平。

在本申请的另一实施例中，第一开关管Q1在其第一端接入的信号为高电平时导通；第二开关管Q2在其第一端接入的信号为高电平时导通。

需要说明的是，驱动第一开关管Q1、第二开关管Q2的第一驱动、第二驱动，可通过现有的反相驱动器实现，也可以通过驱动电路实现。即第一驱动、第二驱动可以通过现有技术实现，本申请实施例在此不做赘述。

如图2所示，电池单元电路模块还包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4。

其中，第一开关管Q1的第一端连接第一驱动；第一开关管Q1的第二端连接第一二极管D1的阴极，同时连接电源；第一开关管Q1的第三端连接第一二极管D1的阳极，同时连接电感L的一端。电感L的另一端连接电容C的一端，同时连接电池测试仪的第一接口B+；电容C的另一端接地。

进一步地，第二开关管Q2的第一端连接第二驱动；第二开关管Q2的第二端连接第二二极管D2的阴极，同时连接电感L的一端；第二开关管Q2的第三端连接第二二极管D2的阳极，同时接地。

进一步地，第三开关管Q3的第一端连接第四控制信号B4-1；第三开关管Q3的第二端连接电池测试仪的第二接口B-；第三开关管Q3的第三端连接第四开关管Q4的第二端。

进一步地，第四开关管Q4的第一端连接第三控制信号B3-1；第四开关管Q4的第三端连接第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端接地。

在本申请的一个实施例中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4均采用HY1503。

在本申请的另一实施例中，第三开关管Q3在第四控制信号B4-1为高电平时导通；第四开关管Q4在第三控制信号B3-1为高电平时导通。

本领域技术人员可以明确的是，第一控制信号B1-1、第二控制信号B2-1、第三控制信号B3-1及第四控制信号B4-1由主控单元基于按键产生。

如图2所示，电池单元电路模块还包括：第一仪表放大器、第二仪表放大器；第一比较器、第二比较器。

其中，第一仪表放大器的第一输入端连接电池测试仪的第三接口S+，第二输入端连接电池测试仪的第四接口S-；第一仪表放大器的输出端连接输入选择和充放电切换单元的第一输入端，同时连接数模转换模块的第一输入端ADC1-1。

进一步地，输入选择和充放电切换单元的第二输入端连接数模转换模块的第一输出端DAC1-1，用于输入基准电压。

进一步地，第一比较器的同相输入端连接输入选择和充放电切换单元的第一输出端；第一比较器的反向输入端连接输入选择和充放电切换单元的第二输出端；第一比较器的输出端连接第三二极管D3的阳极，同时输出恒压信号CV1。第三二极管D3的阴极连接PWM控制单元的输入端。

更进一步地，输入选择和充放电切换单元的第三输出端DAC3连接数模转换模块的第三输入端ADC3-1，同时连接第二电阻R2、第三电阻R3的一端；第三电阻R3的另一端接地；第二电阻R2的另一端连接电池测试仪的第一接口B+。

进一步地，第二仪表放大器的第一输入端连接极性切换单元的第一输出端，第二输入端连接极性切换单元的第二输出端；第二仪表放大器的输出端连接数模转换模块的第二输入端ADC2-1，同时连接第四电阻R4的一端。第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5的一端，同时连接第二比较器的反相输入端。

更进一步地，第五电阻R5的另一端连接数模转换模块的第二输出端DAC2-1，用于输入基准电流。

更进一步地，极性切换单元的第一输入端连接第一电阻R1的一端；极性切换单元的第二输入端连接第一电阻R1的另一端，同时接地；极性切换单元用于保证输入至第二仪表放大器的电压值为负值，且电压值用于表示第一电阻R1上产生的电压；第二仪表放大器用于放大该电压值。

