一种车用电池内阻测量方法及装置与流程

文档序号:16241478发布日期:2018-12-11 23:08阅读:337来源:国知局
一种车用电池内阻测量方法及装置与流程

本发明涉及电动汽车动力电池技术领域,尤其涉及一种车用电池内阻测量方法及装置。

背景技术

随着科技的发展,电动汽车越来越普及,现有电动汽车的动力来源大多依靠锂电池,准确判断锂电池的健康状态情况是锂电池安全使用的前提条件,现有的锂电池管理技术大都是通过监控电压、电流、温度、使用循环寿命等参数来判断锂电池的健康状态情况,而作为锂电池健康参数最直观体现的内阻却没有办法进行实时的检测。现有测量车用锂电池内阻的方法主要为线下测量,具体而言,包括:将电池包拿到测试台,用内阻仪进行测量。然而线下测量的方法只能测量锂电池的静态内阻,其动态内阻是无法进行测量的,也即是说线下测量不能实时测量锂电池的动态内阻,因此,如何有效测量出锂电池的实时动态内阻成为亟待解决的重要问题。



技术实现要素:

本发明提供的电池内阻测量方法及装置,主要解决的技术问题是:现有技术中在对车用电池的内阻进行测量时大都通过内阻仪进行线下测量来实现,无法对车用电池的内阻进行动态的实时测量的问题。

为解决上述技术问题,本发明提供一种车用电池内阻测量方法,包括:

在第一时刻采集待测车用电池单元的第一输出电压值u1以及相应的第一输出电流值i1;

在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2;

通过以下公式计算得到所述待测车用电池单元在所述第一时刻至所述第二时刻时间段内的内阻值r1:

r1=(u2-u1)/(i1-i2)。

进一步地,所述第二时刻为预设采集条件被触发的时刻,所述预设采集条件包括:

所述待测车用电池单元的输出电压值发生变化;

或,

所述待测车用电池单元的输出电流值发生变化;

或,

自所述第一时刻采集完毕开始计时的预设时间间隔到达,且所述待测车用电池单元的输出电流值和/或输出电压值发生变化。

进一步地,所述在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2之后还包括:

判断在预设时间段内所述预设采集条件是否被再次触发;

在判断结果为是时,分别在所述预设时间段内的各个触发时刻采集所述待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值;

根据各相邻触发时刻下所述待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值,分别计算所述待测车用电池单元在所述各个相邻触发时刻时间段下各自所对应的内阻值。

进一步地,所述待测车用电池单元的数量大于等于2,且至少2个所述待测车用电池单元相互串联组成串联电池组,所述采集待测车用电池单元的输出电压值以及相应的输出电流值包括:

通过一个电压模数采集器采集所述串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并通过一个电流模数采集器同步采集所述串联电池组对应的输出电流值;

或,

通过一个电压电流模数采集器采集所述串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并通过所述电压电流模数采集器采集所述串联电池组对应的输出电流值;

或,

通过不同的电压模数采集器分别采集所述串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并通过一个电流模数采集器同步采集所述串联电池组对应的输出电流值。

进一步地,所述待测车用电池单元的数量大于等于2,且至少2个所述待测车用电池单元相互并联组成并联电池组,所述采集待测车用电池单元的输出电压值以及相应的输出电流值包括:

通过一个电流模数采集器采集所述并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并通过一个电压模数采集器同步采集所述并联电池组对应的输出电压值;

或,

通过一个电压电流模数采集器采集所述并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并通过所述电压电流模数采集器采集所述并联电池组对应的输出电压值;

或,

通过不同的电流模数采集器分别采集所述并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并通过一个电压模数采集器同步采集所述并联电池组对应的输出电压值。

本发明还提供一种车用电池内阻测量装置,包括:

采集模块,用于在第一时刻采集待测车用电池单元的第一输出电压值u1以及相应的第一输出电流值i1,并在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2;

计算模块,用于通过以下公式计算得到所述待测车用电池单元在所述第一时刻至所述第二时刻时间段内的内阻值r1:

r1=(u2-u1)/(i1-i2)。

进一步地,所述采集模块用于在所述待测车用电池单元的输出电压值发生变化时进行第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2的采集;或用于在所述待测车用电池单元的输出电流值发生变化时进行第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2的采集;或用于在自所述第一时刻采集完毕开始计时的预设时间间隔到达,且所述待测车用电池单元的输出电流值和/或输出电压值发生变化时,进行第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2的采集。

