一種蓄電池參數監測儀及參數監測方法
2023-06-02 16:31:06
專利名稱：一種蓄電池參數監測儀及參數監測方法
技術領域：
本發明屬於電池檢測與監控技術領域，尤其涉及一種蓄電池參數監測儀及參數監測方法。
背景技術：
蓄電池是目前備用電源系統中廣泛使用的後備電源，由於其性能關係到計算機系統、電信系統等多種關鍵系統的安全與穩定，對其性能的檢測與監控成為當前國內外的研究熱點。而國內外的科研人員通過大量的實驗發現，蓄電池參數中的內阻參數與容量有著密切的關係，根據蓄電池內阻的大小可以判斷蓄電池的性能，因此蓄電池內阻成為衡量蓄電池性能的一項重要指標，相應地，對蓄電池內阻測量的研究也成為本領域的重要課題。目前，對蓄電池內阻的檢測多採用GBT 19638. 2-2005放電法，由於蓄電池的內阻 較小，一般為U Q 級，則需要採用不小於0. 3C的電流對蓄電池進行深度放電，其中，C表示蓄電池的容量。利用上述放電法對蓄電池內阻進行監測的具體原理如下將蓄電池處於脫機狀態，通過外部負載對其進行大電流放電，同時測量蓄電池的電壓，進而可通過測量出的蓄電池的電壓與放電電流的比值，得出蓄電池的內阻。可見，利用上述方法對蓄電池的內阻進行檢測時，需對蓄電池進行深度放電，放電電流較大，會影響蓄電池上的設備，對蓄電池的損害較大，故只能在脫機狀態下測量，無法實現對蓄電池內阻的在線監測。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種蓄電池參數監測儀及參數監測方法，以解決上述問題，實現對蓄電池內阻的在線測量。為此，本發明採用的技術方案如下—種蓄電池參數監測儀，包括反饋電壓測量模塊和計算模塊，其中所述反饋電壓測量模塊包括控制器、第一隔直電容、第二隔直電容和鎖相放大器；所述控制器的第一端通過第一隔直電容與所述蓄電池的正極相連，第二端與所述蓄電池的負極相連，所述控制器用於發出交流低頻小電流信號和參考信號；所述第一隔直電容，用於對所述交流低頻小電流信號進行隔直，並將隔直後的交流低頻小電流信號注入所述蓄電池；所述第二隔直電容，用於對所述交流低頻小電流信號在所述蓄電池兩端產生的響應電壓信號進行隔直放大；所述鎖相放大器的第一端通過所述第二隔直電容與所述蓄電池的負極相連，第二端與所述蓄電池的正極相連，第三端與所述控制器的第三端相連，用於接收所述參考信號以及經過所述第二隔直電容隔直放大後的響應電壓信號，並依據所述參考信號，對經過所述隔直放大後的響應電壓信號進行鎖相放大處理，以獲取所述響應電壓信號對應的反饋電壓值；所述計算模塊，用於根據所述反饋電壓值計算所述蓄電池的內阻。優選的，所述蓄電池參數監測儀還包括蓄電池電壓測量模塊，所述蓄電池電壓測量模塊用於測量所述蓄電池兩端的電勢差。優選的，所述蓄電池包括多個單體蓄電池。優選的，所述反饋電壓測量模塊還包括固態繼電器，所述固態繼電器用於對所述多個單體蓄電池進行分時切換。優選的，所述鎖相放大器包括
前置放大器，所述前置放大器用於對經過所述隔直放大後的響應電壓信號進行前置放大處理；帶通濾波器，所述帶通濾波器用於對經過所述前置放大器處理後的響應電壓信號進行帶通濾波處理；相敏檢波器，所述相敏檢波器用於接收所述參考信號，並依據所述參考信號對經過所述帶通濾波器處理後的響應電壓信號進行相敏檢波處理；低通濾波器，所述低通濾波器用於對經過所述相敏檢波器處理後的響應電壓信號進行低通濾波處理；直流放大器，所述直流放大器用於對經過所述低通濾波器處理後的響應電壓信號進行直流放大處理。優選的，所述計算模塊具體用於通過最小二乘法擬合所述反饋電壓值與所述蓄電池的內阻的線性關係，計算蓄電池的內阻。