[发明专利]蓄电池欧姆内阻的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池的检测方法和设备，尤其涉及一种安全性较高的蓄电池欧姆内阻的测量方法及装置。

背景技术

蓄电池的荷电状态（State of Charge, SOC）是表征蓄电池充电状态的参数，定义为蓄电池的剩余容量（即电池的当前容量）与其额定容量的百分比。蓄电池用户希望随时了解电池的SOC，以便确定是可以放心使用蓄电池，还是必须对电池进行充电或者进行维护操作。

由于SOC是蓄电池的一种内在特性，无法进行直接测量，只能通过测量诸如端电压、充/放电电流等外部可测参数进行间接测量。蓄电池SOC的无损检测一直是国、内外的研究热点与难点。

常用的检测蓄电池SOC的方法主要有：放电实验法、开路电压法、模糊推理法、基于人工神经网络模型的方法、安时计量法以及内阻法。

迄今为止，内阻法是最受行业瞩目的VRLA蓄电池无损检测技术之一，并于1996年被IEEE接受为推荐性标准。其核心思想是：VRLA蓄电池作为一个动态系统，可以用等效电路模型进行表征，当蓄电池的SOC发生变化时，其等效电路模型的参数亦会相应地发生改变。已有文献研究表明，VRLA蓄电池的SOC与其等效电路模型的欧姆内阻之间存在良好的相关性，通过测量等效电路的欧姆内阻，即可得到蓄电池SOC的变化信息。

实践中，通常采用直流放电法测量蓄电池的欧姆内阻。直流放电法又分为一次放电法和二次放电法：

一次放电法首先测量蓄电池的开路电压U_OCV，然后以电流I=10~15I₁₀对电池放电，测量放电瞬间蓄电池的端电压U_t，则被测蓄电池的内阻为： 。

二次放电法是 IEC 896.2-1995 提出的一种测量蓄电池内阻的方法。该方法首先以电流I₁=4~6I₁₀对电池放电不超过25s，在放电20s 时测量电池的端电压 U₁，静置2~3分钟后，再以电流I₁=20~40I₁₀对电池放电5s，随后测量蓄电池的端电压U₂，则被测蓄电池的内阻为：。

实践中，蓄电池通常用作备用电源，对蓄电池进行维护操作时，不允许脱开用电负载。而直流放电法需要以10倍于I₁₀量级的电流对被测蓄电池进行放电，因而可能对用电负载造成安全隐患。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种安全性较高的蓄电池欧姆内阻的测量方法及装置。

一种蓄电池欧姆内阻的测量方法，包括：步骤一，对被测蓄电池施加单一频率为f的方波电流激励，蓄电池两端同时出现与频率相同的方波电压信号；步骤二，对电流激励以及蓄电池的端电压进行采样，得到离散的电流信号序列和离散的电压信号序列；步骤三，分别计算采样得到的离散的电流信号序列和离散的电压信号序列的各次谐波的傅里叶系数，并依据计算得到的各次谐波的傅里叶系数计算得到蓄电池的欧姆内阻。

一种蓄电池欧姆内阻的测量装置，其包括控制模块、采样模块以及计算模块，所述控制模块控制交流激励源以频率f激励被测蓄电池，以产生基波频率为f的方波激励电流信号，蓄电池两端同时出现与频率相同的方波电压信号；所述采样模块对、进行采样，得到离散的电流信号序列及离散的电压信号序列；所述计算模块对所述采样模块采样得到的离散的电流信号序列及离散的电压信号序列分别计算得到相应的各次谐波的傅里叶系数，并依据计算得到的各次谐波的傅里叶系数计算得到蓄电池的欧姆内阻。

与现行常用的直流放电法相比，该方法无需对被测蓄电池进行大电流放电，其激励信号的产生来自对被测蓄电池的单一频率、短时、周期性、小电流放电，实际应用时不会对用电负载造成安全隐患。

附图说明

图1是本发明的蓄电池欧姆内阻的测量方法流程示意图。

图2为本发明的蓄电池欧姆内阻的测量装置结构示意图。

主要元件符号说明