[实用新型]一种电池组直流内阻的测量电路

说明书

本实用新型涉及一种电池组直流内阻的测量电路，其包括充电电路、电压保持电路和差压放大测量电路，所述的充电电路包括电源和开关S1，电源通过开关S1与电池组连接；所述的电压保持电路包括电容C1和开关S2，电容C1通过开关S2与电池组连接；所述电容的绝缘电阻≥50000兆欧，绝缘电阻与电容值的乘积大于3000s；所述的差压放大测量电路用于放大并测量当前电容和电池组之间的电压差，其一端连接电容C1，另一端连接电池组。本实用新型避免使用分压电路来获取放电前后的电压绝对值，大幅减少了信号衰减。

技术领域

本实用新型涉及电池测量领域，具体是一种电池组直流内阻的测量电路。

背景技术

电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。

不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。电池的内阻很小，我们一般用毫欧的单位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。

电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合，我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5％以内。这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。

对电池内阻的测量方法有直流测试法和交流测试法两种，其中直流测试法又分为充电法和放电法。IEC 61960标准中提到了一种针对电池内阻的测量方法。是在电池组两端接入放电负载，先用0.2C的电流I1对电池放电10s，记录最后电压值U1；再瞬时用1C电流I2对电池放电1s，记录最后电压值U2；根据R＝ (U1-U2)除以(I2-I1)算出直流内阻。由于电池的内阻值很小，在一定电流下的电压变化幅值相对较小，给准确测量带来困难，由于放电过程电压的变化，需要选择稳定区域计算电压变化幅值。

DOE/ID-11069 FreedomCAR功率辅助型电池测试手册提到一种放电下的内阻测量方法，在放电周期开始后对负载放电10s，放电内阻＝(Vt1-Vt0)/(It0-It1)。如果It0＝0，则放电内阻＝(Vt0-Vt1)/It1。

充电法测量直流内阻，是先测量一个充电前电压值，再在电池组两端连接电源对电池组进行充电，得到一个充电后电压值，将充电前后的电压值相减，再结合充电电流计算而得到充电内阻。

可见，上述直流测试法中，无论是充电法，还是放电法，均需要通过测量获得充电前后或者放电前后的电池组电压绝对值，然后将两个电压绝对值进行相减得到电压差值，电压差值再结合放电电流用于直流内阻的计算。现有技术中测量电池组充电前后的电压差值的电路通常如图1所示，电池组依次连接分压电压、调理滤波电路、模数转换器和数据处理器。现有技术中测量电池组放电前后的电压差值的电路通常如图2所示，电池组依次连接分压电压、调理滤波电路、模数转换器和数据处理器。因为高精度模数转换器的输入范围较小，通常只有 0～2.5V，而电池组电压范围却是从3V～600V，为了能全部测量宽范围的电压范围，故设置了分压电路。采用分压电路将电池组电压缩小到能被模数转换器全范围检测到，所以会采用非常大的衰减比。如果出现一种需要测量300V 100AH锂电池组的内阻，当负载电流不能做很大电流时，比如1A放电负载。那么为了测量到300V电压的变动，衰减比设定为120:1；当内阻在10mR时，放电后电压变化10mV，经过分压电路后，信号变为83uV，信号衰减大。为了适应当前高精度模数转换器的输入范围的要求，则势必要采用放大器将电压差信号放大，放大倍率较大，这样做的话会将直流噪声同比放大，导致最终24bitΣ△型模数转换器测量误差在20％以上，难以满足低于10％的误差要求。总之，传统直流内阻测量方法存在动态范围需求大，精度差的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可适应于宽范围电压的电池组，测量精度高的测量电路。

为了达到目的，本实用新型提供的技术方案为：