进一步地，第二比较器的同相输入端接地；第二比较器的输出端连接第四二极管D4的阳极，同时输出恒流信号CC1。第四二极管D4的阴极连接第三二极管D3的阴极。

更进一步地，PWM控制单元用于将第一比较器输出的第一电压，及第二比较器输出的第二电压进行脉冲宽度调制，以得到占空比波形信号。

在本申请的一个实施例中，PWM控制单元还连接有第二控制信号B2-1，并在第二控制信号B2-1为高电平时，输出占空比波形信号。

在本申请的另一实施例中，PWM控制单元采用PL494。

在本申请的另一实施例中，第一仪表放大器、第二仪表放大器均采用tp1561；第一比较器、第二比较器均采用tp1562。输入选择和充放电切换单元及极性切换单元均采用sgm3157。

在本申请的一个实施例中，电池的充放电过程及容量测试过程通过以下内容实现：

充电过程：在电池充电过程中，第一控制信号B1-1为低电平，第二控制信号B2-1、第三控制信号B3-1及第四控制信号B4-1均为高电平。

在第一控制信号B1-1为低电平时，第一模拟开关K1的第二端Nc与第三端com接通，将占空比波形信号接入第一驱动；然后通过第一驱动使得第一开关管Q1接通；电源的电量通过第一开关管Q1、电感L送入电池的正极，以实现电池的充电过程。

其中，电池的正极连接测试仪的第一接口B+、第三接口S+，负极连接第二接口B-、第四接口S-。

在第三控制信号B3-1、第四控制信号B4-1为高电平时，电池的负极经第二接口B-、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电阻R1之后接地，形成完整的充电回路，实现充电过程。

进一步地，在第一控制信号B1-1为低电平的情况下，第二模拟开关K2的第二端Nc与第三端com接通。第二控制信号B2-1为高电平的情况下，第三模拟开关K3的第一端No与第三端com接通。Vcc电源经第二模拟开关K2、第三模拟开关K3为第二驱动供电。此时第二驱动输出低电平信号，使得第二开关管Q2截止。

进一步地，第二仪表放大器通过极性切换单元放大第一电阻R1上的电压信号，并将放大后的第一电阻R1上的电压信号送入第二比较器的反相输入端。同时主控单元提供的充电电流的基准电压信号通过第五电阻R5也送入第二比较器的反相输入端。第二比较器的正相输入端接地。

需要说明的是，第二仪表放大器输入的第一电阻R1上的电压信号为低电平；充电电流的基准电压信号为高电平。

第一仪表放大器将采集到的电池的充电电压信号经输入选择和充放电切换单元，送入第一比较器的同相端；同时输入选择和充放电切换单元将主控单元提供的充电电压的基准电压信号送入第一比较器的反相端。

更进一步地，第二比较器比较第一电阻R1上的电压信号与充电电流的基准电压信号二者之间的差值，与零值的大小关系；并在差值小于0时，输出大于0的差值。

第一比较器比较电池的充电电压信号与充电电压的基准电压信号之间的大小关系，并在电池的充电电压信号大于充电电压的基准电压信号时，输出大于0的值。

更进一步地，PWM控制单元将第一比较器输出的电压信号，与第二比较器输出的电压信号进行占空比调制，输出占空比下降的占空比波形信号。该占空比波形信号经反相器、第一模拟开关K1、第一驱动反相驱动之后，减小第一开关管Q1的导通时间，以保证电池的恒流、恒压充电过程。

还需要说明的是，PWM控制单元采用PL494。在输入电压增加的情况下，其输出的占空比波形信号的占空比减小。

至此，电池完成恒流、恒压充电过程。

放电过程：在电池放电过程中，第一控制信号B1-1为高电平，第二控制信号B2-1、第三控制信号B3-1及第四控制信号B4-1均为高电平。

在第一控制信号B1-1为高电平的情况下，第一模拟开关K1、第二模拟开关K2的第一端No与第三端com接通；在第二控制信号为高电平的情况下，第三模拟开关K3的第一端No与第三端com接通。

