[发明专利]一种电池内阻测试仪

说明书

本发明公开了一种电池内阻测试仪，包括MCU控制模块、采样模块、FPGA模块、DAC、电压驱动电路和电阻模块，电阻模块包括限流电阻和参考电阻，电压驱动电路、限流电阻、参考电阻和被测电池构成测试回路，在测试回路具备限流电阻的基础上增加一个电阻作为参考电阻，与使用限流电阻作为参考值计算电池内阻的传统电池内阻测试仪相比，本发明使用该参考电阻的阻值作为参考值计算被测电池的内阻，避免了因限流电阻误差较大而导致测量结果不够精确的情况发生，提高了电池内阻测试仪的测试精度。此外，本发明的电池内阻测试仪包括有FPGA模块，FPGA模块搭配MCU控制模块可实现优势互补，从而电池内阻测试仪的测试效率。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池内阻测试仪。

背景技术

随着新能源电动车的普及，以及消费电子市场的不断扩大，可充电电池的应用越来越广泛。内阻为电池非常重要的一项指标，其直接反应了电池的电化学性质，与电池的容量、最大电流等有着密不可分的关系。在生产中，由于多串电池对电池单体一致性的要求，常常需要分选内阻值接近的单体并联，所以需要更加准确地测量单体电池的内阻。同时电池的老化在物理特性上，也往往表现为内阻增大，电池老化后，正负极极化电阻变大，外在表现为内阻值变大。故电池内阻的测量在实际工程应用中是非常重要的。

锂电池内阻主要由欧姆内阻和极化内阻两类组成，欧姆内阻与电池制造水平密切相关，在恒温下基本可以认为是恒定的，但是极化内阻可能会发生波动。同时由于锂电池两端电压与电流的关系是符合欧姆定律的。目前针对锂离子电池内阻的主要测试方法有密度法，直流放电法，交流注入法以及电化学阻抗谱法。

随着锂电池技术的不断发展，动力电池的内阻越来越低，业内对锂电池内阻的测试精度也提出了更高的要求。传统的电池内阻测试方法已无法满足当下电池内阻的高精度测试需求，而且还存在测试效率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种测试精度高且测试效率高的电池内阻测试仪。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：

一种电池内阻测试仪，其包括有MCU控制模块、采样模块、FPGA模块、DAC、电压驱动电路和电阻模块，所述电阻模块包括有限流电阻和参考电阻，其中：所述电压驱动电路、限流电阻、参考电阻和被测电池串联构成测试回路；所述采样模块用于采集被测电池两端的电压，以及用于采集参考电阻两端的电压；所述FPGA模块用于产生并输出数字信号，以及用于对所述采样模块采集的信号值进行数字滤波；所述DAC用于将所述FPGA模块输出的数字信号转化为模拟信号；所述电压驱动电路用于将所述DAC输出的模拟信号放大为电压驱动信号，并实时跟随所述DAC的输出调节所述电压驱动信号的输出电流；所述MCU控制模块用于控制所述FPGA模块输出的数字信号的输出电压幅度和频率，以及用于根据经过滤波后的所述采样模块采集的信号值计算被测电池的内阻。

优选地，所述采样模块包括有一用于对参考电阻两端的电压信号进行放大处理的前级放大器、一用于对被测电池两端的电压信号进行放大处理并滤除噪声的锁相放大器、一用于对经过前级放大器、锁相放大器处理后输出的电压信号进行整流处理的整流电路、一用于对经过整流电路整流处理的参考电阻两端的电压信号及被测电池两端的电压信号进行二次放大处理的二级放大器和一与所述二级放大器的输出端连接、用于同步采样被测电池两端的电压及参考电阻两端的电压的ADC。

优选地，所述FPGA模块包括有一用于产生并输出数字信号的数控震荡源和一用于对所述采样模块采集的信号值进行数字滤波的数字滤波器。

优选地，所述FPGA模块包括有：所述数控震荡源为由FPGA模块内部逻辑资源构建的DDS信号发生器。

优选地，所述FPGA模块还包括有相位补偿单元，所述相位补偿单元实时采集所述数控震荡源的电压过零点与被测电池的电压过零点的时间差，并根据所述时间差对经过前级放大器、锁相放大器处理后输出的电压信号进行相位补偿，使其与数控震荡源输出的信号相位一致。