專利名稱：一種測量電池內(nèi)阻的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量電池內(nèi)阻的方法及裝置。
背景技術(shù)：
測量電池內(nèi)阻對于評價(jià)二次充電電池的壽命尤其重要。目前現(xiàn)有的電池
內(nèi)阻測量方法及裝置主要有兩種 一為交流測試法，如CN1818684A中公開 的技術(shù)方案，其分別在對比電阻和待測電池兩端施加峰值相同的周期性交流 電流，然后測量該電流在對比電阻和待測電池兩端引起的電壓響應(yīng)，由于電 流相同則可通過比例運(yùn)算以及對比電阻的阻值確定待測電池的內(nèi)阻，這種方 法及裝置由于采用交流電所以需要各種信號(hào)處理電路、濾波電路等等，所以 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、實(shí)施成本高、穩(wěn)定性較差；二為直流脈沖測試法，這種方案 通常使待測電池經(jīng)由可變負(fù)載開始以大電流放電2分鐘以上，這個(gè)大電流一 般為5X (C/1小時(shí))以上，其中C為電池額定容量，單位為毫安時(shí)(mAH)， 然后以小電流放電，然后用計(jì)算機(jī)計(jì)算出兩個(gè)電流所引起的電壓差而計(jì)算出 待測電池內(nèi)阻，但是這種方案需要大電流放電，所以必然影響待測電池的壽 命和容量，并且對方電電流要求比較高，電路比較復(fù)雜，成本高，且由于需
要計(jì)算機(jī)所以適用范圍受到很大限制。
綜上所述，現(xiàn)有的測量電池內(nèi)阻的方法及裝置具有電路復(fù)雜、實(shí)施成本 高、甚至影響電池壽命和容量的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述的現(xiàn)有的測量電池內(nèi)阻的方法及裝置具有電路復(fù)雜、實(shí) 施成本高、甚至影響電池壽命和容量的缺陷，提供一種在不影響電池壽命和
容量的前提下簡單易行、成本低廉的測量電池內(nèi)阻的方法及裝置。
本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的方法包括以下步驟使待測電池開始放 電，或開始對待測電池充電；檢測待測電池的放電電流或充電電流I，同時(shí) 檢測待測電池放電或充電時(shí)的電壓Un使待測電池停止放電，或停止對待測 電池充電；檢測待測電池放電或充電后的電壓U2;計(jì)算待測電池的內(nèi)阻r， 該待測電池的內(nèi)阻r = (U2-U!)/1。
本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置包括電流檢測裝置、電壓檢測裝置和 內(nèi)阻計(jì)算器，所述電流檢測裝置用于檢測待測電池放電或充電時(shí)的放電電流 或充電電流I，所述電壓檢測裝置用于分別檢測待測電池放電或充電時(shí)的電 壓Ui以及待測電池放電或充電后的電壓U2，所述內(nèi)阻計(jì)算器用于計(jì)算待測 電池的內(nèi)阻r,該待測電池的內(nèi)阻r:(U2-U0/1。
通過使用本發(fā)明所提供的測量電池內(nèi)阻的方法和裝置可以通過控制待 測電池放電或充電，然后停止放電或充電以此形成一個(gè)脈沖，通過檢測到的 放電或充電電流I以及放電或充電時(shí)的電壓U!、放電或充電后的電壓U2， 根據(jù)歐姆定律計(jì)算電池內(nèi)阻。從上面所描述的技術(shù)方案來看，本發(fā)明所提供 的測量電池內(nèi)阻的方法和裝置電路簡單、實(shí)施成本低廉、簡單易行，并且這 種方式提供的放電電流是小電流，不會(huì)影響電池的壽命和容量。本發(fā)明所提 供的方法可以廣泛應(yīng)用于二次充電電池，特別適用于NI-MH、 NI-Cd、鋰離 子電池，由于其簡便易行，所以可以廣泛適用于充電器和后備電源等可移動(dòng) 電源上。


圖1為根據(jù)本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置的電路示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的電路示 意圖3為根據(jù)本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置的另一優(yōu)選實(shí)施方式的電 路示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先說明本發(fā)明提供的方法。