进一步地，占空比波形信号经反相器、第二模拟开关K2、第三模拟开关K3送入第二驱动，经反相驱动后，使第二开关管Q2导通。

更进一步地，在第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4导通的情况下，经第一电阻R1、第四开关管Q4、第三开关管Q3、第二接口B-、第一接口B+、电感L、电容C、第二开关管Q2形成电池的放电通路。

更进一步地，第一仪表放大器经第三接口S+、第四接口S-放大电池的放电电压信号，然后经输入选择和充放电切换单元送入第一比较器的反相输入端；同时主控单元提供的放电电压的基准电压信号送入第一比较器的同相输入端。

第二仪表放大器经极性切换单元放大第一电阻R1上产生的放电电压信号，并将第一电阻R1上的放电电压信号送入第二比较器的反相端；同时将主控单元提供放电电流的基准电压信号送入第二比较器的反相端。

需要说明的是，第一电阻R1上的放电电压信号为低电平信号；放电电流的基准电压信号为高电平信号。

更进一步地，在电池放电电压信号小于放电电压的基准电压信号时，第一比较器输出正值电压；在第一电阻R1上的放电电压信号与放电电流的基准电压信号之间的差值大于0时，第二比较器输出负值电压。

需要说明的是，第二比较器输出的电压信号为低电平时，第四二极管D4截止。

将第一比较器输出的电压信号送入PWM控制单元，进行脉冲宽度调制，以得到占空比减小的占空比波形信号。该占空比波形信号经反相器、第二驱动，两次反相驱动之后，缩短第二开关管Q2的导通时间，进而保证电池进行恒流、恒压放电过程。

至此，实现电池的恒流、恒压放电过程。

在本申请的一个实施例中，在电池进行恒流放电的过程中，通过主控单元的计时功能，对电池恒流放电的时间进行计时，以确定被测电池的容量值。

在本申请的另一实施例中，第二比较器的输出端输出恒流信号CC1，在电池进行恒流放电的过程中，第一电阻上产生的放电电压始终大于放电电流的基准电压，因此，第二比较器的反相输入端输入的电压信号为低电平信号，第二比较器输出的恒流信号CC1始终为高电平信号。因此，主控单元记录恒流信号CC1的高电平持续时间，即可得到电池的容量值。

在本申请的一个实施例中，在电池放电过程中，设置在达到条件时测试电池的内阻。例如，在电池放电电压到3.5V时，暂停电池的放电过程，进行电池内阻的测试过程；在内阻测试完成之后，在控制第二开关管Q2导通继续进行放电过程，直至放电结束。

图3为本申请实施例提供的内阻测试模块电路连接关系示意图。

如图3所示，内阻测试模块包括第一电容C1-1、第二电容C1-2。

其中，第一电容C1-1的一端连接电池测试仪的第三接口S+；第一电容C1-1的另一端连接多路选择开关的第一输入端；第二电容C1-2的一端连接电池测试仪的第四接口S-；第二电容C1-2的另一端连接多路选择开关的第二输入端。

需要说明的是，电池测试仪的第三接口S+连接电池的正极，第四接口S-连接电池的负极。

进一步地，多路选择开关的第一输出端连接第四仪表放大器的第一输入端；多路选择开关的第二输出端连接第四仪表放大器的第二输入端。第四仪表放大器用于放大电池内阻上产生的电压，并将放大后的电池内阻上产生的电压输出至选择开关。

在本申请的一个实施例中，所述多路选择开关采用CD4051。

更进一步地，内阻测试模块还包括低通滤波器，且低通滤波器的输入端连接数模转换模块的第三输出端DAC3，用于对第三输出端DAC3接入的正弦波进行滤波。低通滤波器的输出端连接恒流输出电路的输入端；恒流输出电路的输出端连接基准电阻RF的一端；基准电阻RF的另一端连接第四模拟开关K4的第三端，同时连接第四模拟开关K4的第一端；第四模拟开关K4的第二端连接第三电容C3-1的一端，同时连接第六二极管D6的阴极，同时连接第五二极管D5的阳极。第三电容C3-1的另一端连接电池测试仪的第二接口B-；第六二极管D6的阳极接地；第五二极管D5的阴极连接Vcc电源。

