鋰電池內阻測試儀鋰電池內阻測試儀

另外與噪聲信號頻率相差較大，容易提取低頻信號，濾波誤差小。選擇較小的信號幅值，以便忽略測量小信號對電池狀態的影響。

為了獲得較高精度，高穩定性轉換結果，參考電壓由外部高精度基準電壓芯片MA6701提供。

測試速度3次/秒、15次/秒、50次/秒3次/秒、10次/秒、50次/秒

需進行過壓保護處理，主要原因是測量端開路會造成運算放大器飽和，導致輸出電壓高達10V，供電電源選擇12V。

通過歐姆定律即可求出此時的極化內阻和極化電容，理論上測量精度較高，由于大電流放電，因而不適合在線測量；

使用時需在電源處并聯去耦電容，使供電回路穩定，兩個跟隨器采用高精度，低溫漂、低偏移運放OP07。

測量誤差主要受ADC轉換精度、導線寄生參數、運算放大器的漂移、電源穩定性等影響。改進方法主要有：采用高精度獨立ADC轉換芯片。

另外直流放電法受電壓、電流傳感器精度的影響，因此需要精度高、價格貴的傳感器。電池管理系統集成了電壓檢測和電流檢測裝置。

最后通過STM32的A/D轉換電路和控制電路，實現測量數據的處理和傳輸，

為保證信號不失真，應選擇合適的耦合電容C參數，V/I變換電路如圖3所示由于運放引入負反饋。

采用兩個精密電阻代替電池，分別測得ADC電壓值為UR1、UR2，則可以通過比值消除其他參數測量結果的影響。

內阻是衡量鉛酸蓄電池健康狀態的一個重要參數，實驗表明老化蓄電池的內阻要明顯大于新電池的內阻，因此內阻的檢測可顯著區分新舊電池，判別蓄電池的健康狀態SOH（State of Health）。

電阻應選擇溫漂低、穩定性優良的儀器電阻；但是也需顧及成本要求。

電池的劣化狀態和壽命評估

需注意電壓放大倍數不能大于3，否則容易電路自激振蕩，出現不穩定。如果C1=C2，R1=R2=R3=R4，可知濾波器的通帶截止頻率為。

超級電容的ESR測試

本部分電路需要注意在信號進入ADC轉換通道之前。

通過V/I變換電路實現恒流；注入采樣電阻和蓄電池，放大采樣信號和測量信號；然后兩路信號輸入到鎖相放大器AD630。

通過歐姆定律即可求出此時的極化內阻和極化電容，理論上測量精度較高，由于大電流放電，因而不適合在線測量；

由于蓄電池內部的化學反應及外部干擾等情況，蓄電池內阻的檢測易受噪聲影響，同時蓄電池內阻檢測技術不夠成熟，因此對蓄電池內阻檢測有研究意義。

特 性 (FEATURES)

