基于充电器的测量电池直流内阻的方法
【专利摘要】本发明提供一种基于充电器的测量电池直流内阻的方法，为解决现有测量电池直流内阻需要剥离电池离线测量且需借助特定设备进行测量这一问题。本发明方法的主要步骤：当SoC检测模块首次检测到SoC达到30％～80％时，以恒定电流I1对锂离子电池/电池组充电T1时间，并记录电池/电池组当前电压数据为U1；然后再以恒定电流I2对锂离子电池/电池组充电T1时间，并记录电池/电池组当前电压数据为U2；电流采集模块和电压采集模块采集到的数据经数字滤波模块后输送到运算模块，运算模块根据公式Rdc＝ΔU/ΔI＝(U2?U1)/(I2?I1)计算得出待测电池直流内阻。本发明方法对电池充电的同时可以测量电池直流内阻，可将该测量方法移植到现有充电设备上，使测量更为方便。
【专利说明】
基于充电器的测量电池直流内阻的方法
技术领域
[0001]本发明属于电池领域，涉及一种基于充电器的测量电池直流内阻的方法，特别是一种用于电动汽车锂离子电池直流内阻的测量方法。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的快速发展和对环保意识的重视，汽车的普及率越来越高，同时对汽车尾气排放的要求也越来越高。节能和低排放的油电混合汽车以及节能、无污染的理想“零排放”纯电动汽车是未来的发展趋势。电池的内阻是电池最为重要的特性参数之一，它是表征电池寿命以及电池运行状态的重要参数，是衡量电子和离子在电极内传输难易程度的主要标志。电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻是由电极材料、电解液、隔膜等决定的；极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化等引起的电阻。在电池生产和测试中，欧姆内阻又称为交流内阻，欧姆内阻与极化内阻之和称为直流内阻。传统方法测量是通过向电池注入一定频率的交流恒流信号，同时捕捉电池对该交流电的电压反馈信号，从而测出电池的交流阻抗值。如CN1818684中公开的技术方案是通过在待测电池两端施加峰值相同的周期性交流电流来测量，是在放电阶段来完成内阻测试，且需要剥离电池设备，费时费力；该方法在实现过程中，相当于给系统中注入一个干扰信号，影响系统稳定。
[0003]在电动汽车领域，如果能在充电同时测量汽车电池内阻，就能有效提醒用户及时更换电池，以避免因电池老化而造成的麻烦或灾难。
【发明内容】
[0004]本发明目的旨在提供一种基于充电器的测量电池直流内阻的方法，解决现有测量电池直流内阻需要剥离电池离线测量且需借助特定设备的问题，从而提高测量直流内阻的效率。
[0005]为实现上述目标，本方法所采用的技术方案为:
[0006]该方法所使用的装置包括控制模块1、数据采集模块2、电流采集模块3、电压采集模块4、充电模块5。所述控制模块包括数字滤波模块1.1、运算模块1.2、人机交互模块1.3、充电控制模块1.4。所述控制模块中的充电控制模块1.4控制充电模块5对电池/电池组充电，电流采集模块3与电压采集模块4分别采集电池/电池组的电压电流数据传送给数据采集模块2，数据采集模块2将采集到的数据数字滤波模块1.1输入到运算模块1.2，运算模块1.2将计算获得电池/电池组总直流内阻结果显示在人机交互模块1.3上。
[0007]基于充电器的测量电池直流内阻的方法使用说明(下述假定是根据充电电池当前实际情况来定):在充电过程时，通过充电器电池剩余电量SoC检测模块检测电池当前SoC值；假定SoC彡98%时，表示电池已处于满充状态，充电结束；假定98%> SoC彡80%时，充电器直接对电池充电，直至电池满充；假定SoC < 30%时，充电器直接对电池充电，在SoC达到30%?80%时，基于充电器的测量电池直流内阻的方法的具体步骤:
[0008]步骤一:当SoC检测模块首次检测到SoC达到30%?80%之间时，充电控制模块1.4控制充电模块5以恒定电流I1对锂离子电池/电池组充电T1秒；在充电T1秒结束的同时数据采集模块2通过电压采集模块4采集电池/电池组的电压数据，记为U1 ；
[0009]步骤二:充电控制模块1.4控制充电模块5以恒定电流I2对锂离子电池/电池组充电T2秒，在充电T2秒结束的同时数据采集模块2通过电压采集模块4采集电池/电池组的电压数据，记为U2;
