电池容量内阻快速测试方法及测试仪技术

本发明专利技术涉及一种电池容量内阻快速测试方法，先对被测电池接入较轻负载以消除由电池内阻产生的虚浮电压；再对电池进行电压线性段判别，电压高出线性段部分先用大电流放电；电压低于线性段的部分用大电流进行恒流脉冲充电；然后当电压达到线性段后再静止２ｍｉｎ，即时记录下静态电压值并保持，此后再次进行３ｍｉｎ恒流脉冲充电后再静止２ｍｉｎ并记录静态电压增量值同时读取电池容量。本发明专利技术检测时间短，内阻的测试时间仅为２分钟，容量的测试时间小于３０分钟，而且检测精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池容量和内阻的测试方法以及测试的仪器设备。
技术介绍
电池在使用过程中，由于电解液中水分的消耗，以及极板材料活性的降低，会 造成容量下降。目前用于检测电池容量的仪器，由放电电路、电压检测电路、计时电 路、显示电路组成，在电源输入端上设有放电电路和电压检测电路，电压检测电路的输 出端与计时电路的控制端连接，计时电路的输出端与显示电路连接。在电池充满电时， 以一固定电流放电，直到电压下降到电池电压的下限，计算这一过程的时间，测出电池 的容量。现有仪器由于是通过测量电池的总储存电量来测量电池的容量，所需测量时间 长，不能在短时间内检测，使用不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种能够对铅酸电池，镍氢电池，锂离子电 池及磷酸铁锂电池等在任意电量条件下进行最高容量和内阻的快速测量方法，同时还提 供了使用该方法对电池进行测量的测试仪。本专利技术所采用的技术方案为一种电池容量内阻快速测试方法，包括以下步 骤1)接通电源，对被测电池接入负载进行放电以消除由电池内阻产生的虚浮电 压，并对电池电压进行取样，测得电池内阻值并读取；2)停止对被测电池的放电，并对电池电压进行第一次取样，将取样值进行电压 线性段判别以确定被测电池电压达到线性状态；3)测得被测电池此时的静态电压值；4)对被测电池进行充电，并对电池电压进行第二次取样，测得电池此时的静态 电压值；5)计算被测电池的第一次电压取样值与第二次电压取样值所产生的静态电压增 量，得到电池容量值。具体的说，本专利技术所述的步骤2)中，当被测电池电压高于电压线性段时，对其 进行放电，使其电压回落至线性状态；当被测电池电压低于电压线性段时，对其进行充 电，使其电压恢复到线性状态。所述的被测电池电压第一次取样值达到线性状态后静止 0 2分钟，测得被测电池第一次的静态电压值；对被测电池进行充电0 3分钟后进行 电池电压第二次取样并静止0 2分钟，测得电池第二次的静态电压值。所述的对被测 电池进行充电均采用恒流脉冲充电。由于电池会因为自身内阻而产生一定的虚浮电压，所以为了增加对电池电压取 样值的精确度，本专利技术在对电池容量进行测试之前先消除由电池内阻产生的虚浮电压，具体的方法是本专利技术所述的步骤1)中，首先利用轻载对被测电池进行放电，持续0 1分钟后，在采用轻载对其放电的同时接入重载继续对其放电，再次持续0 1分钟，仅 停止重载对电池的放电后接通数字表读取被测电池的内阻值，所述的轻载对电池的放电 过程持续到对电池电压进行第一次取样时结束。同时，本专利技术还提供了一种测试仪，具有电源装置，用于提供测量时的工作电 压；双向比较器，用于将取样电压值与设定的参考电压值进行比较；电池容量测试装 置，用于测量、显示被测电池的容量值；电池内阻测试装置，用于测量、显示被测电池 的内阻值。本专利技术的测试原理是先对被测电池接入较轻负载以消除由电池内阻产生的虚 浮电压(电池内压降)。再对电池进行电压线性段判别，电压高出线性段部分先用大电 流放电；电压低于线性段的部分用大电流进行恒流脉冲充电。然后当电压达到线性段后 再静止2min，即时记录下静态电压值并保持，此后再次进行3min恒流脉冲充电后再静止 2min并记录静态电压增量值同时读取电池容量。本专利技术的有益效果是本专利技术在测试前先消除了由电池内阻所带来的虚浮电 压，使得测试的精确度大大的提高；而且本专利技术不需要等电池充满电以后才能获取电池 的容量大小，而是可以在电池处于任意电量的状态下都可以快速、便捷的获取电池的容 量大小，并且检测时间短，内阻的测试时间仅为2分钟，容量的测试时间小于30分钟， 而且检测精度高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的电源电路图；图2是本专利技术的主程序电路图；图3是本专利技术的电池电容测试电路图；图4是本专利技术的电池内阻测试电路图；图5是本专利技术的流程图。