優選的，所述控制器為單片機。相應地，本發明還提供了一種蓄電池參數監測方法，包括對交流低頻小電流信號進行隔直，並將隔直後的交流低頻小電流信號注入所述蓄電池；獲取所述交流低頻小電流信號在所述蓄電池兩端產生的響應電壓信號；對所述響應電壓信號進行隔直放大處理；依據預設的參考信號對經過所述隔直放大處理後的響應電壓信號進行鎖相放大處理，以獲取所述響應電壓信號對應的反饋電壓值；根據所述反饋電壓值計算所述蓄電池的內阻。優選的,所述蓄電池參數監測方法還包括測量所述蓄電池兩端的電勢差；優選的，所述依據預設的參考信號，對經過所述隔直放大處理後的響應電壓信號進行鎖相放大處理具體包括對經過所述隔直放大後的響應電壓信號進行前置放大處理；對經過所述前置放大處理後的響應電壓信號進行帶通濾波處理；依據所述參考信號對經過所述帶通濾波處理後的響應電壓信號進行相敏檢波處理；對經過所述相敏檢波處理後的響應電壓信號進行低通濾波處理；對經過所述低通濾波處理後的響應電壓信號進行直流放大處理。
本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀包括反饋電壓測量模塊和計算模塊，所述反饋電壓測量模塊包括控制器、第一隔直電容、第二隔直電容和鎖相放大器，其中所述控制器、所述第一隔直電容及所述蓄電池構成了注入電流迴路，所述注入電流迴路可實現對所述蓄電池注入交流低頻小電流信號的功能；所述鎖相放大器、所述第二隔直電容及所述蓄電池構成了信號檢測迴路，所述信號檢測迴路可通過鎖相放大技術對所述響應電壓信號進行處理，獲取所述響應電壓信號對應的反饋電壓值，進而所述計算模塊可根據所述反饋電壓值計算所述蓄電池的內阻。可見，本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀在對蓄電池內阻進行監測時電流通過小電流注入的方式實現，因此無需 對蓄電池進行脫機放電，從而可以實現對蓄電池內阻的在線監測。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀的一種結構示意圖；圖2是本發明實施例提供的反饋電壓測量模塊的一種工裝結構圖；圖3是本發明實施例提供的信號調理電路圖；圖4是本發明實施例提供的相敏檢波、低通濾波和直流放大電路圖；圖5是本發明實施例提供的鎖相放大器和單片機之間的數據交互過程示意圖；圖6是本發明實施例提供的對蓄電池組進行多路測量的切換示意圖；圖7是本發明實施例提供的蓄電池電壓測量電路圖；圖8是本發明實施例提供的蓄電池組溫度測量電路圖；圖9是本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀工作時的邏輯結構圖；圖10是本發明實施例提供的蓄電池參數監測方法的一種流程圖。
具體實施例方式為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結解釋如下蓄電池的內阻指蓄電池在工作時，電流流過蓄電池內部所受的阻力，蓄電池內阻很小一般為U Q 級；蓄電池的電壓蓄電池輸出兩端的電勢差，是電池的一項重要指標；蓄電池組的溫度蓄電池組工作所處的環境溫度，溫度值影響蓄電池的壽命和放電率。CANopen :是一種架構在CAN (Control Area Network,控制區域網路)上的高層通訊協定，包括通訊子協定及設備子協定常在嵌入式系統中使用，也是工業控制常用到的一種現場總線。