[发明专利]一种基于直流脉冲法的电池内阻测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于直流脉冲法的电池内阻测量方法和装置。

背景技术

电池内阻的大小是衡量电池性能好坏的重要指标，准确测量电池内阻具有重要意义。目前，测量电池内阻的方法主要有加载降压法、短路电流法、不平衡电桥法、交流电流法、双量程测量法、电位差计法等。这些方法各有利弊，普遍的问题是测量步骤较繁琐，有些测量方法存在着不可忽视的测量误差，甚至某些测量方法(因电池放电时间过长等)对电池的寿命有一定影响。

蓄电池电压、电流、温度是蓄电池重要的运行参数，但是不能反映蓄电池内部状态。内阻作为目前国际公认的对蓄电池最有效的、测量最便捷的性能参数，能够反映蓄电池的劣化程度、容量状态等性能指标，而这些指标是电压、电流、温度等运行参数所无法反映的。

蓄电池的四种主要的失效模式：失水、负极板硫化、正极板腐蚀和热失控的直接影响使蓄电池的容量下降，内阻升高是造成蓄电池内阻升高的主要原因。

随着蓄电池的容量状态的下降，蓄电池的内阻会升高。容量越大的蓄电池其反映的内阻越小，同时随着蓄电池劣化程度的加大，蓄电池的内阻也会出现显著的增高。所以，蓄电池的内阻与其容量有着密切的关系：蓄电池内阻升高是蓄电池性能劣化的重要标志。

国际电信电源年会的研究成果显示，如果蓄电池的内阻超过正常值25％，该容量已降低到其标称容量的80％左右，如果蓄电池内阻超过正常值的50％，该蓄电池容量已降低到其标称容量的80％以下，需及时更换。

蓄电池在绝大部分现场是串联使用的，单体蓄电池的性能状态直接影响到蓄电池组的性能状态。同时，蓄电池组中的劣化电池会加快与其串联的其他蓄电池的劣化速度。所以，对单体蓄电池的监测是保障蓄电池组的容量状态和使用寿命的必要条件。

通过对蓄电池组中的单体蓄电池进行内阻测试，能够准确地掌握蓄电池组中的每个单体蓄电池的性能状态。同时对于保证蓄电池供电稳定和延长蓄电池组的使用寿命具有重要意义。

针对目前市面上已经存在的直流测量方法。通用直流法测内阻在实现策略上有两个明显的缺点：1、大放电电流，0.6C；2、长放电时间，要保证电池放电时间，来正确反应电池压降变化。两个缺陷制约了直流法测内阻的产品化。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种实现压降的准确计算、避免对电池长时间大电流放电的基于直流脉冲法的电池内阻测量方法和装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一种基于直流脉冲法的电池内阻测量方法，包括以下步骤：

将待测电池与外部的测量采样电阻、开关K组成闭合电路；

在预定时间内，多次断开及关闭开关K，在每次闭合开关K前，测量出待测电池的闭合前电压值U₀；在每次闭合开关K后，测量待测电池的闭合后电压值u₀及外部的测量采样电阻上的电压值u_R；对测量得到的多个U₀、u₀、u_R通过采用新值替代旧值，进行多次重复运算计算出最终的U₀、u₀、u_R值；

通过公式r*i＝U₀-u₀→r＝(U₀-u₀)/i→r＝(U₀-u₀)*R/u_R计算出待测电池的内阻r，其中U₀、u₀、u_R为最终的U₀、u₀、u_R值，i为闭合电路的电流值，R为外部的测量采样电阻的电阻值。

本发明的一种基于直流脉冲法的电池内阻测量装置，包括：与待测电池串联组成闭合电路的外部的测量采样电阻、开关K，在预定时间内多次断开及关闭开关K的激励源，采样单元，计算单元及对激励源、采样单元、计算单元进行控制的控制单元；

所述采样单元用于在每次闭合开关K前，测量出待测电池的闭合前电压值U₀，在每次闭合开关K后，测量待测电池的闭合后电压值u₀及外部的测量采样电阻上的电压值u_R；