专利名称：一种测量电池内阻的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量电池内阻的方法及装置。
背景技术：
测量电池内阻对于评价二次充电电池的寿命尤其重要。目前现有的电池
内阻测量方法及装置主要有两种 一为交流测试法，如CN1818684A中公开 的技术方案，其分别在对比电阻和待测电池两端施加峰值相同的周期性交流 电流，然后测量该电流在对比电阻和待测电池两端引起的电压响应，由于电 流相同则可通过比例运算以及对比电阻的阻值确定待测电池的内阻，这种方 法及装置由于采用交流电所以需要各种信号处理电路、滤波电路等等，所以 结构较为复杂、实施成本高、稳定性较差；二为直流脉冲测试法，这种方案 通常使待测电池经由可变负载开始以大电流放电2分钟以上，这个大电流一 般为5X (C/1小时)以上，其中C为电池额定容量，单位为毫安时(mAH)， 然后以小电流放电，然后用计算机计算出两个电流所引起的电压差而计算出 待测电池内阻，但是这种方案需要大电流放电，所以必然影响待测电池的寿 命和容量，并且对方电电流要求比较高，电路比较复杂，成本高，且由于需
要计算机所以适用范围受到很大限制。
综上所述，现有的测量电池内阻的方法及装置具有电路复杂、实施成本 高、甚至影响电池寿命和容量的缺陷。
发明内容
本发明针对上述的现有的测量电池内阻的方法及装置具有电路复杂、实 施成本高、甚至影响电池寿命和容量的缺陷，提供一种在不影响电池寿命和
容量的前提下简单易行、成本低廉的测量电池内阻的方法及装置。
本发明提供的测量电池内阻的方法包括以下步骤使待测电池开始放 电，或开始对待测电池充电；检测待测电池的放电电流或充电电流I，同时 检测待测电池放电或充电时的电压Un使待测电池停止放电，或停止对待测 电池充电；检测待测电池放电或充电后的电压U2;计算待测电池的内阻r， 该待测电池的内阻r = (U2-U!)/1。
本发明提供的测量电池内阻的装置包括电流检测装置、电压检测装置和 内阻计算器，所述电流检测装置用于检测待测电池放电或充电时的放电电流 或充电电流I，所述电压检测装置用于分别检测待测电池放电或充电时的电 压Ui以及待测电池放电或充电后的电压U2，所述内阻计算器用于计算待测 电池的内阻r,该待测电池的内阻r:(U2-U0/1。
通过使用本发明所提供的测量电池内阻的方法和装置可以通过控制待 测电池放电或充电，然后停止放电或充电以此形成一个脉冲，通过检测到的 放电或充电电流I以及放电或充电时的电压U!、放电或充电后的电压U2， 根据欧姆定律计算电池内阻。从上面所描述的技术方案来看，本发明所提供 的测量电池内阻的方法和装置电路简单、实施成本低廉、简单易行，并且这 种方式提供的放电电流是小电流，不会影响电池的寿命和容量。本发明所提 供的方法可以广泛应用于二次充电电池，特别适用于NI-MH、 NI-Cd、锂离 子电池，由于其简便易行，所以可以广泛适用于充电器和后备电源等可移动 电源上。
图1为根据本发明提供的测量电池内阻的装置的电路示意图； 图2为根据本发明提供的测量电池内阻的装置的优选实施方式的电路示 意图3为根据本发明提供的测量电池内阻的装置的另一优选实施方式的电 路示意图。
具体实施例方式
首先说明本发明提供的方法。
本发明提供的测量电池内阻的方法包括以下步骤使待测电池10开始 放电，或开始对待测电池10充电；检测待测电池10的放电电流或充电电流
I，同时检测待测电池放电或充电时的电压Un使待测电池10停止放电，或
停止对待测电池10充电；检测待测电池放电或充电后的电压U2;计算待测
电池10的内阻r，该待测电池10的内阻r = (U2-Ui)/1。
其中通过将待测电池10与电阻26串联可以使得待测电池IO对外放电， 通过将待测电池10与电源串联可以对待测电池10充电。
待测电池10刚开始放电或充电时放电或充电电流I并不稳定，所以优 选是，当待测电池IO开始放电或充电一段时间后，才检测待测电池10的放 电电流或充电电流I、以及待测电池放电或充电时电压Ui。所经过的时间大 于100毫秒，优选范围为100-1000毫秒。
检测待测电池10的放电电流或充电电流I可以采用本领域人员公知的 各种检测电流的方法，例如使用电流计、万用表、电流传感器等，也可以通 过检测串联电阻26的电压并结合已知阻值获得。检测待测电池的电压"或