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明實施例提供了一種蓄電池參數監測儀，請參見圖I，其示出了上述蓄電池參數監測儀的一種結構，其包括反饋電壓測量模塊100和計算模塊200，其中反饋電壓測量模塊100包括控制器110、第一隔直電容120、第二隔直電容130和鎖相放大器140，其中控制器110的第一端通過第一隔直電容120與上述蓄電池的正極相連，第二端與上述蓄電池的負極相連，控制器110用於發出交流低頻小電流信號和參考信號；具體地，本實施例中，控制器110為單片機。第一隔直電容120用於對上述交流低頻小電流信號進行隔直，並將隔直後的交流低頻小電流信號注入上述蓄電池。第二隔直電容130，用於對交流低頻小電流信號在蓄電池兩端產生的響應電壓信號進行隔直放大。鎖相放大器140的第一端通過第二隔直電容130與上述蓄電池的負極相連，第二端與上述蓄電池的正極相連，第三端與控制器110的第三端相連，用於接收上述參考信號以及經過第二隔直電容130隔直放大後的響應電壓信號，並依據上述參考信號，對經過上述隔直放大後的響應電壓信號進行鎖相放大處理，以獲取上述響應電壓信號對應的反饋電壓值。具體地，控制器110、第一隔直電容120及上述蓄電池構成注入電流迴路；鎖相放大器140、第二隔直電容130及上述蓄電池構成信號檢測迴路。請參見圖2，其示出了本發明實施例提供的反饋電壓測量模塊100的一種工裝結構圖，其中C注表不上述注入電流迴路,Csw表不上述信號檢測迴路,Cl表不第一隔直電容,C2表示第二隔直電容。其中，控制器發出的信號分為兩路其發出的交流低頻小電流信號，在注入電流迴路Cft上，通過第一隔直電容Cl被注入到到蓄電池；控制器發出的另一種信號，被輸出至鎖相放大器，為上述鎖相放大器的後續處理過程提供參考信號。當蓄電池被注入交流低頻小電流信號後，蓄電池兩端即會產生上述交流低頻小電流信號的響應電壓信號，該響應電壓信號被上述信號檢測迴路Cm取出，在上述信號檢測迴路Cm中經由第二隔直電容C2隔直、放大後，被輸出至鎖相放大器。上述過程將注入電流迴路和信號檢測迴路分開，實現了四線法測量，從而降低了導線阻抗對蓄電池內阻測量的影響。本實施例中，交流低頻小電流信號和參考信號均由單片機產生，產生的交流低頻小電流信號具體為正弦電流信號，參考信號具體為IkHz的方波信號。單片機產生兩種信號的過程如下單片機首先產生PWM (Pulse Width Modulation,脈衝寬度調製)方波信號,之後在其內將上述PWM方波信號經過積分運算電路的積分處理後得到三角波，再將上述三角波進行濾波放大處理後得到正弦電壓信號，最後將上述正弦電壓信號通過V/I變化即可得正弦電流信號；參考信號則是由單片機預先產生並存儲的。具體地，本實施例中，鎖相放大器140包括前置放大器、帶通濾波器、相敏檢波器、低通濾波器和直流放大器，其中 前置放大器，用於對經過上述隔直放大後的響應電壓信號進行前置放大處理。帶通濾波器，用於對經過上述前置放大器處理後的響應電壓信號進行帶通濾波處理。相敏檢波器，用於接收上述參考信號，並結合上述參考信號對經過上述帶通濾波器處理後的響應電壓信號進行相敏檢波處理。低通濾波器，用於對經過上述相敏檢波器處理後的響應電壓信號進行低通濾波處理。直流放大器，用於對經過上述低通濾波器處理後的響應電壓信號進行直流放大處