本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的方法包括以下步驟使待測電池10開始 放電，或開始對待測電池10充電；檢測待測電池10的放電電流或充電電流
I，同時(shí)檢測待測電池放電或充電時(shí)的電壓Un使待測電池10停止放電，或
停止對待測電池10充電；檢測待測電池放電或充電后的電壓U2;計(jì)算待測
電池10的內(nèi)阻r，該待測電池10的內(nèi)阻r = (U2-Ui)/1。
其中通過將待測電池10與電阻26串聯(lián)可以使得待測電池IO對外放電， 通過將待測電池10與電源串聯(lián)可以對待測電池10充電。
待測電池10剛開始放電或充電時(shí)放電或充電電流I并不穩(wěn)定，所以優(yōu) 選是，當(dāng)待測電池IO開始放電或充電一段時(shí)間后，才檢測待測電池10的放 電電流或充電電流I、以及待測電池放電或充電時(shí)電壓Ui。所經(jīng)過的時(shí)間大 于100毫秒，優(yōu)選范圍為100-1000毫秒。
檢測待測電池10的放電電流或充電電流I可以采用本領(lǐng)域人員公知的 各種檢測電流的方法，例如使用電流計(jì)、萬用表、電流傳感器等，也可以通 過檢測串聯(lián)電阻26的電壓并結(jié)合已知阻值獲得。檢測待測電池的電壓"或
U2可以使用本領(lǐng)域人員公知的各種檢測電壓的方法，例如使用電壓計(jì)等，可
以通過檢測待測電池10的對地電平而得到。
所述放電電流或充電電流I大于0.5X (C/l小時(shí))，C為電池額定容量， 例如1000mAH，這樣I就大于500mA。這樣的電流是小電流，不會(huì)影響電 池壽命和容量。所述放電電流或充電電流I的優(yōu)選范圍為0.5X (C/l小時(shí)) -2X (C/1小時(shí))。
下面結(jié)合圖1-3說明本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置20，如圖1所示， 其中，該裝置20包括電流檢測裝置21、電壓檢測裝置22和內(nèi)阻計(jì)算器23， 所述電流檢測裝置21用于檢測待測電池IO放電或充電時(shí)的放電電流或充電 電流I，所述電壓檢測裝置22用于分別檢測待測電池放電或充電時(shí)的電壓 U,以及待測電池放電或充電后的電壓U2，所述內(nèi)阻計(jì)算器23用于計(jì)算待測 電池10的內(nèi)阻r，該待測電池10的內(nèi)阻r = (U2-U,)/1。
優(yōu)選情況下，如圖2所示，當(dāng)放電或充電電流穩(wěn)定時(shí)才開始檢測放電或 充電電流，因此該裝置20還包括計(jì)時(shí)器24，當(dāng)待測電池10開始放電或充電 時(shí)計(jì)時(shí)器24開始計(jì)時(shí)，并且當(dāng)計(jì)時(shí)器24計(jì)時(shí)到達(dá)預(yù)定時(shí)間時(shí)，該計(jì)時(shí)器24 通知電流檢測裝置21檢測此時(shí)的放電電流或充電電流I，并通知電壓檢測裝 置22檢測此時(shí)的待測電池放電或充電時(shí)的電壓U,。其中所述預(yù)定時(shí)間大于 100毫秒，優(yōu)選范圍為100-1000毫秒。并且，當(dāng)所述計(jì)時(shí)器24計(jì)時(shí)到達(dá)預(yù) 定時(shí)間時(shí)，計(jì)時(shí)器24清零。
優(yōu)選情況下，如圖2所示，本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置20還包 括開關(guān)25，串聯(lián)在待測電池10的放電電路或充電電路中，用于控制待測電 池10的放電或充電狀態(tài)。其中所述開關(guān)25可以為各種具有控制端的可控開 關(guān)，例如繼電器、三極管或場效應(yīng)管。上述的計(jì)時(shí)器24與繼電器還可以構(gòu) 成時(shí)間繼電器。