U2可以使用本领域人员公知的各种检测电压的方法，例如使用电压计等，可
以通过检测待测电池10的对地电平而得到。
所述放电电流或充电电流I大于0.5X (C/l小时)，C为电池额定容量， 例如1000mAH，这样I就大于500mA。这样的电流是小电流，不会影响电 池寿命和容量。所述放电电流或充电电流I的优选范围为0.5X (C/l小时) -2X (C/1小时)。
下面结合图1-3说明本发明提供的测量电池内阻的装置20，如图1所示， 其中，该装置20包括电流检测装置21、电压检测装置22和内阻计算器23， 所述电流检测装置21用于检测待测电池IO放电或充电时的放电电流或充电 电流I，所述电压检测装置22用于分别检测待测电池放电或充电时的电压 U,以及待测电池放电或充电后的电压U2，所述内阻计算器23用于计算待测 电池10的内阻r，该待测电池10的内阻r = (U2-U,)/1。
优选情况下，如图2所示，当放电或充电电流稳定时才开始检测放电或 充电电流，因此该装置20还包括计时器24，当待测电池10开始放电或充电 时计时器24开始计时，并且当计时器24计时到达预定时间时，该计时器24 通知电流检测装置21检测此时的放电电流或充电电流I，并通知电压检测装 置22检测此时的待测电池放电或充电时的电压U,。其中所述预定时间大于 100毫秒，优选范围为100-1000毫秒。并且，当所述计时器24计时到达预 定时间时，计时器24清零。
优选情况下，如图2所示，本发明提供的测量电池内阻的装置20还包 括开关25，串联在待测电池10的放电电路或充电电路中，用于控制待测电 池10的放电或充电状态。其中所述开关25可以为各种具有控制端的可控开 关，例如继电器、三极管或场效应管。上述的计时器24与继电器还可以构 成时间继电器。
这种情况下，该装置20还包括开关控制器(未图示)，用于控制开关25 的断开和闭合，例如通过控制三极管或场效应管的控制端(基极或门极)电 压从而控制三极管或场效应管的导通或截止。
所述电流检测装置21用于检测待测电池10的放电电流或充电电流I， 如上所述，该放电电流或充电电流I大于0.5X (C/1小时)。所述放电电流 或充电电流I的优选范围为0.5X (C/l小时)-2X (C/l小时)。所述电流检 测装置21可以为本领域技术人员公知的各种用于检测电流的装置，优选为
能将测得的电流输出到内阻计算器23的装置。优选情况下，如图2、 3所示， 本发明提供的测量电池内阻的装置还包括阻值为R的电阻26，该电阻26串 联在待测电池10的放电电路或充电电路中，这时可以利用电压检测装置22 通过检测该电阻26两端的电压UR，从而获得所述放电电流或充电电流I， 所述放电电流或充电电流I=UR/R，所以此时电压检测装置22与电流检测装 置21实际上为同一电压检测装置。
所述电压检测装置22可以选用本领域人员公知的各种用于检测电压的 装置，如电压计等等，优选为能将测得的电压输出到内阻计算器23的装置。
所述内阻计算器23可以为具有普通计算功能的简单的计算机、单片机 (MCU)等，如为单片机则上述的计时器24、开关控制器、电流检测装置 21、电压检测装置22也可通过单片机实现，这种方式在图3中显示。图3 中MCU可以通过检测待测电池IO—端的对地电平获得待测电池10的电压 Uj或U2，而通过检测电阻26—端的对地电平获得电阻26的电压UR。这样 上述的电流检测装置2K电压检测装置22均可通过MCU实现，MCU也可 以通过输出电平信号来控制开关25，此外MCU可以具备一般简单的计算功 能，可以集成有内阻计算器23来计算内阻r。这样通过一个单片机就可以完
成功能，更为简单易行。
采用图2所提供的本发明的测量电池内阻的装置20的优选实施方式时， 首先闭合开关25，待测电池10对外放电或充电，经过预定时间后检测电阻 26两端的电压UK，从而获得放电电流或充电电流hl^/R，同时检测待测电 池放电或充电时电压Up然后断开开关25，检测待测电池放电或充电后电 压U2。然后利用欧姆定律，由内阻计算器23计算待测电池10的内阻r = (U2-U,yi。本发明提供的方法和装置实施简单，成本低廉，可广泛使用于充 电器和后备电源等可移动电源上。
权利要求