理。 在研究中發現，採用鎖相放大技術可以有效的抑制幹擾和噪聲，使得內阻的測量變得非常精確，其具體以相關檢測技術為基礎，利用參考信號頻率和輸入的有用信號頻率相關，而與噪聲不相關，從而從噪聲中提取有用信號。由於蓄電池內阻很小一般為U Q HiQ級，蓄電池內阻產生的交流低頻小電流信號的響應電壓信號也非常微弱，一般為y V mV級,而噪聲和幹擾卻很強,所以應對上述微弱的響應電壓信號進行放大和濾波處理，以濾除通帶以外的噪聲和幹擾，則內阻測量時將上述微弱的響應電壓信號從蓄電池兩端取出後，須進行隔直、放大，本發明實施例提供的第二隔直電容130即可實現此功能，繼而將通過第二隔直電容處理後的響應電壓信號通過上述前置放大器對其進行前置放大處理、通過上述帶通濾波器對其進行帶通濾波處理。請參見圖3所示的電路圖，該電路圖中的電路包括相連的前置放大器301和帶通濾波器302，上述電路亦可稱為信號調理電路，本實施例具體通過上述電路對經過隔直後的響應電壓信號，進行相敏檢波及低通濾波處理前的信號調理處理，即前置放大和帶通濾波處理，處理後的信號由圖中的SIN引線輸出。請參見圖4所示的電路圖，該電路圖中的電路通過引線SIN與圖3中所示電路相連，其包括依次相連的相敏檢波器401、低通濾波器402和直流放大器403。經過上述信號調理電路調理後響應電壓信號由SIN引線接入相敏檢波器中的處理晶片U11，即具體通過圖4中的引腳I和引腳16接入，圖4中FB為單片機產生的參考信號，其經由引腳10接入處理晶片U11，根據相關原理運算，當被測信號與參考信號在同頻同相時可獲得最大的增益，本實施例具體通過確定參考信號產生的起始位置，使參考信號與經過調理後響應電壓信號同頻同相，繼而處理晶片Ull對響應電壓信號和參考信號進行乘法運算，從而得到響應電壓信號和參考信號的和頻信號與差頻信號；之後將上述和頻信號與差頻信號經由其引腳12、引腳13及引腳14輸出至由圖4中U14B構成的低通濾波器402，低通濾波器402將接收到的和頻信號濾除掉，這時的等效噪聲帶寬很窄，極強地抑制了輸入噪聲，則經過相敏檢波器401和低通濾波器402後，響應電壓信號由交流信號轉變為直流信號；接下來經過低通濾波處理後的直流信號由U14B的引腳7輸出至由U14A構成的直流放大器403，在直流放大器403內，上述直流信號被放大兩倍，即得用於計算蓄電池內阻的反饋電壓值，該反饋電壓值最後通過U14A的INAD引腳被輸出至單片機的AD (Analog/Digital,模/數)引腳。計算模塊200，用於根據上述反饋電壓值計算上述蓄電池的內阻。本實施例中，計算模塊200具體用於通過最小二乘法擬合上述反饋電壓值與上述蓄電池的內阻的線性關係，計算蓄電池的內阻。其具體通過測量一系列內阻值來擬合進入單片機的反饋電壓值與蓄電池內阻的線性關係，本實施例中，發明人通過擬合，得出其線性關係具體如下R=-8. 2032964650+3. 665602340E_02*U，(I)其中，R表示蓄電池的內阻，U表示進入單片機的反饋電壓值，該反饋電壓值可以通過單片機的AD 口測量得出。通過上述公式(I)即可計算得出蓄電池的內阻。具體地，上述擬合和計算過程可在上述單片機內實現，即鎖相放大器將所測得的反饋電壓值傳輸至單片機，進而單片機對接收到的反饋電壓值進行模數轉換，之後通過上述擬合和計算過程得出蓄電池的內阻。請參見圖5，其示出了鎖相放大器和單片機之間的數據交互過程。本實施例中，單片機中計算得出的蓄電池的內阻值可通過相關通訊被傳輸至顯示設備進行顯示。具體地，上述顯示設備可為電腦、PC (personal computer,個人計算機)等。上述相關通訊具體採用標準的CANopen協議，以方便用戶直接組網和安裝。
