[发明专利]工业蓄电池微小内阻测量方法

说明书

所属技术领域

本发明专利是一种铅酸蓄电池内阻测量方法，尤其是能对蓄电池性能好坏进行判定。

背景技术

目前对蓄电池的性能检测手段，主要有浮充电压测量法、容量测量法。大量的实践表明，浮充状态下已损坏电池或者落后电池与正常电池的电压无明显区别，二者之间没有一定的规律性可言，单纯通过电压高低不足以判别蓄电池性能的好坏。而容量测量法也有很多弊端，如成本昂贵、设备笨重和对专人进行培训等，更主要的是这种测试必需把电池从设备上隔离开相当长的一段时间，而在这段时间里，如果没有电池作为后备电源，危险性显而易见。

发明内容

为了克服现有的蓄电池性能检测方法不足，本发明提供一种铅酸蓄电池性能检测方法，可以直接测量出蓄电池内阻，并立即判断出失效的电池或存在问题的电池。电池的内阻已被公认为是一种迅速而可靠的诊断蓄电池健康状况的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

单体电池的内阻与容量有关，因此可以用来检测电池放电时的性能；单体电池的内阻与其容量的关系不是线性的，因此单体电池的内阻不能用来直接表示蓄电池的准确容量，但是可以作为电池性能好坏的指示信号。四线方法可有效避免导线电阻与接触电阻对微小电阻测量精度的不利影响。四线方法又称“开尔文电桥”，其核心是增加两根独立的测量导线，直接从被测电阻两端采集激励电流所建立的电压，该电压中不含有任何导线电阻与接触电阻的因子，分辨率最高可达10^-5级(10uΩ)。交流激励电流和四线制结合，测量中进出电荷平衡，不改变被测蓄电池的直流状态，有利于克服电流直流电动势、接触温差电偶等不利因素，测量效果优于“直流四线”方法。

本实用新型的有益效果是，测量蓄电池内阻等基本参数的基础上，对蓄电池性能做出有效判断，提高了电池维护的有效性，降低电源事故发生率。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是工业蓄电池微小内阻测量方法方框图。

图中模块包括：12位A/D转换，高精度全波整流，数控带通滤波器，交流放大器，显示器，CPU，D/A，数控交流恒流激励源，极低电磁干扰、高精度开关稳压电源。

图2是锁相放大原理框图。

图中模块包括：输入信号，前级放大及滤波处理，相敏检波低通滤波，直流放大，信号输出，参考信号，信号整形，移相。

图3是高压隔离技术原理框图。

图中模块包括：输入浮置电源，输出电源，输入调制放大器，输出调制放大器。

具体实施方法：

图1，采用4线制测量原理，在负载(铅酸蓄电池)注入一交流恒流电流，然后提高交流放大器放大其负载两端的交流信号，通过数控带通滤波器，取出有用的交流信号，通过高精度全波整流器整流为直流信号，有A/D转换为数字信号，至CPU(单片微处理器)运算，在显示器显示出所测的负载(铅酸蓄电池)的内阻。

图2，由于被检测的信号很微弱，而噪声和干扰却很强，所以被检测的信号应进行放大和滤波处理，以滤除通带以外的噪声和干扰。参考信号的作用是提供一个与输入信号同频的方波或正弦波。相敏检波的作用是对输入信号和参考信号进行乘法运算，从而得到输入信号与参考信号的和频与差频信号。后续的低通滤波作用是滤除和频分量，这时的等效噪声带宽很窄，极强的抑制了输入噪声。输入信号经过相敏检波和低通滤波后，将交流信号转变为直流信号，直流信号经直流放大器放大后，即可满足系统的增益要求。

图3，电容耦合采用载波调制-解调技术，具有较高的线性度和隔离性能，共模抑制比高，技术成熟，能较好的达到设计要求。此外，隔离放大器采用浮置式(浮置电源、浮置放大器输入端)设计，输入、输出端相互隔离，不存在公共地线的干扰，因此，具有极高的共模抑制能力，能对信号进行安全准确的放大，有效防止共地干扰对内阻测试造成的破坏。