這種情況下，該裝置20還包括開關(guān)控制器(未圖示)，用于控制開關(guān)25 的斷開和閉合，例如通過控制三極管或場效應(yīng)管的控制端(基極或門極)電 壓從而控制三極管或場效應(yīng)管的導(dǎo)通或截止。
所述電流檢測裝置21用于檢測待測電池10的放電電流或充電電流I， 如上所述，該放電電流或充電電流I大于0.5X (C/1小時(shí))。所述放電電流 或充電電流I的優(yōu)選范圍為0.5X (C/l小時(shí))-2X (C/l小時(shí))。所述電流檢 測裝置21可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種用于檢測電流的裝置，優(yōu)選為
能將測得的電流輸出到內(nèi)阻計(jì)算器23的裝置。優(yōu)選情況下，如圖2、 3所示， 本發(fā)明提供的測量電池內(nèi)阻的裝置還包括阻值為R的電阻26，該電阻26串 聯(lián)在待測電池10的放電電路或充電電路中，這時(shí)可以利用電壓檢測裝置22 通過檢測該電阻26兩端的電壓UR，從而獲得所述放電電流或充電電流I， 所述放電電流或充電電流I=UR/R，所以此時(shí)電壓檢測裝置22與電流檢測裝 置21實(shí)際上為同一電壓檢測裝置。
所述電壓檢測裝置22可以選用本領(lǐng)域人員公知的各種用于檢測電壓的 裝置，如電壓計(jì)等等，優(yōu)選為能將測得的電壓輸出到內(nèi)阻計(jì)算器23的裝置。
所述內(nèi)阻計(jì)算器23可以為具有普通計(jì)算功能的簡單的計(jì)算機(jī)、單片機(jī) (MCU)等，如為單片機(jī)則上述的計(jì)時(shí)器24、開關(guān)控制器、電流檢測裝置 21、電壓檢測裝置22也可通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，這種方式在圖3中顯示。圖3 中MCU可以通過檢測待測電池IO—端的對地電平獲得待測電池10的電壓 Uj或U2，而通過檢測電阻26—端的對地電平獲得電阻26的電壓UR。這樣 上述的電流檢測裝置2K電壓檢測裝置22均可通過MCU實(shí)現(xiàn)，MCU也可 以通過輸出電平信號(hào)來控制開關(guān)25，此外MCU可以具備一般簡單的計(jì)算功 能，可以集成有內(nèi)阻計(jì)算器23來計(jì)算內(nèi)阻r。這樣通過一個(gè)單片機(jī)就可以完
成功能，更為簡單易行。
采用圖2所提供的本發(fā)明的測量電池內(nèi)阻的裝置20的優(yōu)選實(shí)施方式時(shí)， 首先閉合開關(guān)25，待測電池10對外放電或充電，經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后檢測電阻 26兩端的電壓UK，從而獲得放電電流或充電電流hl^/R，同時(shí)檢測待測電 池放電或充電時(shí)電壓Up然后斷開開關(guān)25，檢測待測電池放電或充電后電 壓U2。然后利用歐姆定律，由內(nèi)阻計(jì)算器23計(jì)算待測電池10的內(nèi)阻r = (U2-U,yi。本發(fā)明提供的方法和裝置實(shí)施簡單，成本低廉，可廣泛使用于充 電器和后備電源等可移動(dòng)電源上。
權(quán)利要求
1.一種測量電池內(nèi)阻的方法，其中，該方法包括以下步驟使待測電池(10)開始放電，或開始對待測電池(10)充電；檢測待測電池(10)的放電電流或充電電流I，同時(shí)檢測待測電池放電或充電時(shí)的電壓U1；使待測電池(10)停止放電，或停止對待測電池(10)充電；檢測待測電池放電或充電后的電壓U2；計(jì)算待測電池(10)的內(nèi)阻r，該待測電池(10)的內(nèi)阻r＝(U2-U1)/I。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)待測電池(10)開始放電或 充電至少100毫秒后，才檢測待測電池(10)的放電電流或充電電流I、以及待測電池放電或充電時(shí)的電壓Q 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)待測電池(10)開始放電或 充電100-1000毫秒，檢測待測電池(10)的放電電流或充電電流I、以及待測電池放電或充電時(shí)的電壓U！。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，放電電流或充電電流I大 于0.5X (電池額定容量/l小時(shí))，小于2X (電池額定容量/l小時(shí))。