本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀包括反饋電壓測量模塊和計算模塊，上述反饋電壓測量模塊包括控制器、第一隔直電容、第二隔直電容和鎖相放大器，其中上述控制器、上述第一隔直電容及上述蓄電池構成了注入電流迴路，上述注入電流迴路可實現對上述蓄電池注入交流低頻小電流信號的功能；上述鎖相放大器、上述第二隔直電容及上述蓄電池構成了信號檢測迴路，上述信號檢測迴路可通過鎖相放大技術對上述響應電壓信號進行處理，獲取上述響應電壓信號對應的反饋電壓值，進而上述計算模塊可根據上述反饋電壓值計算上述蓄電池的內阻。可見，本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀在對蓄電池內阻進行監測時電流通過小電流注入的方式實現，因此無需對蓄電池進行脫機放電，從而可以實現對蓄電池內阻的在線監測。具體地，蓄電池可包括多個單體蓄電池，上述多個單體蓄電池構成蓄電池組。在本發明其他實施例中，針對上述蓄電池組，反饋電壓測量模塊還可包括固態繼電器，其用於在內阻測量過程中對上述蓄電池組中的單體蓄電池進行分時切換，以實現對蓄電池組的多路測量，即對蓄電池組中的多個單體蓄電池進行分時在線監測。本實施例中，以8路蓄電池組為例，請參見圖6，其為利用固態繼電器對蓄電池組進行多路測量的示意圖。其中，IBAT+和IBAT-分別表示注入電流迴路中交流低頻小電流信號的正注入端和負注入端，即電流注入去線端和電流注入回線端；RBAT+和RBAT-分別表示信號檢測迴路中，交流低頻小電流信號的相應電壓信號的正端和負端，即內阻測量去線端和內阻測量回線端。BAT1-、BAT2-…BAT8-和BAT1+、BAT2+…BAT8+分別表示8路蓄電池組中每一路單體蓄電池的正、負接線端子。在測量過程中，具體可通過固態繼電器中上述IBAT+和IBAT-、RBAT+和RBAT-四個端子的同時切換實現對8路蓄電池的分時監測。例如，若當前需對第二路單體蓄電池進行監測，則只需將IBAT+端子切換至BAT2-端子、IBAT-端子切換至BAT2+端子、RBAT+端子切換至BAT2-端子、RBAT-端子切換至BAT2+端子即可，繼而通過後續測量和計算則可得出所測蓄電池的內阻。在此，需要指出的是由於蓄電池兩端存在一定的電勢差，會影響整個蓄電池參數監測儀的共地問題，故在對蓄電池內阻進行測量時，需將連接在蓄電池兩端的四個接線端，即IBAT+端子、IBAT-端子、RBAT+端子和RBAT-端子同時切換。本發明實施例採用四線法測量內阻與固態繼電器切換相結合的方式來消除固態繼電器導通電阻對測量的影響，從而測量蓄電池的內阻時，在保證了內阻測量精度的前提下,大大降低了測量成本。在本發明其他實施例中，上述蓄電池參數監測儀還可包括蓄電池電壓測量模塊，上述蓄電池電壓測量模塊用於測量蓄電池兩端的電勢差。請參見圖7，其為本發明實施例提供的蓄電池電壓測量電路，由於利用蓄電池供電的應用系統中整個系統的最低電勢都是加載在蓄電池的正極，因此，對蓄電池的電壓進行測量時，需對其進行反向，如圖7所示，本實施例採用低噪聲運放AD0P07CR實現上述功能，且由於蓄電池的種類比較多，以12V7. 2AH蓄電池為例，其電壓接近運放工作電壓，並且蓄電池在完成充電後，其電壓可以達到15V左右，因此對蓄電池電壓的採集需進行分壓，本實施例採用低溫漂的電阻來實現分壓，如圖7中虛線框中部分。相應地，對應於上述對蓄電池組中單體蓄電池內阻的分時在線監測，本實施例同 樣可採用上述固態繼電器實現對蓄電池組中多個單體蓄電池電壓的分時在線測量。由於蓄電池的電壓是蓄電池性能的一項重要指標，故本實施例的電壓測量模塊對蓄電池電壓的測量為評估蓄電池的性能提供了一項依據。在本發明其他實施例中，上述蓄電池參數監測儀還可測量上述蓄電池組的溫度。具體地，本實施例中對蓄電池組溫度的監測通過數字溫度傳感器來實現，且數字溫度傳感器與上述單片機相連，進而單片機將監測結果通信傳輸至顯示設備進行顯示。