进一步地,所述采集模块用于在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2之后,确定在预设时间段内所述预设采集条件被再次触发时,分别在各个触发时刻采集所述待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值;所述计算模块用于根据各相邻触发时刻下所述待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值,分别计算所述待测车用电池单元在所述各个相邻触发时刻时间段下各自所对应的内阻值。

进一步地,所述待测车用电池单元的数量大于等于2,且至少2个所述待测车用电池单元相互串联组成串联电池组;

所述采集模块包括一个电压模数采集器和一个电流模数采集器;所述电压模数采集器用于采集所述串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,所述电流模数采集器用于同步采集所述串联电池组对应的输出电流值;

或,

所述采集模块包括一个电压电流模数采集器,所述电压电流模数采集器用于采集所述串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并采集所述串联电池组对应的输出电流值;

或,

所述采集模块包括电压模数采集器和一个电流模数采集器,所述电压模数采集器的数量等于所述串联电池组内待测车用电池单元的数量,所述电压模数采集器用于采集所述串联电池组内各自对应的待测车用电池单元两端的输出电压值,所述电流模数采集器用于同步采集所述串联电池组对应的输出电流值。

进一步地,所述待测车用电池单元的数量大于等于2,且至少2个所述待测车用电池单元相互并联组成并联电池组;

所述采集模块包括一个电流模数采集器和一个电压模数采集器;所述电流模数采集器用于采集所述并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,所述电压模数采集器用于同步采集所述并联电池组对应的输出电压值;

或,

所述采集模块包括一个电压电流模数采集器,所述电压电流模数采集器用于采集所述并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并采集所述并联电池组对应的输出电压值;

或,

所述采集模块包括电流模数采集器和一个电压模数采集器,所述电流模数采集器的数量等于所述并联电池组内待测车用电池单元的数量,所述电流模数采集器采集所述并联电池组内各自对应的待测车用电池单元的输出电流值,所述电压模数采集器用于同步采集所述并联电池组对应的输出电压值。

本发明的有益效果是:

本发明提供的电池内阻测量方法及装置,通过在第一时刻采集待测车用电池单元的第一输出电压值u1以及相应的第一输出电流值i1,并在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2,然后通过公式“r1=(u2-u1)/(i1-i2)”计算得到待测车用电池单元在第一时刻至第二时刻时间段内的内阻值r1,也即是,本发明提供的方案是通过采集待测车用电池单元在两个不同时刻的输出电压和输出电流来计算待测车用电池单元在这两个时刻之间的时间段所对应的内阻值的,因此,通过本发明提供的方案可以测量该待测车用电池单元在各个不同时间段下的内阻值,进而可以对该待测车用电池单元在使用过程中的内阻值进行动态的实时测量。

附图说明

图1为本发明实施例一中待测车用电池单元的电路结构示意图;

图2为本发明实施例一中车用电池内阻测量方法的第一流程示意图;

图3为本发明实施例一中车用电池内阻测量方法的第二流程示意图;

图4为本发明实施例一中串联电池组的结构示意图;

图5为本发明实施例一中并联电池组的结构示意图;

图6为本发明实施例二中车用电池内阻测量装置的结构示意图;

图7为本发明实施例二中采集模块的第一结构示意图;

图8为本发明实施例二中采集模块的第二结构示意图;

图9为本发明实施例二中采集模块的第三结构示意图;

图10为本发明实施例二中采集模块的第四结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

实施例一:

为了对车用电池的

请参见图1所示,图1为本实施例中一个待测车用电池单元的电路结构示意图,其中uoc为该待测车用电池单元的电源电动势,该电源电动势是一个固定不变的值,r为该待测车用电池单元的内阻,需要说明的是,一般来说电源的内阻并不是一个恒定不变的值,通常情况下,电源的内阻与通过该电源的电流或者电压有关,ui为该待测车用电池单元的外部表观电压,也即是该待测车用电池单元的路端输出电压,用于为该待测车用电池单元所连接的负载供电,ii为流过该待测车用电池单元内阻的电流,基于上述的电路结构本实施例提供了一种车用电池内阻测量方法,请参见图2所示,包括:

s201:在第一时刻采集待测车用电池单元的第一输出电压值u1以及相应的第一输出电流值i1。

s202:在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2。

对于第一时刻而言,ui=u1,ii=i1;对于第二时刻而言,ui=u2,ii=i2。

应当理解的是,本实施例中的第二时刻为预设采集条件被触发的时刻,本实施例中的预设采集条件包括以下采集触发条件的至少一种:

所述待测车用电池单元的输出电压值发生变化;

所述待测车用电池单元的输出电流值发生变化;

自所述第一时刻采集完毕开始计时的预设时间间隔到达,且所述待测车用电池单元的输出电流值和/或输出电压值发生变化。

而本实施例中的第一时刻可以为当前时刻,也即采集当前待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值作为第一输出电压值和第一输出电流值,当然,本实施例中的第一时刻也可以是上述预设采集条件被触发的时刻。

还需要说明的是,本实施例中检测到预设采集条件被触发可以是检测到接收到测试人员或者用户下发的采集指令。具体而言,可以在接收到用户在两个不同时刻下发的采集指令时分别采集这两个时刻下的待测车用电池单元的输出电压值以及相应的输出电流值。

s203:通过公式“r1=(u2-u1)/(i1-i2)”计算得到待测车用电池单元在第一时刻至第二时刻时间段内的内阻值r1。

为便于说明,下面将预设采集条件被触发的时刻简称为触发时刻,需要说明的是,本实施例中的第一时刻和第二时刻可以是两个相邻的触发时刻。例如,本实施例中可以在检测到待测车用电池单元的输出电压由ux变化为uy(ux不等于uy)时,采集该待测车用电池单元的第一输出电压值和相应的第一输出电流值,此时采集到的第一输出电压值为uy,第一输出电流值为iy,在采集完毕之后,若检测到待测车用电池的输出电压由uy变化为uz(uy不等于uz),则采集该待测车用电池的第二输出电压和相应的第二输出电流,此时采集到的第二输出电压值为uz,第二输出电流值为iz,则在这两个相邻触发时刻之间的待测车用电池单元的内阻值ry=(uz-uy)/(iy-iz)。可以理解的是,本实施例提供的方案在对某一时段的待测车用电池内阻进行测量时,是基于该时段下待测车用电池内阻值固定不变这个原理进行计算的,所以在一些实施例中第一时刻和第二时刻也可以不是相邻的触发时刻,但是由于不同电压下待测车用电池的内阻是不同的,所以如果第一时刻和第二时刻不是相邻的触发时刻则计算得到的待测车用电池的内阻值可能误差比较大,因此优选的,应当选取两个相邻的触发时刻作为本实施中的第一时刻和第二时刻。

由于待测车用电池单元在不同的电压或电流下,其对应内阻的大小也可能不同,因此,为了能够测量出该待测车用电池单元在整个使用过程中的动态电阻大小,请参见图3所示,还可以在步骤s202之后执行下述操作:

s301:判断在预设时间段内预设采集条件是否被再次触发。

应当理解的是,本实施例中的预设时间段可以是从执行了第二时刻的第二次采集开始至该待测车用电池单元结束供电的这一时间段,也可以是用户或者测试人员任意自定义的时间段。

s302:在判断结果为是时,分别在预设时间段内的各个触发时刻采集待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值。

为便于理解,这里假设在预设时间段内预设采集条件被触发了四次。包括:在第三时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u2变换为u3,相应的输出电流由i2变换为i3,在第四时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u3变换为u4,相应的输出电流由i3变换为i4,在第五时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u4变换为u5,相应的输出电流由i4变换为i5,在第六时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u5变换为u6,相应的输出电流由i5变换为i6。

对于上述情况,就需要分别在第三时刻采集该待测车用电池单元的第三输出电压值u3和相应的第三输出电流值i3;在第四时刻采集该待测车用电池单元的第四输出电压值u4和相应的第四输出电流值i4;在第五时刻采集该待测车用电池单元的第五输出电压值u5和相应的第五输出电流值i5;在第六时刻采集该待测车用电池单元的第六输出电压值u6和相应的第六输出电流值i6。

s303:根据各相邻触发时刻下待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值,分别计算待测车用电池单元在各个相邻触发时刻时间段下各自所对应的内阻值。

针对于上述情况,需要计算出待测车用电池单元在第一时刻至第二时刻,第二时刻至第三时刻,第三时刻至第四时刻,第五时刻至第六时刻之间的内阻值,具体计算公式如下:

第一时刻至第二时刻:r1=(u2-u1)/(i1-i2);

第二时刻至第三时刻:r2=(u3-u2)/(i2-i3);

第三时刻至第四时刻:r3=(u4-u3)/(i3-i4);

第四时刻至第五时刻:r4=(u5-u4)/(i4-i5);

第五时刻至第六时刻:r5=(u6-u5)/(i5-i6)。

上述内容只是以预设时间段内预设采集条件被触发了四次为例所进行的说明,应当理解的是,在对使用过程中的待测车用电池单元进行内阻的测量时,该预设采集条件可以被触发n次,n可以取任意大于等于1的整数。

第(n-1)时刻至第n时刻:rn-1=(un-un-1)/(in-1-in)。

其中,un和in为在第n时刻采集得到的待测车用电池单元的输出电压和输出电流;un-1和in-1为在第(n-1)时刻采集得到的待测车用电池单元的输出电压和输出电流,rn-1为第(n-1)时刻至第n时刻这个时间段内待测车用电池单元的内阻值。

例如,可以将预设时间段设置为一个月,在这一个月内监测该预设采集是否被触发,一旦被触发,就采集该时刻下待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值,并根据上一次和本次触发所采集到的输出电压值和相应的输出电流值计算这两次触发所对应的时间段的内阻值,如此,便可计算出这一个月内该待测车用电池单元在各个时间段下的内阻值,在一些实施例中可将这些内阻值进行存储,并可以绘制出相应的内阻值变化曲线,通常情况下电池寿命的长短、电池的健康状态情况与电池内阻的大小息息相关,因此,可以根据测量得到的待测车用电池单元内阻的大小,或者绘制得到的相应内阻值变化曲线估算该待测车用电池单元的寿命或健康状态。

还需要说明的是,本实施例中的待测车用电池单元的数量可以大于等于2,且至少2个待测车用电池单元相互串联组成串联电池组,此时,采集待测车用电池单元的输出电压值以及相应的输出电流值具体可以包括以下三种情况:

情况一:

通过一个电压ad(analog-to-digital,模数)采集器采集串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并通过一个电流ad采集器同步采集串联电池组对应的输出电流值;也即此时仅需要一个电压ad采集器和一个电流ad采集器就可实现对该串联电池组内各个待测车用电池单元的输出电压值和输出电流值的采集读取。当然了,在一些实施例中为了获取同一时刻下串联电池组内各个待测车用电池单元的输出电压值,可以为串联电池组内的每一个待测车用电池单元设置其对应的电压采样维持电路,以便于将其相应的输出电压值保存下来。例如,串联电池组中包括三个待测车用电池单元,请参见图4所示,这三个待测车用电池单元分别为第一待测车用电池单元41、第二待测车用电池单元42和第三待测车用电池单元43,此时可以使用同一个电压ad采集器分别采集读取这三个待测车用电池单元的三个输出电压,比如可以在t1时刻采集读取第一待测车用电池单元41的输出电压值,在t2时刻采集读取第二待测车用电池单元42的输出电压值,但是在有些情况中可能需要获取这三个待测车用电池单元在同一个时刻的三个输出电压,此时,可以分别为这三个待测车用电池单元设置相应的电压采样维持电路,这三个待测车用电池单元各自所对应的电压采样维持电路可以将待测车用电池单元在某一时刻的电压保存下来以便于电压ad采集器可以去分别读取同一时刻下三个待测车用电池单元的输出电压,由于这三个待测车用电池单元串联,所以这三个待测车用电池单元的输出电流在每个时刻都是相同的,所以电流ad采集器采集到的串联电池组的电流也即是这三个待测车用电池单元在同一时刻的输出电流。

情况二:

通过一个电压电流ad采集器采集串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并通过电压电流ad采集器同步采集串联电池组对应的输出电流值。与上述情况一相同,在一些实施例中可能需要获取同一时刻下串联电池组内各个待测车用电池单元的输出电压值,此时也可以为串联电池组内的每一个待测车用电池单元设置对应的电压采样维持电路,由于该电压电流ad采集器不仅需要采集读取电压值还需要采集读取电流值,所以为了获取与输出电压值对应的输出电流值,应当为该串联电池组设置相应的电流采样维持电路,由于该电池组内的各个待测车用电池单元串联,所以仅设置一个电流采样维持电路即可,电压电流ad采集器可以分别去各个电压采样维持电路和电流采样维持电路中去读取同一时刻下各待测车用电池单元的输出电压值和输出电流值。继续延用情况一中的示例进行说明,此时只使用一个电压电流ad采集器,相对而言,可以减少测试成本,当电压电流ad采集器需要采集这三个待测车用电池单元在同一时刻的三个输出电压时,可以分别为这三个待测车用电池单元设置相应的电压采样维持电路,这三个待测车用电池单元各自所对应的电压采样维持电路可以将待测车用电池单元在某一时刻的电压保存下来以便于电压电流ad采集器可以去分别读取同一时刻下三个待测车用电池单元的输出电压,由于该电压电流ad采集器还需要采集读取与输出电压值对应的输出电流值,且这三个待测车用电池单元串联,所以应当为这三个待测车用电池单元设置一个电流采样维持电路,该电压电流ad采集器可以分别去这三个电压采样维持电路中读取这三个待测车用电池单元在t3时刻的输出电压值,也可以去电流采样维持电路中去读取相应t3时刻下这三个待测车用电池单元的输出电流值。

情况三:

通过不同的电压ad采集器分别采集串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,电压ad采集器的数量等于串联电池组内待测车用电池单元的数量,并通过一个电流ad采集器同步采集串联电池组对应的输出电流值。由于此时的每个待测车用电池单元都有其对应的电压ad采集器,所以此时即使不为每个待测车用电池单元设置相应的电压采样维持电路也可实现同一时刻多个待测车用电池单元输出电压值的同步采集读取。

还需要说明的是,本实施例中的待测车用电池单元的数量可以大于等于2,且至少2个待测车用电池单元相互并联组成并联电池组,此时,采集待测车用电池单元的输出电压值以及相应的输出电流值具体也可以以下三种情况:

情况一:

通过一个电流ad采集器采集并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并通过一个电压ad采集器同步采集并联电池组对应的输出电压值。当然了,在一些实施例中为了获取同一时刻下并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,可以为并联电池组内的每一个待测车用电池单元设置其对应的电流采样维持电路,以便于将其相应的输出电流值保存下来。例如,并联电池组中包括四个待测车用电池单元,请参见图5所示,这四个待测车用电池单元分别为第一待测车用电池单元51、第二待测车用电池单元52、第三待测车用电池单元53以及第四待测车用电池单元54,此时可以使用同一个电流ad采集器分别采集读取这四个待测车用电池单元的输出电流,比如可以在t1时刻采集读取第三待测车用电池单元53的输出电流值,在t2时刻采集读取第四待测车用电池单元54的输出电流值,但是在有些情况中可能需要获取这四个待测车用电池单元在同一个时刻的四个输出电流值,此时,可以分别为这四个待测车用电池单元设置相应的电流采样维持电路,这四个待测车用电池单元各自所对应的电流采样维持电路可以将待测车用电池单元在某一时刻的电流保存下来以便于电流ad采集器可以去分别读取同一时刻下四个待测车用电池单元的输出电流,因为这四个待测车用电池单元并联,所以电压ad采集器采集到的并联电池组的电压也即为这四个待测车用电池单元在同一时刻的输出电压,

情况二:

通过一个电压电流ad采集器采集并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并通过电压电流ad采集器同步采集并联电池组对应的输出电压值。与上述情况一相同,在一些实施例中可能需要获取同一时刻下并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,此时也可以为并联电池组内的每一个待测车用电池单元设置对应的电流采样维持电路,由于该电压电流ad采集器不仅需要采集读取电流值还需要采集读取电压值,所以为了获取与输出电流值对应的输出电压值,应当为该并联电池组设置相应的电压采样维持电路,由于该电池组内的各个待测车用电池单元并联,所以仅设置一个电压采样维持电路即可,电压电流ad采集器可以分别去各个电流采样维持电路和电压采样维持电路中去读取同一时刻下各待测车用电池单元的输出电压值和输出电流值。继续延用情况一中的示例进行说明,此时只使用一个电压电流ad采集器,相对而言,可以减少测试成本,当电压电流ad采集器需要采集这四个待测车用电池单元在同一时刻的四个输出电流时,可以分别为这四个待测车用电池单元设置相应的电流采样维持电路,这四个待测车用电池单元各自所对应的电流采样维持电路可以将待测车用电池单元在某一时刻的电流保存下来以便于电压电流ad采集器可以去分别读取同一时刻下四个待测车用电池单元的输出电流,由于该电压电流ad采集器还需要采集读取与输出电流值对应的输出电压值,且这四个待测车用电池单元并联,所以应当为这四个待测车用电池单元设置一个电压采样维持电路,该电压电流ad采集器可以分别去这四个电流采样维持电路中读取这四个待测车用电池单元在t3时刻的输出电流值,也可以去电压采样维持电路中去读取相应t3时刻下这四个待测车用电池单元的输出电压值。