5. —種測量電池內(nèi)阻的裝置，其中，該裝置(20)包括電流檢測裝置 (21)、電壓檢測裝置(22)和內(nèi)阻計(jì)算器(23);所述電流檢測裝置(21)用于檢測待測電池(10)放電或充電時(shí)的放電電流或充電電流I，所述電壓 檢測裝置(22)用于分別檢測待測電池放電或充電時(shí)的電壓Q以及待測電 池放電或充電后的電壓U2，所述內(nèi)阻計(jì)算器(23)用于計(jì)算待測電池(10) 的內(nèi)阻r，該待測電池(10)的內(nèi)阻r-(U2-U,)/1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，該裝置(20)還包括計(jì)時(shí)器(24)， 當(dāng)待測電池(10)開始放電或充電時(shí)計(jì)時(shí)器(24)開始計(jì)時(shí)，并且當(dāng)計(jì)時(shí)器 (24)計(jì)時(shí)到達(dá)大于IOO毫秒的預(yù)定間時(shí)，該計(jì)時(shí)器(24)通知電流檢測 裝置(21)檢測此時(shí)的放電電流或充電電流I，并通知電壓檢測裝置(22)
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，該裝置(20)還包括計(jì)時(shí)器(24)， 當(dāng)待測電池(10)開始放電或充電時(shí)計(jì)時(shí)器(24)開始計(jì)時(shí)，并且當(dāng)計(jì)時(shí)器(24)計(jì)時(shí)到達(dá)取值范圍為100-1000毫秒的預(yù)定時(shí)間時(shí)，該計(jì)時(shí)器(24) 通知電流檢測裝置(21)檢測此時(shí)的放電電流或充電電流I，并通知電壓檢 測裝置(22)檢測此時(shí)的待測電池放電或充電時(shí)的電壓Uj。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中，該裝置(20) 還包括阻值為R的電阻(26)，串聯(lián)在待測電池(10)的放電電路或充電電 路中，所述電壓檢測裝置(22)在檢測待測電池放電或充電時(shí)的電壓U,時(shí) 同時(shí)還檢測該電阻(26)兩端的電壓UR，從而獲得所述放電電流或充電電 流I，所述放電電流或充電電流I-l^/R。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中，放電電流或 充電電流I大于0.5X (電池額定容量A小時(shí))，小于2X (電池額定容量/1 小時(shí))。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中，該裝置還包 括開關(guān)(25)，串聯(lián)在待測電池(10)的放電電路或充電電路中，用于控制 待測電池(10)的放電或充電狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述開關(guān)(25)為繼電器、 三極管或場效應(yīng)管，該裝置還包括開關(guān)控制器，用于控制開關(guān)(25)的閉合 和斷開。
全文摘要
提供一種測量電池內(nèi)阻的方法和裝置，通過檢測待測電池的放電電流或充電電流I、待測電池放電或充電時(shí)電壓U₁，然后檢測待測電池放電或充電后電壓U₂來計(jì)算待測電池的內(nèi)阻r，該待測電池的內(nèi)阻r＝(U₂-U₁)/I。本發(fā)明提供的方法和裝置實(shí)施簡單，成本低廉，可廣泛使用于充電器和后備電源等可移動(dòng)電源上。
文檔編號(hào)G01R31/36GK101359035SQ20071013008
公開日2009年2月4日 申請日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者田林祖, 鄭廣月 申請人:比亞迪股份有限公司