請參見圖8，其為本發明提供的蓄電池組溫度測量電路圖，數字溫度傳感器具體採用美國Dallas公司生產的單總線數字溫度傳感器DS18B20，其可以將溫度信息直接轉化為數位訊號，並以單總線的方式與單片機進行通信；且其可在一條總線上掛載多個溫度傳感器，在不引起接線成本上升的前提下，實現多點測溫。由於蓄電池組的溫度值影響蓄電池的壽命和放電率，故通過上述對蓄電池組的溫度測量可隨時監控蓄電池組的溫度並根據溫度值採取相應措施。請參見圖9，其為本發明實施例提供的蓄電池參數監測儀工作時的邏輯結構圖。例如，對8路蓄電池組的內阻進行測量時，圖中，由單片機發出的兩路信號，一路為參考信號，輸出至鎖相放大器；一路為交流低頻小電流信號，輸出至經固態繼電器通過多路開關切換功能切換的當前需測量的蓄電池，進而交流低頻小電流信號在上述蓄電池兩端產生的響應電壓信號經過小信號調理處理(即前置放大處理和帶通濾波處理)、相敏檢波處理和低通濾波處理後被輸出至單片機，以進行模數轉換及後續的內阻計算處理。對蓄電池兩端的電壓進行測量時，可通過蓄電池電壓測量電路測量出經固態繼電器切換的當前蓄電池兩端的電壓，進而將所測電壓輸入至單片機中進行模數轉換。同樣，對蓄電池溫度的測量通過溫度傳感器即可實現，與上述過程類似，不再詳述。最終，可將單片機中存儲的蓄電池內阻值、兩端電壓值以及溫度值通過相關通訊傳輸至顯示設備進行顯示。相應於上述蓄電池參數監測儀，本發明實施例還提供了一種蓄電池參數監測方法，請參見圖10，上述蓄電池參數監測方法包括如下步驟SI、對交流低頻小電流信號進行隔直，並將隔直後的交流低頻小電流信號注入上述蓄電池；S2、獲取上述交流低頻小電流信號在上述蓄電池兩端產生的響應電壓信號；S3、對上述響應電壓信號進行隔直放大處理；
S4、依據預設的參考信號，對經過上述隔直放大處理後的響應電壓信號進行鎖相放大處理，以獲取上述響應電壓信號對應的反饋電壓值；具體地，本實施例中，上述依據預設的參考信號對經過上述隔直放大處理後的響應電壓信號進行鎖相放大處理包括對經過上述隔直放大後的響應電壓信號進行前置放大處理。對經過上述前置放大處理後的響應電壓信號進行帶通濾波處理。依據上述參考信號對經過上述帶通濾波處理後的響應電壓信號進行相敏檢波處理。對經過上述相敏檢波處理後的響應電壓信號進行低通濾波處理。
對經過上述低通濾波處理後的響應電壓信號進行直流放大處理。S5、根據上述反饋電壓值計算上述蓄電池的內阻。在本發明其他實施例中，上述蓄電池參數監測方法還可包括測量上述蓄電池兩端的電勢差。本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的蓄電池參數監測方法而言，由於其與實施例公開的蓄電池參數監測儀相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種蓄電池參數監測儀，其特徵在於，包括反饋電壓測量模塊和計算模塊，其中 所述反饋電壓測量模塊包括控制器、第一隔直電容、第二隔直電容和鎖相放大器； 所述控制器的第一端通過第一隔直電容與所述蓄電池的正極相連，第二端與所述蓄電池的負極相連，所述控制器用於發出交流低頻小電流信號和參考信號； 所述第一隔直電容，用於對所述交流低頻小電流信號進行隔直，並將隔直後的交流低頻小電流信號注入所述蓄電池； 所述第二隔直電容，用於對所述交流低頻小電流信號在所述蓄電池兩端產生的響應電壓信號進行隔直放大； 所述鎖相放大器的第一端通過所述第二隔直電容與所述蓄電池的負極相連，第二端與所述蓄電池的正極相連，第三端與所述控制器的第三端相連，用於接收所述參考信號以及經過所述第二隔直電容隔直放大後的響應電壓信號，並依據所述參考信號，對經過所述 隔直放大後的響應電壓信號進行鎖相放大處理，以獲取所述響應電壓信號對應的反饋電壓值； 所述計算模塊，用於根據所述反饋電壓值計算所述蓄電池的內阻。