[0010]步骤三:电流采集模块3和电压采集模块4采集到的数据送到中的数字滤波模块
1.1后，输入到运算模块1.2，运算模块1.2根据计算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1) / (I2-11)计算得出电池直流内阻/电池组总的直流内阻Rd。，将结果输出到人机交互模块1.3上显示;
[0011]步骤四:充电器直接对电池充电，直至充满。
[0012]其中，所述恒定电流IdX值范围设定为:0.2C?0.5C;采用恒定电流I1的充电T1的取值范围设定为:1秒?5秒；所述恒定电流I2取值范围设定为:0.6C?1.2C ;采用恒定电流I2的充电T2的取值范围设定为:1秒?5秒。
[0013]本发明的有益效果在于:本发明提供的一种基于充电器的测量电池直流内阻的方法，对电池充电的同时，可以测量电池直流内阻，可将该测量方法移植到现有充电设备上，使测量更为方便。该方法不必特意离线测量电池直流内阻，即不需特定设备就可以实现内阻测量。
【附图说明】
[0014]图1为实施方法所使用装置的结构示意图；
[0015]图2为实施方法所使用装置的结构示意图中控制模块I的结构示意图；
[0016]图3为本实施方法的流程图；
[0017]图4为本实施方法的实施例的电流示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0019]如附图1所示，本实施方法所述方法所使用的装置包括:包括控制模块1、数据采集模块2、电流采集模块3、电压采集模块4、充电模块5 ；
[0020]如附图2所示，所述控制模块I包括数字滤波模块1.1、运算模块1.2、人机交互模块1.3、充电控制模块1.4;
[0021]控制模块I中的充电控制模块1.4控制充电模块5对电池/电池组充电，电压采集模块4与电流采集模块3分别采集电池/电池组的电压电流数据传送给数据采集模块2，数据采集模块2将采集到的数据经数字滤波模块1.1输送到运算模块1.2中，运算模块1.2根据计算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1V(I2-11),将计算获得电池/电池组总直流内阻结果显示在人机交互模块1.3上；
[0022]具体实施例1:
[0023]方法流程图如附图3所示，假定检测的电池当前SoC值小于30% (即30%> SoC)，充电电流如附图4所示，实施步骤如下:
[0024]步骤一:检测到电池当前SoC值为10%时，则充电器以某一电流(电流值由充电器自身设计而定)对锂离子电池/电池组充电；
[0025]步骤二:当SoC检测模块首次检测到SoC值满足在30%?80%之间时，以I1 =
0.3C电流模式对锂离子电池/电池组充电,充电I秒(或充电时间选取I秒?5秒的任意值)结束后，数据采集模块⑵通过电压采集模块4采集电池电压数据，记为U1 ；
[0026]步骤三:以I2 = 0.8C电流模式对锂离子电池/电池组充电,在充电I秒(或充电时间选取I秒?5秒的任意值)结束后，数据采集模块(2)通过电压采集模块4采集电池电压数据，记为U2;
[0027]步骤四:将电流采集模块(3)和电压采集模块(4)采集到的数据，经滤波模块(1.D输入到运算模块(1.2)，运算模块(1.2)根据计算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1)/(I2-11)得出电池直流内阻/电池组总的直流内阻Rd。，将结果输出到人机交互模块(1.3)上显示;
[0028]步骤五:充电器以某一电流(电流值由充电器自身设计而定)对锂离子电池/电池组充电，直至检测到的SoC值达到98%及以上就认为电池充满。
[0029]具体实施例2:
[0030]假定检测的电池当前SoC介于30%?80%之间时(80%> SoC ^ 30% )，方法流程图如附图3所示，步骤如下:
[0031 ] 步骤一:当SoC检测模块首次检测到当前SoC值为40 %时，以I1 = 0.3C电流模式对锂离子电池/电池组充电，在充电I秒(或充电时间选取I秒?5秒的任意值)结束后，数据采集模块(2)通过电压采集模块4采集电池电压数据，记为U1 ；
