[实用新型]直流小电流二次放电蓄电池内阻在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池内阻检测装置，特别涉及一种直流小电流二次放 电蓄电池内阻在线检测装置。

背景技术

蓄电池作为能源存储的主要载体在现代社会正在发挥越来越重要的作用， 蓄电池作为动力电池或者后备电源被广泛应用于各个行业，大到军工行业小至 日常生活的各个方面。不仅如此，蓄电池作为后备电源也被广泛应用于各个行 业。无论是蓄电池的性能、容量状态或是充放电情况，都能从它的内阻变化中 体现出来。因此可以通过测量蓄电池的内阻，对其工作状态进行监测评估。蓄 电池的内阻作为反映蓄电池性能的重要参数，关于其值的准确测量特别是在线 检测具有十分重要的意义。

目前蓄电池内阻检测常用的方法主要有密度法、交流注入法、直流放电法。 密度法主要是通过检测蓄电池电解液的密度来估算蓄电池的内阻，常用于开口 式铅酸蓄电池的内阻检测，不适合密封式铅酸蓄电池的内阻检测，该方法的适 用范围较窄。交流注入法通过对蓄电池注入一个低频交流电流信号，电池的响 应会产生一个电压和电流的相移，测得蓄电池两端的低频电压和流过的低频电 流以及两者的相位差，从而可计算出蓄电池的内阻。交流法由于不需要放电， 不用处于静态或脱机状态，可以实现安全的在线检测管理。但是，这种方法由 于测量量过多，导致干扰因素增多，且增加了系统的复杂性，影响测量精度， 相对而言比较适合于单体电池的检测。直流内阻测试法的基本原理是给蓄电池 串联直流负载，对电池进行瞬间大电流放电，通常为几十到上百安培，通过检 测负载撤除前后的放电电流和蓄电池端电压的变化，由此可以求出蓄电池的内 部阻抗。直流法的主要优点在于蓄电池在线时可以精确地检测蓄电池的内阻， 测量结果不受充电器纹波和其他噪声的影响。此外，测量误差可控制在0.1％之 内。此方法法也存在一定的缺陷，由于放电电流较大，小容量电池可能难以在 几秒钟内承受较大的电流。同时，当蓄电池有大的电流通过时，内部化学反应 复杂，会出现极化内阻，对蓄电池的损害也较大，而且反复的大电流放电不利 于在线检测。

发明内容

本实用新型是针对蓄电池内阻检测常用的方法存在的问题，提出了一种直 流小电流二次放电蓄电池内阻在线检测装置，克服了大电流放电对蓄电池的损 害和不宜在线监测的缺点。

本实用新型的技术方案为：一种直流小电流二次放电蓄电池内阻在线检测 装置，包括两个放电回路、电压采集模块、信号调理模块、两个采样保持电路、 差分放大电路、和单片机，蓄电池、串联在蓄电池两端的开关S₁和采样电阻R₁构成的第一放电回路，蓄电池、串联在蓄电池两端的开关S₂和采样电阻R₂构成 的放电回路，单片机输出控制信号控制两个开关S₁、S₂分段工作，传感器分别 采集两个开关断开时蓄电池两端电压U₀，仅开关S₁闭合时蓄电池两端电压U₁， 仅开关S₂闭合时蓄电池两端电压U₂，采集后信号后送信号调理模块进行处理， 信号调理模块处理后的U₁、U₂分别送入两个采样保持电路，采样保持后的U₁、 U₂送入单片机内的A/D转换模块进行模数转换，信号调理模块输出的U₀送入单 片机内的A/D转换模块进行模数转换，采样保持后的U₁、U₂送入差分放大电路 得到U₂-U₁的值后，再送入单片机内的A/D转换模块进行模数转换，单片机进 行内阻计算。

所述两个放电回路中的采样电阻R₁、R₂为精密电阻。

所述采样保持电路选用LF398作为采样保持器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型直流小电流二次放电蓄电池内阻 在线检测装置，不仅克服了大电流放电法对蓄电池的损害和不宜在线监测的缺 点，而且通过采样保持和差分放大得到两次放电电压值差也提高了数据采集的 精度，减小了误差，从而得到蓄电池内阻的准确值，实现对蓄电池在线带载状 态下的内阻的准确检测。

附图说明

图1为本实用新型直流小电流二次放电法等效电路图；