本发明涉及电池，尤其涉及一种基于正弦波放电的电池内阻测量系统及方法。
背景技术：
1、目前，很多工业现场采用可充电的蓄电池作为不间断电源，蓄电池被广泛应用于通信、汽车、计算机和发电等系统。合理的使用和维护蓄电池，使其保持在良好的运行状态，是延长蓄电池寿命以提高直流系统可靠性的关键。电池的内阻是判断一节电池状态好坏的重要参数。因此，在对电池的维护过程中，常常需要监控电池的内阻变化来判断电池的好坏。
2、现有的电池内阻测量方法有三种。第一种为直流放电测量法，该方法是通过让电池按一定大小的直流电流进行放电，然后测量电池正负极之间的直流电压差，信号处理单元对直流信号放大处理后，送至运算单元，根据物理公式r＝u/i计算得到内阻r。第二种为直流内阻脉冲内阻测量法，该方法是采用小电流以及一定频率的脉冲放电的方式，通过带通滤波器，去除直流信号，然后测量电池正负极之间的脉冲电压差，信号处理单元对脉冲信号进行放大后，运算单元根据物理公式r＝u/i计算得到内阻r。第三种为交流注入测量法，该方法将电池看作为一个有源电阻，在电池两端注入一个固定频率、大小恒定的电流，对电池两端的电压进行采样，从而计算出电池内阻。
3、由于内阻测试过程中存在信号干扰和感应电压，导致现有的测量方法无法准确测控出真实电池交流部分内阻。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于正弦波放电的电池内阻测量系统及方法，能够滤除电磁感应电压，准确测控出真实电池交流部分内阻。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种基于正弦波放电的电池内阻测量系统，该系统包括微控制器、恒流放电电路、交流耦合放大电路、模拟乘法器、采样电阻与隔直电容；
4、所述微控制器用于输出频率为1khz的原始正弦信号；
5、所述恒流放电电路、所述采样电阻以及所述待测电池串联形成电池放电回路；所述恒流放电电路以所述原始正弦信号为参考波形，使所述待测电池的放电波形为正弦波；
6、所述待测电池的两个电极分别通过一个所述隔直电容与所述交流耦合放大电路连接，将所述待测电池的内阻电压信号耦合至所述交流耦合放大电路；
7、所述交流耦合放大电路用于将所述内阻电压信号放大预设倍数，得到放大信号；
8、所述模拟乘法器用于对所述原始正弦信号和所述放大信号进行乘法操作，并将得到的综合信号输送至所述微控制器；所述综合信号包括一个直流分量与一个两倍于所述原始正弦信号频率的交流分量，所述直流分量与所述交流分量的频率相同且相位差为零；
9、所述采样电阻的两端以差分输入的方式与所述微控制器连接；
10、所述微控制器还用于采集通过所述采样电阻的电流信号，并获取所述电流信号在1khz下的电流幅值；
11、所述微控制器还用于采集所述综合信号的直流分量的电压幅值，并根据所述直流分量的电压幅值、所述预设倍数以及所述1khz下的电流幅值，确定所述待测电池的内阻。
12、在一种可能的实现方式中，采集通过所述采样电阻的电流信号，并获取所述电流信号在1khz下的电流幅值，具体包括：
13、在每个采样周期内采集2n个采样点，对每个所述采样点，同时采集所述采样电阻两端的电压变化量；每个所述采样点对应的电流信号的幅值为所述采样点的电压变化量与所述采样电阻的阻值的比值，且n≥8；
14、对所述2n个采样点做傅里叶变换后取1khz对应的电压幅值；
15、根据所述1khz对应的电压幅值与所述采样电阻的阻值的比值，得到1khz下的电流幅值。
16、在一种可能的实现方式中，采集所述综合信号的直流分量的电压幅值，具体为：
17、通过设置在所述微控制器内的低通滤波器，滤除所述综合信号中的交流分量，得到直流分量，并获取所述直流分量的电压幅值。
18、在一种可能的实现方式中，采集所述综合信号的直流分量的电压幅值，具体包括：