[0032]步骤二:以I2 = 0.8C电流模式对锂离子电池/电池组充电,在充电I秒(或充电时间选取I秒?5秒的任意值)结束后，数据采集模块(2)通过电压采集模块4采集电池电压数据，记为U2;
[0033]步骤三:将电流采集模块(3)和电压采集模块(4)采集到的数据，经滤波模块(1.D输入到运算模块(1.2)，运算模块(1.2)根据计算公式:Rd。= Δυ/ΔΙ = (U2-U1)/(I2-11)得出电池直流内阻/电池组总的直流内阻Rd。，将结果输出到人机交互模块(1.3)上显示；
[0034]步骤四:充电器以某一电流(电流值由充电器自身设计而定)对锂离子电池/电池组充电，直至电池充满。
[0035]具体实施例3:
[0036]假定检测的电池当前SoC介于80%?98%之间时(即98% > SoC彡80% )，方法流程图如附图3所示，步骤如下:
[0037]步骤一:当SoC检测模块检测到当前SoC值为90%时，充电器以某一电流(电流值由充电器自身设计而定)对锂离子电池/电池组充电，直至电池充满。
[0038]具体实施例4:
[0039]假定检测的电池当前SoC ^ 98%时，方法流程图如附图3所示，步骤如下:
[0040]步骤一:当SoC检测模块检测到当前SoC值为99%时，则停止充电。
[0041]在此说明书中，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然本发明不局限于上述具体实施例，还可以做出各种修改、变换和变形。因此，说明书和附图应该被认为是说明性的而非限制性的。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于充电器的测量电池直流内阻的方法，该方法使用的装置包括控制模块(I)、数据采集模块(2)、电流采集模块(3)、电压采集模块(4)、充电模块(5)； 所述控制模块(I)包括数字滤波模块(1.1)、运算模块(1.2)、人机交互模块(1.3)、充电控制模块(1.4)； 所述控制模块(I)中的充电控制模块(1.4)控制充电模块(5)对电池/电池组充电；所述电压采集模块(4)与电流采集模块(3)分别采集电池/电池组的电压电流数据传送给数据采集模块(2);所述数据采集模块(2)将采集到的数据经数字滤波模块(1.1)输送到运算模块(1.2)中；所述运算模块(1.2)将计算获得电池/电池组总直流内阻结果显示在人机交互模块(1.3)上； 其特征在于，基于充电器的测量电池直流内阻的方法的具体过程为: 步骤一:当SoC检测模块首次检测到SoC达到30%?80%之间时，所述充电控制模块(1.4)控制充电模块(5)以恒定电流I1对锂离子电池/电池组充电T1秒；在充电秒结束的同时数据采集模块(2)通过电压采集模块(4)采集电池/电池组的电压数据，记为U1 ； 步骤二:所述充电控制模块(1.4)控制充电模块(5)再以恒定电流I2对锂离子电池/电池组充电T2秒；在充电秒结束的同时数据采集模块(2)通过电压采集模块(4)采集电池/电池组的电压数据，记为U2; 步骤三:所述电流采集模块(3)和电压采集模块(4)采集到的数据输送到数字滤波模块(1.D后，再将滤波后的数据输送到运算模块(1.2)，运算模块(1.2)根据计算公式:Rd。=Δυ/Λ I = (U2-U1V(I2-11)计算得出电池直流内阻/电池组总的直流内阻，将结果输出到人机交互模块(1.3)上显示。2.根据权利要求1所述基于充电器的测量电池直流内阻的方法，其特征在于，步骤一所述恒定电流的取值范围设定为:0.2C?0.5C ;采用恒定电流的充电的取值范围设定为:1秒?5秒。3.根据权利要求1所述基于充电器的测量电池直流内阻的方法，其特征在于，步骤二所述恒定电流的取值范围设定为:0.6C?1.2C ;采用恒定电流的充电的取值范围设定为:1秒?5秒。
【文档编号】G01R27/02GK105891603SQ201410758038
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月12日
【发明人】陈琳, 田彬彬, 林伟龙, 潘海鸿, 黄炳琼, 李海波, 李君子
【申请人】广西大学