基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，為解決現(xiàn)有測量電池直流內(nèi)阻需要剝離電池離線測量且需借助特定設(shè)備進行測量這一問題。本發(fā)明方法的主要步驟：當SoC檢測模塊首次檢測到SoC達到30％～80％時，以恒定電流I1對鋰離子電池/電池組充電T1時間，并記錄電池/電池組當前電壓數(shù)據(jù)為U1；然后再以恒定電流I2對鋰離子電池/電池組充電T1時間，并記錄電池/電池組當前電壓數(shù)據(jù)為U2；電流采集模塊和電壓采集模塊采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字濾波模塊后輸送到運算模塊，運算模塊根據(jù)公式Rdc＝ΔU/ΔI＝(U2?U1)/(I2?I1)計算得出待測電池直流內(nèi)阻。本發(fā)明方法對電池充電的同時可以測量電池直流內(nèi)阻，可將該測量方法移植到現(xiàn)有充電設(shè)備上，使測量更為方便。
【專利說明】
基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，涉及一種基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，特別是一種用于電動汽車鋰離子電池直流內(nèi)阻的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展和對環(huán)保意識的重視，汽車的普及率越來越高，同時對汽車尾氣排放的要求也越來越高。節(jié)能和低排放的油電混合汽車以及節(jié)能、無污染的理想“零排放”純電動汽車是未來的發(fā)展趨勢。電池的內(nèi)阻是電池最為重要的特性參數(shù)之一，它是表征電池壽命以及電池運行狀態(tài)的重要參數(shù)，是衡量電子和離子在電極內(nèi)傳輸難易程度的主要標志。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻是由電極材料、電解液、隔膜等決定的；極化內(nèi)阻是指電化學反應(yīng)時由極化引起的電阻，包括電化學極化和濃差極化等引起的電阻。在電池生產(chǎn)和測試中，歐姆內(nèi)阻又稱為交流內(nèi)阻，歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻之和稱為直流內(nèi)阻。傳統(tǒng)方法測量是通過向電池注入一定頻率的交流恒流信號，同時捕捉電池對該交流電的電壓反饋信號，從而測出電池的交流阻抗值。如CN1818684中公開的技術(shù)方案是通過在待測電池兩端施加峰值相同的周期性交流電流來測量，是在放電階段來完成內(nèi)阻測試，且需要剝離電池設(shè)備，費時費力；該方法在實現(xiàn)過程中，相當于給系統(tǒng)中注入一個干擾信號，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。
[0003]在電動汽車領(lǐng)域，如果能在充電同時測量汽車電池內(nèi)阻，就能有效提醒用戶及時更換電池，以避免因電池老化而造成的麻煩或災(zāi)難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的旨在提供一種基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，解決現(xiàn)有測量電池直流內(nèi)阻需要剝離電池離線測量且需借助特定設(shè)備的問題，從而提高測量直流內(nèi)阻的效率。
[0005]為實現(xiàn)上述目標，本方法所采用的技術(shù)方案為:
[0006]該方法所使用的裝置包括控制模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、電流采集模塊3、電壓采集模塊4、充電模塊5。所述控制模塊包括數(shù)字濾波模塊1.1、運算模塊1.2、人機交互模塊1.3、充電控制模塊1.4。所述控制模塊中的充電控制模塊1.4控制充電模塊5對電池/電池組充電，電流采集模塊3與電壓采集模塊4分別采集電池/電池組的電壓電流數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集模塊2，數(shù)據(jù)采集模塊2將采集到的數(shù)據(jù)數(shù)字濾波模塊1.1輸入到運算模塊1.2，運算模塊1.2將計算獲得電池/電池組總直流內(nèi)阻結(jié)果顯示在人機交互模塊1.3上。
[0007]基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法使用說明(下述假定是根據(jù)充電電池當前實際情況來定):在充電過程時，通過充電器電池剩余電量SoC檢測模塊檢測電池當前SoC值；假定SoC彡98%時，表示電池已處于滿充狀態(tài)，充電結(jié)束；假定98%> SoC彡80%時，充電器直接對電池充電，直至電池滿充；假定SoC < 30%時，充電器直接對電池充電，在SoC達到30%?80%時，基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法的具體步驟:
[0008]步驟一:當SoC檢測模塊首次檢測到SoC達到30%?80%之間時，充電控制模塊1.4控制充電模塊5以恒定電流I1對鋰離子電池/電池組充電T1秒；在充電T1秒結(jié)束的同時數(shù)據(jù)采集模塊2通過電壓采集模塊4采集電池/電池組的電壓數(shù)據(jù)，記為U1 ；