19、在每个所述采样周期内采集2n个采样点，对每个所述采样点采集所述综合信号的电压幅值；
20、对所述2n个采样点做傅里叶变换后取零频幅值；所述零频幅值为所述直流分量的电压幅值。
21、在一种可能的实现方式中，所述直流分量的电压幅值、所述预设倍数以及所述1khz下的电流幅值，确定所述待测电池的内阻，具体为：
22、根据所述直流分量的电压幅值与所述预设倍数的比值确定目标电压幅值；
23、根据所述目标电压幅值与所述1khz下的电流幅值的比值确定所述待测电池的内阻
24、在一种可能的实现方式中，还包括跟随器；
25、所述跟随器的输入端与所述微控制器连接，所述跟随器的输出端与所述恒流放电电路的输入端和所述模拟乘法器的输入端连接；所述跟随器用于提升所述原始正弦信号的负载能力。
26、在一种可能的实现方式中，所述恒流放电电路包括运算放大器与mos管；
27、所述运算放大器的同相输入端与所述微控制器连接，用于接入所述原始正弦信号，所述运算放大器的反相输入端与所述mos管的源极连接，所述运算放大器的输出端与所述mos管的栅极连接；
28、所述mos管的漏极与所述待测电池的正极连接，所述mos管的源极通过所述采样电阻与所述待测电池的负极连接。
29、在一种可能的实现方式中，所述交流耦合放大电路包括仪表放大器；
30、所述仪表放大器的信号输入端正极通过一个所述隔直电容与所述待测电池的负极连接，所述仪表放大器的信号输入端负极通过一个所述隔直电容与所述待测电池的正极连接，所述仪表放大器的输出端与所述模拟乘法器的输入端连接。
31、第二方面，本发明提供一种基于正弦波放电的电池内阻测量系统的测量方法，应用于上述任一项所述的基于正弦波放电的电池内阻测量系统的微控制器，所述测量方法包括：
32、输出频率为1khz的原始正弦信号；
33、在恒流放电电路以所述原始正弦信号为参考波形，控制待测电池输出正弦波的放电波形的过程中，采集通过采样电阻的电流信号，并获取所述电流信号在1khz下的电流幅值；
34、采集模拟乘法器输出的综合信号的直流分量的电压幅值；所述综合信号由所述内阻电压信号通过交流耦合放大电路放大预设倍数后得到的放大信号，与原始正弦信号在模拟乘法器中作乘法操作得到；
35、根据所述直流分量的电压幅值、所述预设倍数以及所述1khz下的电流幅值，确定所述待测电池的内阻。
36、第三方面，本发明提供一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述基于正弦波放电的电池内阻测量系统的测量方法。
37、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述基于正弦波放电的电池内阻测量系统的测量方法。
38、本发明实施例提供的基于正弦波放电的电池内阻测量系统在实际应用时，通过微控制器输出频率为1khz的原始正弦信号；通过恒流放电电路以原始正弦信号为参考波形，使待测电池的放电波形为正弦波，由放电波形可知，电磁感应电压与原始正弦信号相位相差90度；通过隔直电容将待测电池的内阻电压信号耦合至放大电路，从而将原始正弦信号放大预设倍数，得到放大信号；通过模拟乘法器对原始正弦信号和放大信号进行乘法操作，得到综合信号，并将得到的综合信号输送至微控制器，其中，综合信号包括一个直流分量与一个两倍于原始正弦信号的交流分量，且直流分量与交流分量的频率相同且相位差为零；通过微控制器以差分采样的方式获取通过采样电阻的电流信号，并获取电流信号在1khz下的电流幅值；通过微控制器采集综合信号中直流分量的电压幅值，并根据直流分量的电压幅值、预设倍数以及1khz下的电流幅值，确定待测电池的内阻；本发明通过模拟乘法器与微控制器配合实现同步检波操作，消除电磁感应电压对电池内阻测试结果的影响，从而准确地测控出真实电池交流部分内阻。