具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化 的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，由变压器Bi，整流桥ZQ1，电解电容4C1，组成24V电源并连接 到(图三)恒流源电路的输入端，为充电电路供电。由变压器Bi;整流桥ZQ2;电容4C3、4C4 ；稳压器IC10，ICll ；电容4C4、 4C5、4C6组成+12Va与+12b两路稳压源。由变压器B2;整流桥ZQ3;电容4C7，4C8，4C9 ；稳压器IC12组成+5Va稳压电路为容量显示表供电(图三)。由B2的另一绕组；整流桥ZQ4;电容4C10、4C11、4C12 ；稳压器IC13组成 +5Vb稳压电路为内阻显示表供电(图四)。由B2第三个绕组；整流桥ZQ5 ；电容4C13、4C14、4C15 ；稳压器IC14组成+12Vc稳压电路为电压判别电路供电(图二)。图2中，由滤波电容Cl;时基器ICl;电阻Rl，R2 ；电容C2，C3组成方波 信号发生器，脉宽3S、周期6S，由3脚输出连接至计数器IC2的输入端14脚，在IC2的 输出端12脚输出十分频信号(周期为60S的方波信号)，IC2的12脚与计数器IC3的14 脚连接。IC3的3、2、4、7、10、1、5、6、9、11脚分别做程序输出；当按下复位开 关ANl后IC3第3脚为高电位(持续时间60S)；该引脚连接到(图四)电阻3R3为三极 管3Q3提供基流使其导通，继电器J9吸合，常开触点将取样电路与保持电路接通；同时 3Q3集电极与图二中二极管D9负极连接(ZS5)，使Q4获得基极电流而导通，J7吸合， 并经电阻R30为三极管Q5提供基流使其锁定在导通状态，因而J7维持在吸合状态；J7 的常开触点接通，电池轻载放电开始(放电电阻为R53-R60由8只电阻组合而成)。图2中，IC3第3脚维持Imin后结束，继电器J9常开触点断开(取样信号保存 到电容3C9两端，同时IC3的第2脚变为高电位，该脚连接到(图四)电阻3R2并为3Q2 提供基极电流从而使继电器JlO吸合，JlO常开触点接通8A放电电阻(R41-R52为16只 组合)为电池进行大电流放电，维持Imin后结束，JlO关断并启动下一个程序。IC3第 4脚为高电位，该脚连接到图4中3R1，为3Q1提供基极电流使其导通，J6吸合常闭触点 断开，放电后的电压负增量保存于电容3C8两端；常开触点接通，内阻表显示内阻值， Imin后结束。IC3第7脚为高电位，连接到电阻R28为三极管Q8提供基流，使Q8导 通，继电器Jl吸合，接通电压判别电路中IC4第8脚，使判别电路处于工作状态并对电 池进行判别。图2中的电压判别电路是由双运放芯片IC4，电阻R6-R11，稳压管DW1，电容 C5-C8，组成双向电压比较器，由R6与DWl产生基准电压；电阻R7，R8，R9串联组 成取样回路，测量的线性范围由R8决定，如果电池电压与基准电压的两倍相同，则两比 较器均无输出，若低于基准则IC4的1脚输出高电平，若高于基准则IC4的7脚输出高电 平。当IC4的1脚为高电平时经电阻RlO使光耦G03导通，其输出端Z3为高电平并 连接到图三中(Z3)电阻2R8，再经2R9为三极管2Q4提供基极电流使三极管2Q4导通再 经电阻2R11为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池容量内阻快速测试方法，其特征在于包括以下步骤：１）接通电源，对被测电池接入负载进行放电以消除由电池内阻产生的虚浮电压，并对电池电压进行取样，测得电池内阻值并读取；２）停止对被测电池的放电，并对电池电压进行第一次取样，将取样值进行电压线性段判别以确定被测电池电压达到线性状态；３）测得被测电池此时的静态电压值；４）对被测电池进行充电，并对电池电压进行第二次取样，测得电池此时的静态电压值；５）计算被测电池的第一次电压取样值与第二次电压取样值所产生的静态电压增量，得到电池容量值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建民，张锦烨，
申请(专利权)人：常州福轮达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]