更进一步地，基准电阻RF的两端还与第三仪表放大器的第一输入端、第二输入端并联；第三仪表放大器的输出端连接恒流输出电路的输入端，同时连接选择开关的第二输入端；第三仪表放大器用于放大基准电阻RF上产生的电压。

需要说明的是，恒流输出电路用于将输入的正弦波信号恒流处理后输出，且将正弦波信号进行恒流处理的过程可通过现有电路来实现，因此，本申请实施例在此不做赘述。

更进一步地，选择开关的第一输入端连接第四仪表放大器的输出端，第二输入端连接第三仪表放大器的输出端。选择开关的输出端经可变倍数放大器连接带通滤波器的输入端；带通滤波器的输出端连接数模转换模块的第四输入端ADC4，以便主控单元确定被测电池的内阻值。

需要说明的是，可变倍数放大器用于对选择开关输入的基准电阻RF上产生的电压或者电池内阻上产生的电压，选择合适的放大倍数进行放大。然后经带通滤波器之后送入主控单元。

在本申请的一个实施例中，电池内阻的测试过程通过以下内容实现：

主控单元生成一个预设幅值的正弦波信号，经数模转换模块送入内阻测试模块的低通滤波器中。低通滤波器用于滤除正弦波信号中的杂波信号。然后经恒流输出电路后在基准电阻RF上产生电压，同时经电池测试仪的第二接口B-，送入电池。

电池测试仪通过第三接口S+及第四接口S-采集电池内阻上产生的电压，然后与基准电阻RF上产生的电压一起经可变倍数放大器、带通滤波器后送入主控单元。

主控单元基于基准电阻RF的阻值、以及两个电压的电压值，确定电池的内阻值。

至此，得到被测电池的内阻值及容量值。

图4为本申请实施例提供的并联稳压模块电路连接关系示意图。如图4所示，并联稳压模块主要包括：

PWM控制单元通过电源总线连接第五开关管Q5的第二端，同时连接第六电阻R6的一端；第五开关管Q5的第一端连接第三驱动的一端；第三驱动的另一端连接PWM控制单元；第五开关管Q5的第三端连接第七二极管D7的阴极，同时连接第一电感L1的一端；第七二极管D7的阳极接地；第一电感L1的另一端连接第四电容C4的一端，同时连接第九电阻R9的一端；第九电阻R9的另一端接地；第四电容C4的另一端接地。

进一步地，第六电阻R6的另一端连接第七电阻R7的一端，同时连接第三比较器的同相输入端；第七电阻R7的另一端接地；第三比较器的反相输入端连接第八电阻R8的一端，同时连接稳压管D9的一端；稳压管D9的另一端接地；第八电阻R8的另一端连接电源总线。

更进一步地，第三比较器的输出端连接第八二极管D8的阳极；第八二极管D8的阴极连接PWM控制单元。

在本申请的一个实施例中，电源总线上的电压经第六电阻R6、第七电阻R7分压后，送入第三比较器的同相输入端；第三比较器的反相输入端输入的是电源总线的基准电压。

进一步地，在电源总线上的电压低于电源总线的基准电压值时，第三比较器的输出端输出低电平信号，第八二极管D8截止；PWM控制单元输出占空比为0的占空比波形信号。第九电阻R9上没有电流通过。此时，并联稳压模块停止工作。

