[发明专利]一种电池阻抗测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池测试领域，具体为一种电池阻抗测量系统。

背景技术

电池内阻是体现电池性能的重要参数之一，通过研究发现，电池荷电状态和健康状态与内阻有着密切的关系，因此采用内阻检测法测量电池的性能对电池进行维护是目前公认的电池维护的有效方案之一，电池的内阻一般很小，只有几毫欧甚，甚至几微欧，对如此小的阻值进行精确的测量是一个比较复杂的过程。

目前应用最广泛的方法是直流法和交流法，直流法是用一个给定电流瞬间通过电池，测量电池上的瞬间压降，然后计算出阻抗，该方法无法进行在线测试，同时会对电池产生一定的影响；交流法是在电池上施加一个交流信号，测出电池两端的电压以及相位差，由公式计算出电池的内阻，该方法可进行在线测试，对电池影响较小。

目前的电池阻抗测试方法多为交流法，然而该方法测试相对较慢，且硬件复杂。

发明内容

针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种电池阻抗测量系统，可快速测量出电池的阻抗，且算法稳健，硬件结构简单。

一种电池阻抗测量系统，包括主控制器模块、加法器模块、标准电阻、电压采集与信号处理模块、隔直电容和各交流信号源。

所述标准电阻为金属膜电阻；待测电池为一次电池或二次电池。

所述电压采集与信号处理模块用于信号的采集、放大、抬升和滤波；电压采集与信号处理模块检测标准电阻两端的电压值和待测电池两端的电压值，然后传输给主控制器模块对其进行分析和处理，计算出待测电池的阻抗。

所述隔直电容主要用于隔离开系统中的直流信号成份；

所述各交流信号源由n个交流信号源组成，各个交流信号源产生的恒定交流信号频率不同，n≥2，各交流信号源生成的信号经加法器模块进行加法运算后施加到待测电池上。

所述主控制器模块用于控制电压采集与信号处理模块，并且对电压采集与信号处理模块采集回的标准电阻两端的电压值和待测电池两端的电压值采用多频率傅立叶交流阻抗测量方法来计算出待测电池的阻抗和阻抗谱；以及用于控制各交流信号源产生的信号或组合信号。

上述电池阻抗测量系统的工作流程如下：

主控制器模块控制各交流信号源产生频率(ω₁、ω₁……ω_n)幅度分别为(C₁、C₂……C_n)的恒定交流信号C₁COSω₁t、C₂COSω₂t……C_nCOSω_nt，经过加法器模块进行加法运算后得到复合信号(V_f＝C₁COSω₁t+C₂COSω₂t+...C_nCOSω_nt)然后施加到待测电池上。

电压采集与信号处理模块测出待测电池上的电压值(V_u＝A₁COSω₁t+A₂COSω₂t+...A_nCOSω_nt)以及标准电阻的电压值(V_i＝B₁COS(ω₁t+θ₁)+B₂COS(ω₂t+θ₂)+...B_nCOS(ω_nt+θ_n))，然后控制器模块通过多频率傅立叶方法进行阻抗计算。

所述多频率傅立叶方法具体如下：

电压采集与信号处理模块所采集的标准电阻电压为V_i，待测电池电压为V_u，有

V_u＝A₁COSω₁t+A₂COSω₂t+...A_nCOSω_nt，n≥1；