2.根據權利要求I所述的蓄電池參數監測儀，其特徵在於，還包括蓄電池電壓測量模塊，所述蓄電池電壓測量模塊用於測量所述蓄電池兩端的電勢差。
3.根據權利要求I所述的蓄電池參數監測儀，其特徵在於，所述蓄電池包括多個單體蓄電池。
4.根據權利要求3所述的蓄電池參數監測儀，其特徵在於，所述反饋電壓測量模塊還包括固態繼電器，所述固態繼電器用於對所述多個單體蓄電池進行分時切換。
5.根據權利要求I所述的蓄電池參數監測儀，其特徵在於，所述鎖相放大器包括 前置放大器，所述前置放大器用於對經過所述隔直放大後的響應電壓信號進行前置放大處理； 帶通濾波器，所述帶通濾波器用於對經過所述前置放大器處理後的響應電壓信號進行帶通濾波處理； 相敏檢波器，所述相敏檢波器用於接收所述參考信號，並依據所述參考信號對經過所述帶通濾波器處理後的響應電壓信號進行相敏檢波處理； 低通濾波器，所述低通濾波器用於對經過所述相敏檢波器處理後的響應電壓信號進行低通濾波處理； 直流放大器，所述直流放大器用於對經過所述低通濾波器處理後的響應電壓信號進行直流放大處理。
6.根據權利要求I所述的蓄電池參數監測儀，其特徵在於，所述計算模塊具體用於通過最小二乘法擬合所述反饋電壓值與所述蓄電池的內阻的線性關係，計算蓄電池的內阻。
7.根據權利要求I所述的蓄電池參數監測儀，其特徵在於，所述控制器為單片機。
8.一種蓄電池參數監測方法，其特徵在於，包括 對交流低頻小電流信號進行隔直，並將隔直後的交流低頻小電流信號注入所述蓄電池； 獲取所述交流低頻小電流信號在所述蓄電池兩端產生的響應電壓信號； 對所述響應電壓信號進行隔直放大處理；依據預設的參考信號對經過所述隔直放大處理後的響應電壓信號進行鎖相放大處理，以獲取所述響應電壓信號對應的反饋電壓值； 根據所述反饋電壓值計算所述蓄電池的內阻。
9.根據權利要求8所述的蓄電池參數監測方法，其特徵在於，還包括 測量所述蓄電池兩端的電勢差。
10.根據權利要求8或9所述的蓄電池參數監測方法，其特徵在於，所述依據預設的參考信號，對經過所述隔直放大處理後的響應電壓信號進行鎖相放大處理具體包括 對經過所述隔直放大後的響應電壓信號進行前置放大處理； 對經過所述前置放大處理後的響應電壓信號進行帶通濾波處理； 依據所述參考信號對經過所述帶通濾波處理後的響應電壓信號進行相敏檢波處理； 對經過所述相敏檢波處理後的響應電壓信號進行低通濾波處理； 對經過所述低通濾波處理後的響應電壓信號進行直流放大處理。
全文摘要
本發明公開了一種蓄電池參數監測儀及參數監測方法，所述監測儀包括反饋電壓測量模塊和計算模塊，所述反饋電壓測量模塊包括控制器、第一隔直電容、第二隔直電容和鎖相放大器，其中控制器、第一隔直電容及蓄電池構成注入電流迴路，所述注入電流迴路對蓄電池注入交流低頻小電流信號；鎖相放大器、第二隔直電容及蓄電池構成信號檢測迴路，所述信號檢測迴路通過鎖相放大技術對響應電壓信號進行處理，獲取所述響應電壓信號對應的反饋電壓值，進而計算模塊可根據反饋電壓值計算蓄電池的內阻。可見，本發明的蓄電池參數監測儀在對蓄電池內阻進行監測時電流通過小電流注入的方式實現，無需對蓄電池進行脫機放電，從而可以實現對蓄電池內阻的在線監測。
文檔編號G01R31/36GK102721928SQ20121015994
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者吳波, 彭亮, 王偉 申請人:綿陽市維博電子有限責任公司