情况三:

通过不同的电流ad采集器分别采集并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,电流ad采集器的数量等于并联电池组内待测车用电池单元的数量,也即是一个待测车用电池单元对应一个电流ad采集器,并通过一个电压ad采集器同步采集并联电池组对应的输出电压值。由于此时的每个待测车用电池单元都有其对应的电流ad采集器,所以此时即使不为每个待测车用电池单元设置相应的电流采样维持电路也可实现同一时刻多个待测车用电池单元输出电流值的同步采集读取。

无论是串联电池组还是并联电池组,都可以通过上述方法采集得到各待测车用电池单元在同一时刻下的输出电压值和输出电流值,进而可以通过上述提供的测量方法得到各待测车用电池单元在同一时段下各自对应的内阻值,通过比较同一时间段下各个待测车用电池内阻值的大小,就可以筛选出故障电池单元。

最后还需要说明的是,本实施例中的待测车用电池单元可以为单电池,也是由多个单电池并联和/或串联组成的电源电路。

本实施例提供的车用电池内阻测量方法,通过采集待测车用电池单元在不同时刻下的输出电压和相应的输出电流得到相应时间段内该待测车用电池单元的内阻值,从而实现了车用电池单元内阻值的动态实时测量。

实施例二:

请参见图6所示,本实施例提供一种车用电池内阻测量装置,包括采集模块61和计算模块62,其中,采集模块61用于在第一时刻采集待测车用电池单元的第一输出电压值u1以及相应的第一输出电流值i1,并在第二时刻采集待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2;计算模块62用于通过公式“r1=(u2-u1)/(i1-i2)”计算得到待测车用电池单元在第一时刻至第二时刻时间段内的内阻值r1,本实施例中采集模块61的功能可以通过搭建相应的外围电路来实现。

应当理解的是,本实施例中的第二时刻为预设采集条件被触发的时刻,本实施例中的预设采集条件包括以下采集触发条件的至少一种:

所述待测车用电池单元的输出电压值发生变化;

所述待测车用电池单元的输出电流值发生变化;

自所述第一时刻采集完毕开始计时的预设时间间隔到达,且所述待测车用电池单元的输出电流值和/或输出电压值发生变化。

具体而言,本实施例中的采集模块61用于在待测车用电池单元的输出电压值发生变化时进行第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2的采集;或用于在待测车用电池单元的输出电流值发生变化时进行第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2的采集;或用于在自第一时刻采集完毕开始计时的预设时间间隔到达,且待测车用电池单元的输出电流值和/或输出电压值发生变化时,进行第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2的采集。

应当理解的是,本实施例中的第一时刻可以为当前时刻,也即采集当前待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值作为第一输出电压值和第一输出电流值,当然,本实施例中的第一时刻也可以是上述预设采集条件被触发的时刻。

此外,还需要说明的是,本实施例中的采集模块61可以在接收到测试人员或者用户下发的采集指令时才进行输出电压和相应输出电流的采集。

为便于说明,下面将预设采集条件被触发的时刻简称为触发时刻,需要说明的是,本实施例中的第一时刻和第二时刻可以是两个相邻的触发时刻。例如,本实施例中的采集模块61可以在检测到待测车用电池单元的输出电流由ix变化为iy(ix不等于iy)时,采集该待测车用电池单元的第一输出电流值和相应的第一输出电压值,此时采集到的第一输出电压值为uy,第一输出电流值为iy,在采集完毕之后,若检测到待测车用电池的输出电流由iy变化为iz(iy不等于iz),则采集该待测车用电池的第二输出电压和相应的第二输出电流,此时采集到的第二输出电压值为uz,第二输出电流值为iz,则在这两个相邻触发时刻之间的待测车用电池单元的内阻值ry=(uz-uy)/(iy-iz)。可以理解的是,本实施例提供的方案在对某一时段的待测车用电池内阻进行测量时,是基于该时段下待测车用电池内阻值固定不变这个原理进行计算的,所以在一些实施例中第一时刻和第二时刻也可以不是相邻的触发时刻,但是由于不同电压下待测车用电池的内阻是不同的,所以如果第一时刻和第二时刻不是相邻的触发时刻则计算得到的待测车用电池的内阻值可能误差比较大,因此优选的,应当选取两个相邻的触发时刻作为本实施中的第一时刻和第二时刻。