[0009]步驟二:充電控制模塊1.4控制充電模塊5以恒定電流I2對鋰離子電池/電池組充電T2秒，在充電T2秒結(jié)束的同時數(shù)據(jù)采集模塊2通過電壓采集模塊4采集電池/電池組的電壓數(shù)據(jù)，記為U2;
[0010]步驟三:電流采集模塊3和電壓采集模塊4采集到的數(shù)據(jù)送到中的數(shù)字濾波模塊
1.1后，輸入到運算模塊1.2，運算模塊1.2根據(jù)計算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1) / (I2-11)計算得出電池直流內(nèi)阻/電池組總的直流內(nèi)阻Rd。，將結(jié)果輸出到人機交互模塊1.3上顯示;
[0011]步驟四:充電器直接對電池充電，直至充滿。
[0012]其中，所述恒定電流IdX值范圍設(shè)定為:0.2C?0.5C;采用恒定電流I1的充電T1的取值范圍設(shè)定為:1秒?5秒；所述恒定電流I2取值范圍設(shè)定為:0.6C?1.2C ;采用恒定電流I2的充電T2的取值范圍設(shè)定為:1秒?5秒。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供的一種基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，對電池充電的同時，可以測量電池直流內(nèi)阻，可將該測量方法移植到現(xiàn)有充電設(shè)備上，使測量更為方便。該方法不必特意離線測量電池直流內(nèi)阻，即不需特定設(shè)備就可以實現(xiàn)內(nèi)阻測量。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施方法所使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為實施方法所使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖中控制模塊I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實施方法的流程圖；
[0017]圖4為本實施方法的實施例的電流示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]如附圖1所示，本實施方法所述方法所使用的裝置包括:包括控制模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、電流采集模塊3、電壓采集模塊4、充電模塊5 ；
[0020]如附圖2所示，所述控制模塊I包括數(shù)字濾波模塊1.1、運算模塊1.2、人機交互模塊1.3、充電控制模塊1.4;
[0021]控制模塊I中的充電控制模塊1.4控制充電模塊5對電池/電池組充電，電壓采集模塊4與電流采集模塊3分別采集電池/電池組的電壓電流數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集模塊2，數(shù)據(jù)采集模塊2將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字濾波模塊1.1輸送到運算模塊1.2中，運算模塊1.2根據(jù)計算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1V(I2-11),將計算獲得電池/電池組總直流內(nèi)阻結(jié)果顯示在人機交互模塊1.3上；
[0022]具體實施例1:
[0023]方法流程圖如附圖3所示，假定檢測的電池當前SoC值小于30% (即30%> SoC)，充電電流如附圖4所示，實施步驟如下:
[0024]步驟一:檢測到電池當前SoC值為10%時，則充電器以某一電流(電流值由充電器自身設(shè)計而定)對鋰離子電池/電池組充電；
[0025]步驟二:當SoC檢測模塊首次檢測到SoC值滿足在30%?80%之間時，以I1 =
0.3C電流模式對鋰離子電池/電池組充電,充電I秒(或充電時間選取I秒?5秒的任意值)結(jié)束后，數(shù)據(jù)采集模塊⑵通過電壓采集模塊4采集電池電壓數(shù)據(jù)，記為U1 ；
[0026]步驟三:以I2 = 0.8C電流模式對鋰離子電池/電池組充電,在充電I秒(或充電時間選取I秒?5秒的任意值)結(jié)束后，數(shù)據(jù)采集模塊(2)通過電壓采集模塊4采集電池電壓數(shù)據(jù)，記為U2;
[0027]步驟四:將電流采集模塊(3)和電壓采集模塊(4)采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波模塊(1.D輸入到運算模塊(1.2)，運算模塊(1.2)根據(jù)計算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1)/(I2-11)得出電池直流內(nèi)阻/電池組總的直流內(nèi)阻Rd。，將結(jié)果輸出到人機交互模塊(1.3)上顯示;
[0028]步驟五:充電器以某一電流(電流值由充電器自身設(shè)計而定)對鋰離子電池/電池組充電，直至檢測到的SoC值達到98%及以上就認為電池充滿。
[0029]具體實施例2:
[0030]假定檢測的電池當前SoC介于30%?80%之間時(80%> SoC ^ 30% )，方法流程圖如附圖3所示，步驟如下:
