[实用新型]电池内阻在线测量仪

说明书

技术领域

本实用新型属于电池检测领域，涉及一种实时测量电池内阻的一种高精度仪器，具体涉及一种电池内阻在线测量仪。 

背景技术

近年来对电池性能的检测一直是一个比较热门的话题，研究表明内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。在正常情况下，内阻小的电池电流放电能力强，内阻大的电池放电能力弱。一个可充电电池出厂时的内阻是比较小的，但经过长期使用后，由于电池内部电解液的枯竭，以及电池内部化学物质活性的降低，这个内阻会逐渐增加，直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来，此时电池也就“寿终正寝”了。绝大部分老化的电池都是因为内阻过大的原因而造成无使用价值，只好报废。通过检测电池内阻的办法来识别和预测电池的性能，然而由于电池内阻包括着复杂的而且是变化着的成分，所以一直缺乏一种可信的数学模式来精确地描述电池、充电器和负载在它们所处各种条件下的性能特性，并且由于内阻的数值很小，一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。属于微弱信号范畴。而所谓的“微弱信号”不仅意味着信号的幅度小，而且主要指的是被强噪声淹没的信号。基于这些因素使得无法用一般的方法来对内阻进行精确测量。我国电池内阻测量仪器的发展不仅品种单一，测量时间长，而且测量精度只能达到0.1毫欧级，涉及到高精度、实现在线测量的电池内阻测量仪器多数是依赖国外进口，基本是运用瞬间放电法，不仅影响电池安全性能，而且价格昂贵。 

实用新型内容

为了克服现有产品测量精度低、对电池损害大等缺点，本实用新型提供一种电池内阻测量仪，抗干扰能力强，使测量精度达到0.01mΩ以下，对大功率电池的内阻测量尤为有效。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用交流信号注入电池，交流注入法不仅测量的精度可以达到1%以上，而且这种方法几乎可以测量所有的电池，并不会对电池本身不会有太大的损害，而且能在线测量。由于电池内阻很小，一般为 微欧或毫欧级，因此测量线的阻抗就变得不可忽略，为此采用四线法测量，即将驱动电流回路和感应电压电路分开，提高前置放大电路的输入阻抗和共模抑制比。并进行滤波和锁相放大处理，将微弱的信号从噪声中分离出来。通过前置放大电路、滤波电路、锁相放大电路和自动调档电路，提高抗干扰能力，使测量精度达到0.01mΩ以下。把随机信号处理的算法应用到电池信号测量处理、分析、计算、存储、显示等性能参数上。可通过软件程序编写和面板控制，对物理电池、化学电池、光电池、太阳能电池、超级电容等多种电池进行测量，达到一机多用，实现综合测量。 

具体地，本实用新型提供了一种电池内阻在线测量仪，包括通路选择开关（1）、前置放大带通滤波电路（2）、乘法器（3）、积分器（4）、直流放大电路（5）、单片机系统（6）、键盘（7）、显示装置（8）、串口（9）、取样电路（10）、方波转换电路（11）和交流信号发生器（12）； 

通路选择开关（1）具有两个双路差分信号输入端和一个双路信号输出端，两个双路差分信号输入端分别与取样电路（10）和外界输入信号相连； 

通路选择开关（1）的双路信号输出端与前置放大带通滤波电路（2）相连，前置放大带通滤波电路（2）的输出信号直接输入到乘法器（3）中； 

乘法器（3）具有两个单路信号输入端和一个单路信号输出端，一路信号输入与前置放大带通滤波电路（2）的输出相连，另一路信号输入端和方波转换电路（11）的输出端相连，单路信号输出与积分器（4）中的输入相连； 

积分器（4）的输出直接与直流放大电路（5）相连，直流放大电路（5）的输出接入单片机系统（6）中的输入端； 

单片机系统（6）具有一个直流信号输入端、一个数字信号输入端、一个数字信号输出端、一个串口输出控制端以及一个显示输出端；单片机系统（6）的直流信号输入端与直流放大电路（5）直流放大电路的输出端相接；单片机系统（6）的数字信号输出端控制交流信号发生器（12）的输入端；单片机系统（6）的串口输出控制端与串口（9）相连；单片机系统（6）的数字信号输入端与键盘（7）相连；单片机系统（6）的显示输出端与显示装置（8）相连； 

交流信号发生器（12）的输出端并行连接方波转换电路（11）与取样电路（10）的输入端； 

取样电路（10）具有一个输入端与两个输出端，输入端连接交流信号发生器（12）的输出端，取样电路（10）的一个输出端与通路选择开关（1）中的一路差分信号输入端相连，另一路输出与交流信号发生器（12）的输出同时作用到外界负载。