電池在線內(nèi)阻測量電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電池內(nèi)阻測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種電池在線內(nèi)阻測量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池在線內(nèi)阻檢測裝置如圖1所示，主要包括控制單元、信號發(fā)生器、程控電流源模塊以及電壓檢測模塊，其工作原理為:控制單元控制或者使能信號發(fā)生器產(chǎn)生脈沖方波，信號發(fā)生器驅(qū)動程控電流源模塊產(chǎn)生脈沖方波電流i，此時電池正負(fù)極兩端即有脈沖方波電流i流動，同時電池正負(fù)極兩端產(chǎn)生了電壓變化υ，此電壓變化被電壓檢測模塊采集后送回控制單元，控制單元根據(jù)歐姆定律r = u/i即可計算出電池的內(nèi)阻值。
[0003]然而，上述的在線內(nèi)阻檢測裝置在電池?zé)o充放電發(fā)生或者充放電電流平緩穩(wěn)定時，測量結(jié)果有效；而當(dāng)電池接入的負(fù)載為大功率充放電機、工業(yè)逆變設(shè)備等時，電池正負(fù)極兩端由于被引入不同頻率的電壓諧波干擾，此時電壓檢測模塊采集的電壓變化被干擾并發(fā)生畸變，從而控制模塊由此計算得到的電池內(nèi)阻已經(jīng)無效。其中電池正負(fù)極兩端被引入的電壓諧波干擾是由充放電機、逆變設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生，此干擾的類型以及強度取決于負(fù)載設(shè)備的內(nèi)部設(shè)計。
[0004]因此，急需一種可以濾除電壓諧波干擾的電池在線內(nèi)阻測量電路來克服上述缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種電池在線內(nèi)阻測量電路，以濾除大功率充放電機、工業(yè)逆變設(shè)備等作為負(fù)載時所產(chǎn)生的電壓諧波干擾，實現(xiàn)有效的電池在線內(nèi)阻測量。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種電池在線內(nèi)阻測量電路，包括電池模塊、電壓檢測模塊、程控電流源模塊、控制模塊以及電壓諧波濾除模塊，所述電壓檢測模塊與所述電池模塊連接以采集并輸出所述電池模塊的測量電壓，所述程控電流源模塊與所述電池模塊連接以輸出測量電流至所述電池模塊，所述電壓諧波濾除模塊包括信號發(fā)生單元和濾波單元，所述信號發(fā)生單元與所述控制模塊以及所述程控電流源模塊連接，用于產(chǎn)生與電壓諧波頻率不同的正弦電壓并將所述正弦電壓輸出至所述程控電流源模塊以產(chǎn)生所述測量電流，所述濾波單元與所述電壓檢測模塊的輸出端和所述控制模塊連接，用于濾除所述測量電壓中的所述電壓諧波并將濾波結(jié)果發(fā)送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)所述濾波結(jié)果計算所述電池模塊的在線內(nèi)阻。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型電池在線內(nèi)阻測量電路設(shè)置信號發(fā)生單元和濾波單元，其中信號發(fā)生單元用于產(chǎn)生與電壓諧波頻率不同的正弦電壓并將正弦電壓輸出至程控電流源模塊以產(chǎn)生測量電流，濾波單元用于從電壓檢測模塊輸出的測量電壓中濾除電壓諧波(由電池所接負(fù)載而引入)并將濾波結(jié)果發(fā)送至控制模塊，從而控制模塊根據(jù)濾波結(jié)果計算得到的電池模塊的在線內(nèi)阻為真實的有效值，消除了電池模塊接入負(fù)載時所產(chǎn)生的電壓諧波干擾對測量結(jié)果的影響，即電池內(nèi)阻測量不受充放電狀態(tài)的限制，實現(xiàn)了真正的實時在線內(nèi)阻測量功能。