[0031 ] 步驟一:當SoC檢測模塊首次檢測到當前SoC值為40 %時，以I1 = 0.3C電流模式對鋰離子電池/電池組充電，在充電I秒(或充電時間選取I秒?5秒的任意值)結(jié)束后，數(shù)據(jù)采集模塊(2)通過電壓采集模塊4采集電池電壓數(shù)據(jù)，記為U1 ；
[0032]步驟二:以I2 = 0.8C電流模式對鋰離子電池/電池組充電,在充電I秒(或充電時間選取I秒?5秒的任意值)結(jié)束后，數(shù)據(jù)采集模塊(2)通過電壓采集模塊4采集電池電壓數(shù)據(jù)，記為U2;
[0033]步驟三:將電流采集模塊(3)和電壓采集模塊(4)采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波模塊(1.D輸入到運算模塊(1.2)，運算模塊(1.2)根據(jù)計算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1)/(I2-11)得出電池直流內(nèi)阻/電池組總的直流內(nèi)阻Rd。，將結(jié)果輸出到人機交互模塊(1.3)上顯示；
[0034]步驟四:充電器以某一電流(電流值由充電器自身設(shè)計而定)對鋰離子電池/電池組充電，直至電池充滿。
[0035]具體實施例3:
[0036]假定檢測的電池當前SoC介于80%?98%之間時(即98% > SoC彡80% )，方法流程圖如附圖3所示，步驟如下:
[0037]步驟一:當SoC檢測模塊檢測到當前SoC值為90%時，充電器以某一電流(電流值由充電器自身設(shè)計而定)對鋰離子電池/電池組充電，直至電池充滿。
[0038]具體實施例4:
[0039]假定檢測的電池當前SoC ^ 98%時，方法流程圖如附圖3所示，步驟如下:
[0040]步驟一:當SoC檢測模塊檢測到當前SoC值為99%時，則停止充電。
[0041]在此說明書中，應(yīng)當指出，以上實施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然本發(fā)明不局限于上述具體實施例，還可以做出各種修改、變換和變形。因此，說明書和附圖應(yīng)該被認為是說明性的而非限制性的。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，該方法使用的裝置包括控制模塊(I)、數(shù)據(jù)采集模塊(2)、電流采集模塊(3)、電壓采集模塊(4)、充電模塊(5)； 所述控制模塊(I)包括數(shù)字濾波模塊(1.1)、運算模塊(1.2)、人機交互模塊(1.3)、充電控制模塊(1.4)； 所述控制模塊(I)中的充電控制模塊(1.4)控制充電模塊(5)對電池/電池組充電；所述電壓采集模塊(4)與電流采集模塊(3)分別采集電池/電池組的電壓電流數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集模塊(2);所述數(shù)據(jù)采集模塊(2)將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字濾波模塊(1.1)輸送到運算模塊(1.2)中；所述運算模塊(1.2)將計算獲得電池/電池組總直流內(nèi)阻結(jié)果顯示在人機交互模塊(1.3)上； 其特征在于，基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法的具體過程為: 步驟一:當SoC檢測模塊首次檢測到SoC達到30%?80%之間時，所述充電控制模塊(1.4)控制充電模塊(5)以恒定電流I1對鋰離子電池/電池組充電T1秒；在充電秒結(jié)束的同時數(shù)據(jù)采集模塊(2)通過電壓采集模塊(4)采集電池/電池組的電壓數(shù)據(jù)，記為U1 ； 步驟二:所述充電控制模塊(1.4)控制充電模塊(5)再以恒定電流I2對鋰離子電池/電池組充電T2秒；在充電秒結(jié)束的同時數(shù)據(jù)采集模塊(2)通過電壓采集模塊(4)采集電池/電池組的電壓數(shù)據(jù)，記為U2; 步驟三:所述電流采集模塊(3)和電壓采集模塊(4)采集到的數(shù)據(jù)輸送到數(shù)字濾波模塊(1.D后，再將濾波后的數(shù)據(jù)輸送到運算模塊(1.2)，運算模塊(1.2)根據(jù)計算公式:Rd。=Δυ/Λ I = (U2-U1V(I2-11)計算得出電池直流內(nèi)阻/電池組總的直流內(nèi)阻，將結(jié)果輸出到人機交互模塊(1.3)上顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，其特征在于，步驟一所述恒定電流的取值范圍設(shè)定為:0.2C?0.5C ;采用恒定電流的充電的取值范圍設(shè)定為:1秒?5秒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于充電器的測量電池直流內(nèi)阻的方法，其特征在于，步驟二所述恒定電流的取值范圍設(shè)定為:0.6C?1.2C ;采用恒定電流的充電的取值范圍設(shè)定為:1秒?5秒。
【文檔編號】G01R27/02GK105891603SQ201410758038
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月12日
【發(fā)明人】陳琳, 田彬彬, 林偉龍, 潘海鴻, 黃炳瓊, 李海波, 李君子
【申請人】廣西大學