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閑談電池內阻測量

發布時間:2011-5-9 11:04    發布者:yulzhu
關鍵詞: 電池 , 內阻
發表于 2011/3/11

去年去北京的時候,與杜老哥吃飯,閑聊之中他聊了一下他目前所從事的事情,其實還是與我有些關系的。今天正好也聽到了這方面的論述,因此進行一些閑談。

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可能是從事模擬應用設計最后親自做的一件事

里面文章中提到的是美國Midtronics公司,日本HIOKI公司和鶴賀電機TSURUGA公司。這兩個公司都做的是交流阻抗測試儀。美國 Midtronics公司采用低頻(30Hz)測量,日本HIOKI公司則采用高頻(1000Hz),杜老哥想要設計儀器進行一個頻段的全頻采集后處理。在此提一些小許問題,如果說硬件設計可以進行調整和仿效,軟件是無法benchmarking的,按照這個的設計,最后的軟件計算與處理也需要很大的能力去做這件事情。

交流電阻測量方法

交流阻抗:電池按照特性等效于一個有源電阻,因此我們給電池施加一個固定頻率和固定電流(1KHZ頻率及以下,50mA左右的激勵小電流),對其電壓進行采樣,經過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該電池的內阻值。

從原理上而言(參考文獻為蓄電池內阻測量技術的分析): 當使用受控電流時,ΔI = Imax Sin(2πft),產生的電壓響應為:

ΔV = Vmax Sin(2πft + φ)  

也可以考慮使用受控電壓激勵,ΔV = Vmax Sin(2πft),產生的電流響應為: ΔI = Vmax Sin(2πft - φ)  

以上的兩種情況的阻抗均為:  



電池阻抗是與頻率有關的復阻抗,其模 |Z|= Vmax/Imax, 相角為φ。 一般情況下激勵引起的電壓幅值變化小于10mV,這樣能保證阻抗測量的線性。

從理論上講,向電池饋入一個交流電流信號,測量由此信號產生的電壓變化即可測得電池的內阻。 R = Vav / Iav 式中 Vav----為檢測到交流信號的平均值;Iav ---- 為饋入交流信號的平均值

在實際使用中,由于激勵信號的幅值有限,電池的內阻在微歐或毫歐級(這個根據不同的電池類型,容量和包裝等其他的因素),產生的電壓變化幅值也在微伏級(我估計要根據不同的電池來改激勵,否則增益變化太大了一些),小信號容易受到干擾。BLESS杜老哥,希望他現在有進一步的進展;與之相對的是這個,大家看看這樣的創新設計吧,杜老哥如果看到情何以堪啊……,這東西還是裝車上的,在大電流擾動的邊上滴。



對比一下吧:





PS:再給大家講個笑話,我今天在會場問一個車載充電機供應商,它的4KW充電機效率為多少?答曰90%,我就問了400W的損耗功率用幾個工業級風扇怎么排除去?她告訴我最新的3.3KW充電機新方案給chery做的效率可以達到99%,我就敗退了。
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