[0008]較佳地，所述信號發(fā)生單元包括交流正弦波信號發(fā)生器、脈沖方波信號發(fā)生器以及第一乘法器單元，所述交流正弦波信號發(fā)生器、脈沖方波信號發(fā)生器的使能端與所述控制模塊連接，所述交流正弦波信號發(fā)生器、脈沖方波信號發(fā)生器的輸出端與所述第一乘法器單元的兩輸入端連接，所述第一乘法器單元的輸出端與所述程控電流源模塊連接以輸出經(jīng)乘法運算所得到的所述正弦電壓。
[0009]較佳地，所述濾波單元包括第二乘法器單元與低通濾波器，所述第二乘法器單元的兩輸入端分別與所述電壓檢測模塊的輸出端和所述交流正弦波信號發(fā)生器的輸出端連接，所述第二乘法器單元的輸出端與所述低通濾波器的輸入端連接，所述低通濾波器的輸出端與所述控制模塊連接。
[0010]較佳地，所述交流正弦波信號發(fā)生器包括單片正弦信號發(fā)生芯片U5、運算放大器U6、晶振Yl以及電阻R6、R8、R9、R10，所述單片正弦信號發(fā)生芯片U5的腳2、3、4與所述控制模塊連接，所述單片正弦信號發(fā)生芯片U5的腳7與腳8之間串聯(lián)晶振Y1，所述單片正弦信號發(fā)生芯片U5的腳6通過所述電阻R8與所述運算放大器U6的反相輸入端連接，所述運算放大器U6的同相輸入端與所述電阻RlO串聯(lián)后接地，所述運算放大器U6的輸出端與反相輸入端之間串聯(lián)有所述電阻R6，所述運算放大器U6的輸出端通過所述電阻R9分別與所述第一乘法器單元的其中之一輸入端和所述第二乘法器單元的其中之一輸入端連接。
[0011]較佳地，所述脈沖方波信號發(fā)生器包括電阻Rl、R2、R3、R4以及運算放大器U1，所述運算放大器Ul的反相輸入端通過所述電阻R2與所述控制模塊連接，所述運算放大器Ul的同相輸入端與所述電阻R4串聯(lián)后接地，所述運算放大器Ul的輸出端與反相輸入端之間串聯(lián)有所述電阻R1，所述運算放大器Ul的輸出端通過所述電阻R3與所述第一乘法器單元的其中之另一輸入端連接。
[0012]較佳地，所述第一乘法器單元包括模擬乘法器U2、運算放大器U3以及電阻R5，所述模擬乘法器U2的腳3與所述脈沖方波信號發(fā)生器的輸出端連接，所述模擬乘法器U2的腳4與所述交流正弦波信號發(fā)生器的輸出端連接，所述模擬乘法器U2的腳I通過所述電阻R5與所述運算放大器U3的同相輸入端連接，所述運算放大器U3的反相輸入端與輸出端相連接，所述運算放大器U3的輸出端與所述程控電流源模塊連接。
[0013]較佳地，所述第二乘法器單元包括模擬乘法器U8以及電阻R23、R24，所述模擬乘法器U8的腳3與所述交流正弦波信號發(fā)生器的輸出端連接，所述模擬乘法器U8的腳4通過所述電阻R24與所述電壓檢測模塊的輸出端連接，所述模擬乘法器U8的腳2接地，所述模擬乘法器U8的腳I通過所述電阻R23與所述低通濾波器連接。
[0014]較佳地，所述低通濾波器包括運算放大器U9、Ull以及電阻R14、R15、R17、R19、R21、R22、R26，所述運算放大器U9的同相輸入端與所述電阻R22的一端連接，所述電阻R22的另一端與所述第二乘法器單元的輸出端連接，所述運算放大器U9的反相輸入端與所述電阻R17串聯(lián)后接地且所述運算放大器U9的輸出端與反相輸入端之間串聯(lián)有所述電阻R14，所述運算放大器U9的輸出端通過所述電阻R19與所述運算放大器Ull的反相輸入端連接，所述運算放大器Ull的同相輸入端與所述電阻R26串聯(lián)后接地且所述運算放大器Ull的的輸出端與反相輸入端之間串聯(lián)有所述電阻R15，所述運算放大器Ull的輸出端通過所述電阻R21與所述控制模塊。
[0015]較佳地，所述電壓檢測模塊包括運算放大器U10、U12以及電阻R16、R18、R20、R25、R27，所述運算放大器UlO的同相輸入端通過所述電阻R18與所述電池模塊的正極連接，所述運算放大器UlO的反相輸入端通過所述電阻R25與所述電池模塊的負(fù)極連接，所述運算放大器UlO的輸出端通過所述電阻R20與所述運算放大器U12的反相輸入端連接，所述運算放大器U12的同相輸入端與所述電阻R27串聯(lián)后接地且所述運算放大器U12的輸出端與反相輸入端之間串聯(lián)有所述電阻R16，所述運算放大器U12的輸出端與所述第二乘法器單元連接。
[0016]較佳地，所述控制模塊包括單片機U4，所述單片機U4的腳4、5、6與所述交流正弦波信號發(fā)生器連接，所述單片機U4的腳7與所述脈沖方波信號發(fā)生器連接，所述單片機U