1.一种测量电池内阻的方法，其中，该方法包括以下步骤使待测电池(10)开始放电，或开始对待测电池(10)充电；检测待测电池(10)的放电电流或充电电流I，同时检测待测电池放电或充电时的电压U1；使待测电池(10)停止放电，或停止对待测电池(10)充电；检测待测电池放电或充电后的电压U2；计算待测电池(10)的内阻r，该待测电池(10)的内阻r＝(U2-U1)/I。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，当待测电池(10)开始放电或 充电至少100毫秒后，才检测待测电池(10)的放电电流或充电电流I、以及待测电池放电或充电时的电压Q 。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，当待测电池(10)开始放电或 充电100-1000毫秒，检测待测电池(10)的放电电流或充电电流I、以及待测电池放电或充电时的电压U！。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，放电电流或充电电流I大 于0.5X (电池额定容量/l小时)，小于2X (电池额定容量/l小时)。
5. —种测量电池内阻的装置，其中，该装置(20)包括电流检测装置 (21)、电压检测装置(22)和内阻计算器(23);所述电流检测装置(21)用于检测待测电池(10)放电或充电时的放电电流或充电电流I，所述电压 检测装置(22)用于分别检测待测电池放电或充电时的电压Q以及待测电 池放电或充电后的电压U2，所述内阻计算器(23)用于计算待测电池(10) 的内阻r，该待测电池(10)的内阻r-(U2-U,)/1。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，该装置(20)还包括计时器(24)， 当待测电池(10)开始放电或充电时计时器(24)开始计时，并且当计时器 (24)计时到达大于IOO毫秒的预定间时，该计时器(24)通知电流检测 装置(21)检测此时的放电电流或充电电流I，并通知电压检测装置(22)
7. 根据权利要求6所述的装置，其中，该装置(20)还包括计时器(24)， 当待测电池(10)开始放电或充电时计时器(24)开始计时，并且当计时器(24)计时到达取值范围为100-1000毫秒的预定时间时，该计时器(24) 通知电流检测装置(21)检测此时的放电电流或充电电流I，并通知电压检 测装置(22)检测此时的待测电池放电或充电时的电压Uj。
8. 根据权利要求5-7中任一权利要求所述的装置，其中，该装置(20) 还包括阻值为R的电阻(26)，串联在待测电池(10)的放电电路或充电电 路中，所述电压检测装置(22)在检测待测电池放电或充电时的电压U,时 同时还检测该电阻(26)两端的电压UR，从而获得所述放电电流或充电电 流I，所述放电电流或充电电流I-l^/R。
9. 根据权利要求5-7中任一权利要求所述的装置，其中，放电电流或 充电电流I大于0.5X (电池额定容量A小时)，小于2X (电池额定容量/1 小时)。
10. 根据权利要求5-7中任一权利要求所述的装置，其中，该装置还包 括开关(25)，串联在待测电池(10)的放电电路或充电电路中，用于控制 待测电池(10)的放电或充电状态。
11.根据权利要求IO所述的装置，其中，所述开关(25)为继电器、 三极管或场效应管，该装置还包括开关控制器，用于控制开关(25)的闭合 和断开。
全文摘要
提供一种测量电池内阻的方法和装置，通过检测待测电池的放电电流或充电电流I、待测电池放电或充电时电压U<sub>1</sub>，然后检测待测电池放电或充电后电压U<sub>2</sub>来计算待测电池的内阻r，该待测电池的内阻r＝(U<sub>2</sub>-U<sub>1</sub>)/I。本发明提供的方法和装置实施简单，成本低廉，可广泛使用于充电器和后备电源等可移动电源上。
文档编号G01R31/36GK101359035SQ20071013008
公开日2009年2月4日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者田林祖, 郑广月 申请人:比亚迪股份有限公司