防止燒壞STM32，實現電路如圖6所示。其中（R1+R2）、C構成一階濾波器，同時電容C起到一定的電壓緩沖作用。

增強電路的安全性，時間常數選擇需適中，過大則影響測量響應時間。實驗結果討論數據處理，在實際測量中，為了消除導線電阻引入誤差。

然后測量電池兩端的響應電壓，利用鎖相放大器進行信號處理，進而可求得電池的內阻值，整個電路系統屬于小信號處理電路。

型號6061

容易引入干擾，為提高測量精度，需采用四端子測量方法。信號頻率一般選擇1KHz，主要原因是鎖相放大器此頻率下性能表現較佳。

比較器30組記錄，檔計數

由此可以一份合同出所需的電阻和電容，A/D轉換電路，STM32單片機集成了A/D轉換電路，具有12位精度。

顯示4色 VFD 顯示

性能上能滿足測量系統的要求，實現電路原理如圖2所示，通過調節Rw2和Rw1可以實現頻率的調定，最終調定頻率在1KHz。

調節引腳1和引腳12使用正弦波失真度減小到0.5%，也可小范圍內調節電壓信號幅值。振蕩電容C選擇為3300pF。

鉛酸蓄電池作為供電系統的后備電源，在通信、銀行、交通、金融等領域得到廣泛應用，其穩定性直接影響這些領域關鍵系統的穩定與安全。

減小信號失真度，V/I電路采用比較常見的運算放大器拓撲實現，功率放大器選用OPA544T輸出電流能力滿足系統50mA的要求。

測量原理，由于大容量動力蓄電池的內阻一般小于50mΩ，因此普通測量方法難以保證精度要求。

然后進行大電流放電，一般放電倍率約為0.8，放電時間為2s左右，此時測量電池端電壓和流過負載的電流。

觸發器內部觸發，手動觸發，外部觸發，總線觸發

V/I變換電路，為了實現信號穩定性，在信號發生器信號輸出之后通過一個信號跟隨器，提高信號的輸出穩定性。

然后進行大電流放電，一般放電倍率約為0.8，放電時間為2s左右，此時測量電池端電壓和流過負載的電流。

實驗測試發現，當替代電阻與電池電阻值接近時，誤差較小，本系統采用10mΩ和20mΩ的精密電阻。

校正全量程內短路清零

工程上比較常用的兩種測量方法直流放電法和交流注入法。直流放電法也稱為脈沖放電法，該方法首先測量電池的開路電壓。

目前交流阻抗法是檢測鉛酸蓄電池內阻熱門方法之一。

可粗略估算內阻值，但如要獲得較高的測量精度，需要進行脫機大電流放電測量，對電池有一定的損害；

測試參數交流電阻，直流電壓

實現在線測量，蓄電池

濾波電路采用二階有源濾波器，截止頻率設計盡量低，使2倍頻及高頻干擾信號基本衰減到0，電路采用壓控電壓源濾波器。

另外直流放電法受電壓、電流傳感器精度的影響，因此需要精度高、價格貴的傳感器。電池管理系統集成了電壓檢測和電流檢測裝置。

表 1 蓄電池內阻測量結果

蓄電池內阻測量的電池管理系統的設計

容易擊穿芯片本設計采用了兩個快恢復肖特基二極管串聯，鉗制輸入信號。

對信號進行檢波處理，再通過低通濾波器實現濾波，信號變為直流，同時濾除高頻噪聲信號，使信號平滑；

測試范圍內阻Ω：0.001mΩ～3.2kΩ；電壓V：0V~60V 六量程自動和手動內阻Ω：0.01mΩ~3.2kΩ；電壓V：0V~60V

規格(SPECIFICATION)

另外與噪聲信號頻率相差較大，容易提取低頻信號，濾波誤差小。選擇較小的信號幅值，以便忽略測量小信號對電池狀態的影響。

放電時間限制導致檢測時間長，因此限制了該方法在蓄電池檢測系統中的普遍應用。交流注入法即將低頻交流的恒流小信號注入到電池。

為了消除電池直流電壓對本級電路的影響，測量中需要通過大電容實現交流耦合，隔離直流信號，但信號頻率較低。

誤差均為1%，實驗數據測量電池為某品牌12V/12AH鉛酸蓄電池，61內阻測量儀的測量值。分別測量了3節蓄電池所得結果如表1所列。

然后測量電池兩端的響應電壓，利用鎖相放大器進行信號處理，進而可求得電池的內阻值，整個電路系統屬于小信號處理電路。

放電時間限制導致檢測時間長，因此限制了該方法在蓄電池檢測系統中的普遍應用。交流注入法即將低頻交流的恒流小信號注入到電池。

容易引入干擾，為提高測量精度，需采用四端子測量方法。信號頻率一般選擇1KHz，主要原因是鎖相放大器此頻率下性能表現較佳。

測量精度內阻Ω: 0.3% 電壓V: 0.05%內阻Ω: 0.5% 電壓V: 0.1%

接線盡量短，電源完整性設計也需要注意；

綜合考慮項目要求，本文采用交流注入法測量電池內阻。測量原理框圖如圖1所示。測量系統的電路主要由信號發生電路產生所需頻率的電壓信號。

可粗略估算內阻值，但如要獲得較高的測量精度，需要進行脫機大電流放電測量，對電池有一定的損害；

實現在線測量，蓄電池若在大電流狀態下，則測量值為歐姆內阻與極化內阻之和，交流注入法能測量大部分蓄電池，應用廣泛。