更进一步地，在电源总线上的电压高于电源总线的基准电压值时，第三比较器的输出端输出高电平信号，第八二极管D8导通；PWM控制单元输出占空比波形信号的占空比增加。经过第三驱动驱动第五开关管Q5导通，第九电阻R9上的电流增加，将多余的电能消耗掉，进而使得电源总线上的电压不超过第二预设阈值，例如6.5V。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

还需要说明的是，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过程、方法、商品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过程、方法、商品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过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种电池测试仪，其特征在于，所述电池测试仪包括：

DC/DC直流电压转换模块，与电源连接，用于将所述电源发出的直流电压的电压值转换成第一预设电压值；

电池单元电路模块，通过电源总线与所述DC/DC直流电压转换模块连接，用于控制电池的充放电过程，以及用于测试所述电池的容量；

内阻测试模块，与所述电池单元电路模块连接，用于测试所述电池的内阻。

2.根据权利要求1所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述电池测试仪还包括主控单元；所述主控单元通过数模转换模块连接所述电池单元电路模块，同时连接所述内阻测试模块；

所述主控单元用于为所述电池单元电路模块提供基准电压及基准电流，以及用于接收所述电池单元电路模块发送的恒流信号及恒压信号；所述主控单元还用于计时，以确定所述电池的容量值；

所述主控单元还用于为所述内阻测试模块提供预设幅值的正弦波，以及用于接收所述内阻测试模块的输出结果，并基于所述输出结果确定所述电池的内阻值；

所述主控单元通过导线还连接有显示模块，所述显示模块用于显示所述电池的容量值及内阻值；

所述主控单元采用单片机。

3.根据权利要求1所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述电池单元电路模块包括：第一模拟开关、第二模拟开关及第三模拟开关；

所述第一模拟开关的第一端连接所述第二模拟开关的第二端，同时连接电源；

所述第一模拟开关的第二端连接所述第二模拟开关的第一端，同时连接反相器的输出端；所述反相器的输入端连接脉冲宽度调制PWM控制单元的输出端；

所述第一模拟开关的第三端连接第一驱动；

所述第二模拟开关的第三端连接所述第三模拟开关的第一端；

所述第三模拟开关的第二端连接第三控制信号；所述第三模拟开关的第三端连接第二驱动；

所述第一模拟开关、第二模拟开关及第三模拟开关均采用sgm3157。

4.根据权利要求3所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述电池单元电路模块还包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；

所述第一开关管的第一端连接所述第一驱动；所述第一开关管的第二端连接第一二极管的阴极，同时连接电源；所述第一开关管的第三端连接第一二极管的阳极，同时连接电感的一端；所述电感的另一端连接电容的一端，同时连接所述电池测试仪的第一接口；所述电容的另一端接地；

所述第二开关管的第一端连接第二驱动；所述第二开关管的第二端连接第二二极管的阴极，同时连接所述电感的一端；所述第二开关管的第三端连接第二二极管的阳极，同时接地；

所述第三开关管的第一端连接第四控制信号；所述第三开关管的第二端连接所述电池测试仪的第二接口；所述第三开关管的第三端连接所述第四开关管的第二端；

所述第四开关管的第一端连接第三控制信号；所述第四开关管的第三端连接第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端接地；

所述第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管均采用HY1503。

5.根据权利要求3所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述电池单元电路模块还包括：第一仪表放大器、第二仪表放大器、第一比较器、第二比较器；

所述第一仪表放大器的第一输入端连接所述电池测试仪的第三接口，第二输入端连接所述电池测试仪的第四接口；所述第一仪表放大器的输出端连接输入选择和充放电切换单元的第一输入端，同时连接数模转换模块的第一输入端；所述输入选择和充放电切换单元的第二输入端连接所述数模转换模块的第一输出端，用于输入基准电压；

所述第一比较器的同相输入端连接所述输入选择和充放电切换单元的第一输出端；所述第一比较器的反向输入端连接所述输入选择和充放电切换单元的第二输出端；所述第一比较器的输出端连接第三二极管的阳极，同时输出恒压信号；所述第三二极管的阴极连接PWM控制单元的输入端；

