[发明专利]一种蓄电池内阻检测电路及其使用方法

说明书

本发明公开了一种蓄电池内阻检测电路，包括MCU最小系统电路模块，MCU最小系统电路模块电连接有电压信号发生器，电压信号发生器电连接电压电流转换电路，电压电流转换电路的电流输出端电连接待测的蓄电池，地端电连接精密电阻，蓄电池与精密电阻电连接形成串联回路；蓄电池两端与精密电阻两端均电连接通道转换电路，通道转换电路电连接差分放大电路，差分放大电路电连接带通滤波电路，带通滤波电路电连接峰值检测电路，峰值检测电路与MCU最小系统电路模块电连接。本发明最大程度地利用MCU资源，大大降低系统成本，且测量电路结构简单、测量结果能够应用于蓄电池的内阻预警系统，对于实际的蓄电池内阻测量场景来说实用性强。

技术领域

本发明属于电学领域，尤其涉及一种蓄电池内阻检测电路及其使用方法。

背景技术

蓄电池是一种比较繁琐的化学类系统设备，再加上蓄电池本身的工作环境大不相同，有的蓄电池工作环境十分恶劣，这使得人们对于蓄电池健康状况监测仍然存在很多的难点，到如今都还没有比较好的解决应对方案。虽然对备用型蓄电池的健康状况检测是非常困难的，但同时也是极其重要的，这是由于应用在后备电源的蓄电池将直接关乎到后备电源系统的稳定性和安全性。现在我国国防军事和银行金融相关的计算机系统大多都使用后备电源，要是安排工作人员全天候的值守必将耗费大量的人力物力和经费。所以对蓄电池健康状况的研究目的在于提高蓄电池使用中的稳定性、并且保障蓄电池在使用过程中的良好状况等诸多方面都具有重要的意义。而提升优化蓄电池的监测技术便可有效减少因为蓄电池运行状况不良从而导致的事故，这样就能保护用户安全、并且降低用户经济损失。因此在提高蓄电池可靠性以及减少人工维护时间的同时，通过一种快速有效的方法检查出蓄电池早期的故障、并且准确预估蓄电池的健康状态是蓄电池监测所面临的主要任务。随着蓄电池在我们的日常生活里越来越大范围的使用，蓄电池的健康状况也开始倍受关注。

蓄电池内阻检测在方法上可以分直流放电法与交流法这两大类。现今随蓄电池内阻检测技术的一直发展，出现了很多基于直流法以及交流法原理衍生出来的新型检测技术：例如基于直流放电法的DCR法以及HPPC法，两者都是根据直流放电的原理对蓄电池使用不同方式的放电，然后通过相应计算原理得到蓄电池本身的直流内阻；除此之外基于交流注入法原理的DFIS技术，也是在交流注入法的基础上把注入的电流激励分为三种不同频率幅值小的电流信号，通过检测这三种频率的电池响应信号从而经过计算得出蓄电池的交流阻抗。

现在国内外的很多市场中，已经有很多的产品能够基本实现蓄电池内阻的检测。比如美国Alber公司之前拥有大电流(将近70A)直流放电法实现检测蓄内阻的技术专利，而且依具这个技术推出了以Cellcorder蓄电池智能电池内阻测试仪为主要代表的一系列产品，其基本的测量原理为通过对蓄电池产生瞬间负载让蓄电池大电流放电，之后再测蓄电池瞬间压降以及负载电流从而来计算出电池内阻，并且这种仪器可以非常有效的排除外界产生的噪声干扰，同时精度可达0.1％，不过由于大电流放电对于负载条件具有一定的要求。除此之外，日本HIOKI公司所生产出来的HIOKI 3554采用的是交流注入法测量内阻，也是这一方法典型的产品，它主要通过对蓄电池两极注入1kHz的交流电流，然后测量其电压响应，再通过相应的计算公式对于蓄电池内阻就能够实现精确的在线测量。

但是目前在铅酸蓄电池内阻检测上不同的方法存在如下缺陷：

密度法和开路电压法：密度法测铅酸蓄电池内阻的基本原理是根据铅酸蓄电池内部电解液的密度来对蓄电池内阻进行估算，只适用于开口式的铅酸蓄电池的内阻测量，而无法对密封铅酸蓄电池的内阻进行测量，该方法的适用性弱。开路电压法是直接通过蓄电池的端电压来估计电池内阻，该方法精度差，得出的结论甚至可以为错误结论，因为即使一个容量已经降到很低的铅酸蓄电池，在浮充状态下其端电压仍可能表现得很正常。