由于待测车用电池单元在不同的电压或电流下,其对应内阻的大小也可能不同,因此,为了能够测量出该待测车用电池单元在整个使用过程中的动态电阻大小,因此本实施例中的采集模块61在第二时刻采集所述待测车用电池单元的第二输出电压值u2以及相应的第二输出电流值i2之后,确定在预设时间段内所述预设采集条件被再次触发时,分别在各个触发时刻采集待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值;计算模块62用于根据各相邻触发时刻下待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值,分别计算待测车用电池单元在各个相邻触发时刻时间段下各自所对应的内阻值。

应当理解的是,本实施例中的预设时间段可以是从执行了第二时刻的第二次采集开始至该待测车用电池单元结束供电的这一时间段,也可以是用户或者测试人员任意自定义的时间段。

为便于理解,这里假设在预设时间段内预设采集条件被触发了四次。包括:在第三时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u2变换为u3,相应的输出电流由i2变换为i3,在第四时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u3变换为u4,相应的输出电流由i3变换为i4,在第五时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u4变换为u5,相应的输出电流由i4变换为i5,在第六时刻检测到待测车用电池单元的输出电压由u5变换为u6,相应的输出电流由i5变换为i6。

对于上述情况,就需要分别在第三时刻采集该待测车用电池单元的第三输出电压值u3和相应的第三输出电流值i3;在第四时刻采集该待测车用电池单元的第四输出电压值u4和相应的第四输出电流值i4;在第五时刻采集该待测车用电池单元的第五输出电压值u5和相应的第五输出电流值i5;在第六时刻采集该待测车用电池单元的第六输出电压值u6和相应的第六输出电流值i6。

针对于上述情况,需要计算出待测车用电池单元在第一时刻至第二时刻,第二时刻至第三时刻,第三时刻至第四时刻,第五时刻至第六时刻之间的内阻值,具体计算公式如下:

第一时刻至第二时刻:r1=(u2-u1)/(i1-i2);

第二时刻至第三时刻:r2=(u3-u2)/(i2-i3);

第三时刻至第四时刻:r3=(u4-u3)/(i3-i4);

第四时刻至第五时刻:r4=(u5-u4)/(i4-i5);

第五时刻至第六时刻:r5=(u6-u5)/(i5-i6)。

上述内容只是以预设时间段内预设采集条件被触发了四次为例所进行的说明,应当理解的是,在对使用过程中的待测车用电池单元进行内阻的测量时,该预设采集条件可以被触发n次,n可以取任意大于等于1的整数。

第(n-1)时刻至第n时刻:rn-1=(un-un-1)/(in-1-in)。

其中,un和in为在第n时刻采集得到的待测车用电池单元的输出电压和输出电流;un-1和in-1为在第(n-1)时刻采集得到的待测车用电池单元的输出电压和输出电流,rn-1为第(n-1)时刻至第n时刻这个时间段内待测车用电池单元的内阻值。

例如,可以将预设时间段设置为一个月,在这一个月内监测该预设采集是否被触发,一旦被触发,就采集该时刻下待测车用电池单元的输出电压值和相应的输出电流值,并根据上一次和本次触发所采集到的输出电压值和相应的输出电流值计算这两次触发所对应的时间段的内阻值,如此,便可计算出这一个月内该待测车用电池单元在各个时间段下的内阻值,在一些实施例中可将这些内阻值进行存储,并可以绘制出相应的内阻值变化曲线,通常情况下电池寿命的长短、电池的健康状态情况与电池内阻的大小息息相关,因此,可以根据测量得到的待测车用电池单元内阻的大小,或者绘制得到的相应内阻值变化曲线估算该待测车用电池单元的寿命或健康状态。

还需要说明的是,本实施例中的待测车用电池单元的数量可以大于等于2,且至少2个待测车用电池单元相互串联组成串联电池组,此时,本实施例中采集模块61的具体结构可以包括如下三种:

第一结构:

采集模块61包括一个电压ad采集器611和一个电流ad采集器612,参见图7所示,电压ad采集器611用于采集串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,电流ad采集器612用于同步采集串联电池组对应的输出电流值。当然,在一些实施例中,为了获取同一时刻下串联电池组内各待测车用电池单元的输出电压值,本实施例中的采集模块61中还可以包括电压采样维持电路,用于对待测车用电池单元的输出电压值进行保存,以便于电压ad采集器611可以采集读取得到同一时刻下各待测车用电池单元的输出电压值。

第二结构:

采集模块61包括一个电压电流ad采集器613,参见图8所示,电压电流ad采集器613用于采集串联电池组内各个待测车用电池单元两端的输出电压值,并采集串联电池组对应的输出电流值。需要说明的是,电压电流ad采集器613采集的输出电流值与输出电压值对应,也即是说电压电流ad采集器应当是采集的同一时刻下各待测车用电池单元的输出电压值与输出电流值,因此,为了保证时间的一致性,本实施例中此时的采集模块61中还可以包括一个电流采样维持电路。当然,在一些实施例中,为了获取同一时刻下串联电池组内各待测车用电池单元的输出电压值,本实施例中的采集模块61中还可以包括电压采样维持电路,用于对待测车用电池单元的输出电压值进行保存,以便于电压电流ad采集器613可以读取得到同一时刻下各待测车用电池单元的输出电压值。

第三结构:

采集模块61包括电压ad采集器611和一个电流ad采集器612,参见图9所示,电压ad采集器611的数量等于串联电池组内待测车用电池单元的数量,电压ad采集器611用于采集串联电池组内各自对应的待测车用电池单元两端的输出电压值,电流ad采集器612用于同步采集串联电池组对应的输出电流值。

还需要说明的是,本实施例中的待测车用电池单元的数量可以大于等于2,且至少2个待测车用电池单元相互并联组成并联电池组,此时,本实施例中采集模块61的具体结构也可以包括如下三种:

第一结构:

采集模块61包括一个电流ad采集器612和一个电压ad采集器611;电流ad采集器612用于采集并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,电压ad采集器611用于同步采集并联电池组对应的输出电压值。当然,在一些实施例中,为了获取同一时刻下并联电池组内各待测车用电池单元的输出电流值,本实施例中的采集模块61中还可以包括电流采样维持电路,用于对待测车用电池单元的输出电流值进行保存,以便于电流ad采集器612可以读取得到同一时刻下各待测车用电池单元的输出电流值。

第二结构:

采集模块61包括一个电压电流ad采集器613,电压电流ad采集器613用于采集并联电池组内各个待测车用电池单元的输出电流值,并同步采集并联电池组对应的输出电压值。需要说明的是,电压电流ad采集器613采集的输出电流值与输出电压值对应,也即是说电压电流ad采集器应当是采集的同一时刻下各待测车用电池单元的输出电压值与输出电流值,因此,为了保证时间的一致性,本实施例中此时的采集模块61中还可以包括一个电压采样维持电路。当然,在一些实施例中,为了获取同一时刻下并联电池组内各待测车用电池单元的输出电流值,本实施例中的采集模块61中还可以包括电流采样维持电路,用于对待测车用电池单元的输出电流值进行保存,以便于电压电流ad采集器613可以读取得到同一时刻下各待测车用电池单元的输出电流值。

第三结构:

采集模块61包括电流ad采集器612和一个电压ad采集器611,请参见图10所示,电流ad采集器612的数量等于并联电池组内待测车用电池单元的数量,电流ad采集器612采集并联电池组内各自对应的待测车用电池单元的输出电流值,电压ad采集器611用于同步采集并联电池组对应的输出电压值。

最后还需要说明的是,本实施例中的待测车用电池单元可以为单电池,也是由多个单电池并联和/或串联组成的电源电路。

本实施例提供的车用电池内阻测量装置,通过采集模块采集待测车用电池单元在不同时刻下的输出电压和相应的输出电流,并通过计算模块计算得到相应时间段内该待测车用电池单元的内阻值,从而实现了车用电池单元内阻值的动态实时测量。

显然,本领域的技术人员应该明白,上述本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在计算机存储介质(rom/ram、磁碟、光盘)中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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