[发明专利]一种蓄电池内阻检测电路及其使用方法

权利要求书

1.一种蓄电池内阻检测电路，其特征在于，包括MCU(1)，MCU(1)电连接有电压信号发生器(2)，电压信号发生器(2)电连接电压电流转换电路(3)，电压电流转换电路(3)的电流输出端电连接待测的蓄电池(4)，电压电流转换电路(3)的地端电连接精密电阻(5)，蓄电池(4)与精密电阻(5)电连接形成串联回路；蓄电池(4)两端与精密电阻(5)两端均电连接通道转换电路(6)，通道转换电路(6)电连接差分放大电路(7)，差分放大电路(7)电连接带通滤波电路(8)，带通滤波电路(8)电连接峰值检测电路(9)，峰值检测电路(9)与MCU(1)电连接。

2.如权利要求1所述的蓄电池内阻检测电路，其特征在于，所述带通滤波电路(8)为四阶带通滤波电路。

3.如权利要求1所述的蓄电池内阻检测电路，其特征在于，所述蓄电池为多个，蓄电池串联形成电池组，所述通道转换电路(6)通过模拟开关芯片对蓄电池依次进行电压检测；所述MCU(1)为MCU最小系统电路模块。

4.一种权利要求1-3任一所述的蓄电池内阻检测电路的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、MCU(1)控制电压信号发生器发射两个不同频率记为f₀和f₁的正弦电流信号，根据蓄电池与精密电阻两端的电压确定蓄电池阻抗与精密电阻的比例关系；

步骤二、将蓄电池内阻等效为欧姆内阻与电容的串联模型，设蓄电池的欧姆内阻为R₀，电容为C，蓄电池阻抗与精密电阻的比例关系得到分别对应f₀和f₁的阻抗值|Z₀|和|Z₁|：

步骤三、解方程组得到蓄电池的欧姆内阻为R₀。

5.如权利要求4所述的蓄电池内阻检测电路的使用方法，其特征在于，所述步骤一包括如下步骤：

正弦电压信号经过转换电路产生的正弦电流I记为

I＝Asin(wt) (1)

其中，A为注入电流的幅值，w为信号频率，t为时间变量；记信号通过差分放大器和带通滤波器的总增益为G，电流I注入到蓄电池与精密电阻串联回路中信号通过差分放大与滤波得到的电池响应信号U_bat和电阻响应信号U_res分别为：

U_bat＝GA|Z|sin(wt+θ) (2)

U_res＝GARsin(wt) (3)

其中，Z表示蓄电池阻抗，θ表示电流流经电池所产生的相移，R表示精密电阻的阻值；将U_bat和U_res接入到峰值检测电路中分别得到直流电压V_bat和V_res：

V_bat＝GAB|Z| (4)

V_res＝GABR (5)

其中B为信号进入峰值检测电路造成的衰减因子，最终得到电池阻抗与精密电阻阻值的关系如下式：

|Z|_bat表示蓄电池阻抗值。

6.如权利要求5所述的蓄电池内阻检测电路的使用方法，其特征在于，所述步骤二包括如下步骤：

根据步骤一的改变注入电流频率的测量方法得到分别对应f₀和f₁的阻抗值|Z₀|和|Z₁|，将蓄电池等效为欧姆内阻R₀和电容C的串联组合，因此蓄电池等效模型为一个复阻抗，阻抗计算公式：

记2πf₀＝A₀，2πf₁＝A₁，其中A₀表示频率为f₀时的角频率，A₁表示频率为f₁时的角频率；R₀表示蓄电池的欧姆内阻。