[发明专利]单体电芯绝缘内阻快速测试装置及方法

说明书

本发明提出了一种单体电芯绝缘内阻快速测试装置，采用双向AC/DC模块、双向DC/DC模块及储能滤波模块，将交流电变成直流电，经滤波后供给下一级的双向DC/DC模块，为电池提供充电电源；将电池的放电能量通过双向AC/DC模块逆变回馈到电网，实现电池测试过程中能量的双向流动及高品质的电能回馈；本系统采用全波电桥式电路，减小设备体积和重量，提升设备功率密度。

技术领域

本发明涉及电阻测试技术领域，尤其涉及一种单体电芯绝缘内阻快速测试装置及方法。

背景技术

随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池需求出现了爆发式增长态势，作为动力电池的验证测试装备的单体电芯测试设备已广泛应用于动力电池的生产制造、过程检测及出厂测试。

现有的电池内阻测试方法包括：

1.密度法：密度法主要通过测量蓄电池电解液密度来估算电池内阻，常用于开口式铅酸蓄电池的内阻测量，无法对密封的蓄电池内阻进行测量，因此适用范围极窄。

2.开路电压法：开路电压法是通过测量电池端电压来对电池内阻进行估算，由于一个容量已很小的电池，其在浮充状态下的端电压仍会表现正常，因此开路电压法的测量精度很差，甚至会得出错误结果。

3.直流放电法：直流放电法是对电池进行瞬间大电流放电，通过测量电池的瞬间电压降，并利用欧姆定律计算出电池内阻。这种方法在实践中得到了广泛应用，但也存在一些严重缺点，例如，其内阻检测只能在静态或脱机状态下进行，无法进行在线测量，而且大电流放电会对电池造成损害，从而影响电池的质量和寿命。

4.交流注入法：交流注入法是通过对电池注入一个恒定的交流电流信号，测量出电池两端的电压响应信号和两者间的相位差，利用阻抗公式确定电池内阻。该方法不需要对电池进行放电，因此不会对电池性能产生影响，且可实现电池内阻的在线检测，测量结果准确。交流注入法已越来越成为电池内阻测量的主流方法。

现有测试设备存在测试精度低，电流响应时间慢，配置不灵活等缺陷，不能适应用户不同测试需求的需要，因此提升测试精度，提高电流动态响应时间，灵活的配置方案，大数据分析及管理等技术是单体电芯测试设备在新能源领域大规模生产检测应用的发展趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种测试精度高、电流动态响应快的单体电芯绝缘内阻快速测试装置及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种单体电芯绝缘内阻快速测试装置，其包括CPU(1)、数据采集板(2)、电流传感器(3)和电压传感器(4)，还包括双向AC/DC模块(5)、双向DC/DC模块(6)、储能滤波模块(7)和两测试连接端子(8)，其中，双向AC/DC模块(5)外接民用交流电，双向AC/DC模块(5)、双向DC/DC模块(6)、储能滤波模块(7)、电流传感器(3)、两测试连接端子(8)、储能滤波模块(7)和DC/DC模块(6)依次电性连接形成电回路，电压传感器(4)与两测试连接端子(8)电性连接，电流传感器(3)和电压传感器(4)分别与数据采集板(2)信号连接，数据采集板(2)与CPU(1)信号连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述双向DC/DC模块(6)包括四个N型MOS管，四个N型MOS管两两串联于双向AC/DC模块(5)引出的火线和零线之间，N型MOS管两两串联连接点分别再引出火线和零线外接储能滤波模块(7)。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括温度传感器(9)，采集被测电芯表面温度，并与数据采集板(2)信号连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括驱动电路板(10)，与双向DC/DC模块(6)电性连接，与CPU(1)信号连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，储能滤波模块(7)包括两电感器和一电容，两电感器串联设置于火线上，电容两极分别电连接两电感器串联连接点和零线。