[发明专利]锂离子动力电池内阻检测装置

说明书

本申请涉及锂离子动力电池内阻检测装置，包括信号监测电路、锁相放大电路、输出驱动电路。本次设计的锂离子动力电池内阻检测装置，能够在降低检测误差的同时，降低电池在检测过程中内部出现的电极极化现象，达到准确、无损伤地检测电池内阻的效果。信号监测电路采用交流放大方法，可以准确的检测出小容量动力电池的内阻，并减少因测试对电池造成的损伤。锁相差分放大电路可以检测到与电路中参考信号频率相同的分量，并且利用差分放大电路可以滤除信号中的噪声信号。输出驱动电路将放大滤波后的信号进行定值放大和稳定后输出，消除因处理电路而产生的干扰分量，实现利用交流电和锁相放大技术达到低损耗、低误差的检测动力电池内阻的目标。

技术领域

本申请涉及动力电池与内阻检测领域，具体涉及一种锂离子动力电池内阻检测装置。

背景技术

电动汽车的研发，是我国能源战略发展的特色。锂离子动力电池相对于其他动力电池而言，具有寿命长、具备高功率承受力、荷电保持能力强、无传统电池的极易效应等许多优点。而动力电池内阻是评价电池性能的重要指标之一，而如何能更加准确、无损伤的检测电池内阻显得尤为重要。目前国内外的检测方法主要要有混合脉冲功率特性法(HPPC)、直流测试法。两者虽然都可以测试出动力电池的内阻，但其在测试的过程中会因负载波动导致较大的误差，在上述方法测试的时候容易产生电池内部电极的极化现象，进而产生极化电阻，并且测试方法都使电极经过大电流，这对动力电池内部的损伤很大。

发明内容

（一）技术问题

1. 电池内阻检测范围小，小内阻无法精确测量。

2. 检测信号中混有噪声，影响计算结果。

3. 输出信号驱动能力低，功耗高。

（二）技术方案

针对上述技术问题，本申请提出的锂离子动力电池内阻检测装置，包括信号监测电路、锁相放大电路、输出驱动电路。

信号监测电路采用交流放大方法，不仅可以准确的检测出小容量动力电池的内阻，还可以极大的减少因测试对电池造成的损伤。信号分别从输入端口InputA和输入端口InputB输入，经过场效应晶体管管Q1和场效应晶体管管Q2，将微弱的信号进行一级放大，之后分别经过电容C13和电容C14滤除检测信号中直流分量，信号经过电容隔直后会输入到比较放大器U1和比较放大器U2的正极进行放大，同时会经过电容C2和电容C3进行负反馈，滤除信号监测过程中的环境干扰量，使检测信号变得比较干净，为后面锁相差分放大提供较好的信号数据。

锁相差分放大电路信号经过两级放大和隔直滤波后，经过比较放大器U2的信号会作为参考信号，和经过比较放大器U1的信号判断信号首先会经过三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6组成两个对称电流镜提高信号的交流幅度值，之后会进入比较放大器U3的正输入极和比较放大器U4的正输入极，利用比较放大器U3、比较放大器U4和场效应晶体管Q7和场效应晶体管Q8组成锁相电路，滤除参考信号和处理信号的相同频率分量，再对两个信号做差运算，得出动力电池的内阻。

输出驱动电路接收前一级处理的信号后，会将最后处理的信号经过电阻R11和电容C9流入比较放大器U5的正输入极，将参考信号经过电阻R13和电容C10输入比较放大器U5的负输入极进行差分放大，放大信号的同时较少降低因系统电路处理而产生的干扰噪声，比较放大器U5输出信号会经过开关三极管Q9来控制叠加直流信号，进而降低信号在传输过程中产生的损耗，最后信号会经过电容C12和电阻R17组成的阻容滤波电路，消除输出信号中的低频分量。

（三）有益效果