[发明专利]基于充电电流变化的蓄电池内阻测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及一种在汽车行进过程中，基于充电电流的变化对蓄电池内阻进行测量的方法和实现该方法的蓄电池内阻测量装置。

背景技术

电池内阻的测量可以采用多种方法，常用的包括交流电桥法和直流内阻测量法等。交流电桥法的原理是将待测内阻的电池等效为有源电阻，其被施加一个具有固定频率的交流电流并且测量电池两端的响应电压，测得的响应电压经过整流和滤波等处理后借助运算放大器电路计算得到电池的内阻值。由于汽车上缺少合适的交流电源，因此目前汽车上蓄电池内阻的测量一般采用直流内阻测量法。

直流内阻测量法的原理是使不同大小的恒定直流流过电池并且测量不同电流下电池两端的电压，然后利用得到的两组电流-电压数据计算得到电池的内阻。图1示出了典型的利用直流放电法测量电池内阻的电路原理图。如图1所示，电压表U与汽车蓄电池B并联连接，电流表A和启动器S串联连接后并联在汽车蓄电池B的两端，启动器产生的恒定电流流经汽车蓄电池B，汽车蓄电池B两端的电压以及流经汽车蓄电池B的电流分别由电压表U和电流表A测量。

2012年3月28日提交的题为“在使用电感式电池单元平衡时牵引电池的电池单元的内阻的求取”的中国专利申请201080017130.6公开了一种求取车用电池内阻的方法和装置，其中，测量装置包括控制与分析处理单元15，其处理电池单元的电压并将电池单元电压转给上级的电池状态识别装置；还包括第一控制模块，其在不同时刻检测施加在电池单元上的电压和在电池单元中的流动的电流；第一控制模块与计算单元连接，计算两个检测到的电压值和电流值的商以得到内阻。

需要指出的是，由于汽车在行驶过程中发动机和用电负载的工作状态常发生较大变化并且往往难以预测，这导致流经蓄电池的电流的稳定性很差，因此不利于获得精确的内阻值。上述现有技术的汽车电池内阻测量技术即存在这样的缺陷。

为此，可以利用汽车关机熄火后蓄电池输出电流较为稳定的特点实现内阻的精确测量。具体而言，熄火后发动机冷却风扇通常会持续工作5-20秒左右，此时的发动机冷却风扇是汽车蓄电池的主要甚至是唯一的供电对象并且供电电流基本上恒定，因此通过在在冷却风扇的多个档位之间切换而得到汽车蓄电池在不同负载条件的电压和电流，从而计算出汽车蓄电池的内阻。

但是这种方法的应用是受到限制的，仍然无法在汽车行进过程中实现电池内阻的精确测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种在汽车行进过程中测量蓄电池内阻的方法，其具有实现简便、测量精度高等优点。

本发明的上述目的可通过下列技术方案实现：

一种在汽车行进过程中测量蓄电池内阻的方法，包括下列步骤：

测量蓄电池的充电电流和电压；

确定所述蓄电池的充电电流是否发生设定模式的变化；

如果确定发生设定模式的变化，则按照下列方式确定所述蓄电池的充电参数：

这里，p为充电参数，U₁和U₂分别为充电电流发生变化前后所述蓄电池两端的电压，ΔI为充电电流的变化值；以及

将所述充电参数转换为对应的蓄电池的内阻。

优选地，在上述方法中，按照下列方式执行确定所述蓄电池的充电电流是否发生设定模式的变化的步骤：如果在第一预设时长内，充电电流的最大变化幅度介于第一阈值与第二阈值之间，则确定发生变化。更好地，将所述最大变化幅度作为所述充电电流的变化值ΔI，并且将所述第一预设时长开始时刻的蓄电池两端的电压作为U₁，将所述第一预设时长结束时刻再加上一个滞后时间处的蓄电池两端的电压作为U₂。

优选地，在上述方法中，按照下列方式执行确定所述蓄电池的充电电流是否发生设定模式的变化的步骤：如果在第二预设时长内，充电电流的波峰的出现次数小于第一阈值，则确定发生变化。更好地，将所述第二预设时长内充电电流的波峰值和波谷值取平均作为所述充电电流的变化值ΔI，并且将所述第二预设时长开始时刻的蓄电池两端的电压作为U₁，将所述第一预设时长结束时刻的蓄电池两端的电压作为U₂。

优选地，在上述方法中，根据下式，从所述充电参数确定相应的蓄电池的内阻：

R＝α×p+β×p^3-SOC

这里，R为蓄电池的内阻，p为充电参数，SOC为蓄电池的荷电状态，α和β为根据实验确定的大于0的常数。