所述输入选择和充放电切换单元的第三输出端连接所述数模转换模块的第三输入端，同时连接第二电阻、第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻的另一端连接所述电池测试仪的第一接口；

所述第二仪表放大器的第一输入端连接极性切换单元的第一输出端，第二输入端连接极性切换单元的第二输出端；所述第二仪表放大器的输出端连接数模转换模块的第二输入端，同时连接第四电阻的一端；所述第四电阻的另一端连接第五电阻的一端，同时连接所述第二比较器的反向输入端；所述第五电阻的另一端连接所述数模转换模块的第二输出端，用于输入基准电流；

所述极性切换单元的第一输入端连接第一电阻的一端；所述极性切换单元的第二输入端连接第一电阻的另一端，同时接地；所述极性切换单元用于保证输入至所述第二仪表放大器的电压值为负值，所述电压值用于表示所述第一电阻上产生的电压；所述第二仪表放大器用于放大所述电压值；

所述第二比较器的同相输入端接地；所述第二比较器的输出端连接第四二极管的阳极，同时输出恒流信号；所述第四二极管的阴极连接所述第三二极管的阴极；

所述PWM控制单元用于将所述第一比较器输出的第一电压，及所述第二比较器输出的第二电压进行脉冲宽度调制，以得到占空比波形信号；所述PWM控制单元还连接有第二控制信号，并在所述第二控制信号为高电平时，输出所述占空比波形信号；

所述第一仪表放大器、第二仪表放大器均采用tp1561；所述第一比较器、第二比较器均采用tp1562。

6.根据权利要求1所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述内阻测试模块包括第一电容、第二电容；

所述第一电容的一端连接所述电池测试仪的第三接口；所述第一电容的另一端连接多路选择开关的第一输入端；

所述第二电容的一端连接所述电池测试仪的第四接口；所述第二电容的另一端连接多路选择开关的第二输入端；

所述多路选择开关的第一输出端连接第四仪表放大器的第一输入端；所述多路选择开关的第二输出端连接第四仪表放大器的第二输出端；所述第四仪表放大器用于放大电池内阻上产生的电压；所述电池的正极连接所述电池测试仪的第三接口，负极连接所述电池测试仪的第四接口；

所述多路选择开关采用CD4051。

7.根据权利要求6所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述内阻测试模块还包括低通滤波器；

所述低通滤波器的输入端连接数模转换模块的第三输出端，用于对所述第三输出端接入的正弦波进行滤波；

所述低通滤波器的输出端连接恒流输出电路的输入端；所述恒流输出电路的输出端连接基准电阻的一端；所述基准电阻的另一端连接第四模拟开关的第三端，同时连接所述第四模拟开关的第一端；所述第四模拟开关的第二端连接第三电容的一端，同时连接第六二极管的阴极，同时连接第五二极管的阳极；所述第三电容的另一端连接所述电池测试仪的第二接口；所述第六二极管的阳极接地；所述第五二极管的阴极连接电源；

所述基准电阻的两端还与第三仪表放大器的第一输入端、第二输入端并联；所述第三仪表放大器的输出端连接所述恒流输出电路的输入端，同时连接选择开关的第二输入端；所述第三仪表放大器用于放大所述基准电阻上产生的电压；

所述选择开关的第一输入端连接所述第四仪表放大器的输出端；所述选择开关的输出端经可变倍数放大器连接带通滤波器的输入；所述带通滤波器的输出端连接所述数模转换模块的第四输入端，以便主控单元确定所述电池的内阻值。

8.根据权利要求1所述的一种电池测试仪，其特征在于，所述电池测试仪还包括并联稳压模块；

所述并联稳压模块通过电源总线与所述电池单元电路模块连接，用于使输入所述电池单元电路模块的电压值不高于第二预设电压值。

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