一种电池内阻测试仪的制作方法

本技术涉及电池测试，尤其涉及一种电池内阻测试仪。

背景技术：

1、锂电池内阻是评价电池性能的重要指标之一，内阻的测试包括交流内阻与直流内阻。对于单体电池，一般以交流内阻来进行评价，即通常称为欧姆内阻。但对于大型电池组项目，在具体的应用过程中，由于测试设备等方面的限制，不能或不方便直接进行交流内阻的测试，一般通过直流内阻来评价电池组的特性。

2、由于锂电池在有电流的时候，会形成极化电压，电池管理系统无法获取电池的真实净值电压，如果按照采样电压开启均衡，反而有可能会增加电池的不一致性。只有在获得净值电压的情况下，才能在任何情况下，对电池进行有效的均衡，保证电池的一致性。功率管理，是针对电池的sop进行短时和长时的功率预判，在这个过程中，需要通过电池的内阻情况，来计算电池的输出能力。

3、电池在放电过程结束后，由于极化的存在，电池电压会出现反弹的现象。直流阻抗技术就是利用电池在间歇放电过程中，放电结束前一瞬间的电压与放电结束稳定后的电压差来计算电池内阻的。

4、目前行业应用中，电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。目前行业中应用的电池内阻测量方法主要有以下两种：

5、1.直流放电内阻测量法

6、根据物理公式r＝u/i，测试设备让电池在短时间内(一般为2～3秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40a～80a的大电流)，测量此时电池两端的电压，并按公式计算出当前的电池内阻。

7、这种测量方法的精确度较高，控制得当的话，测量精度误差可以控制在0.1％以内。但此方案有明显的不足之处：

8、(1)只能测量大容量电池或者蓄电池，小容量电池无法在2～3秒钟内负荷40a～80a的大电流；

9、(2)当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化现象，产生极化内阻。故测量时间必须很短，否则测出的内阻值误差很大；

10、(3)大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。

11、2.交流压降内阻测量法

12、因为电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流，然后对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。但存在交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响，同时还有谐波电流干扰的可能，相对于直流放电内阻测量法测量精度偏低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种电池内阻测试仪，以解决现有产品测试精度偏低的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供的一种电池内阻测试仪的具体技术方案如下：

3、一种电池内阻测试仪，包括用于为整个系统供电的电源单元、用于产生预定频率数字正弦波信号的mcu单元、用于将数字正弦波信号转换成模拟正弦波信号的dac单元，dac单元连接有恒流源单元，恒流源单元设置有用于高精确电流输出的功率放大器，恒流源单元输出预定频率交流电源至待测电池，设置有用于采集待测电池两端交流电压的adc单元，adc单元通过将模拟电压信号转换成数字电压信号反馈至mcu单元，还设置有用于和外部设备通信的串口模块。通过使用dac单元和恒流源单元，可以输出高精度、预定频率的交流电源至待测电池，同时采用adc单元实时采集待测电池两端的交流电压，可获得更加精准的电池内阻值；恒流源单元采用功率放大器进行电流输出，稳定性更高，可以有效减少测试结果的误差；同时设置有串口模块，可以通过串口连接上位机，实现可视化的人机交互，操控更加方便，测试结果可以实时传输到上位机进行分析处理，提高了测试效率。

4、进一步地，mcu单元包括控制模块，adc单元包括第一模数转换模块和第二模数转换模块，控制模块分别通过spi总线与第一模数转换模块、第二模数转换模块连接。采用spi总线连接各个模块可以实现高速的数据传输，从而进一步提高了系统的采样速度和可靠性。

5、进一步地，控制模块通过i2c总线与dac单元连接。通过i2c总线连接控制模块和dac单元，可以使整个电路的结构更加简单，系统集成度更高，同时也减少了接线的数量和复杂度。

6、本实用新型提供的一种电池内阻测试仪具有以下优点：

7、通过使用dac单元和恒流源单元，可以输出高精度、预定频率的交流电源至待测电池，同时采用adc单元实时采集待测电池两端的交流电压，可获得更加精准的电池内阻值；恒流源单元采用高精确电流输出的功率放大器进行电流输出，稳定性更高，可以有效减少测试结果的误差；同时设置有串口模块，可以通过串口连接上位机，实现可视化的人机交互，操控更加方便，测试结果可以实时传输到上位机进行分析处理，提高了测试效率。

技术特征：

1.一种电池内阻测试仪，包括用于为整个系统供电的电源单元(17)、用于产生预定频率数字正弦波信号的mcu单元(11)、用于将数字正弦波信号转换成模拟正弦波信号的dac单元(12)，其特征在于，所述dac单元(12)连接有恒流源单元(13)，所述恒流源单元(13)设置有用于高精确电流输出的功率放大器(u2)，所述恒流源单元(13)输出预定频率交流电源至待测电池(16)，设置有用于采集待测电池(16)两端交流电压的adc单元(14)，所述adc单元(14)通过将模拟电压信号转换成数字电压信号反馈至mcu单元(11)，还设置有用于和外部设备通信的串口模块(15)。

2.根据权利要求1所述的电池内阻测试仪，其特征在于，所述mcu单元(11)包括控制模块(u1)，所述adc单元(14)包括第一模数转换模块(u3)和第二模数转换模块(u4)，所述控制模块(u1)分别通过spi总线与第一模数转换模块(u3)、第二模数转换模块(u4)连接。

3.根据权利要求2所述的电池内阻测试仪，其特征在于，所述控制模块(u1)通过i2c总线与dac单元(12)连接。

技术总结
本技术涉及电池测试技术领域，为了解决现有产品测试精度偏低的技术问题，本技术公开了一种电池内阻测试仪，用于产生预定频率数字正弦波信号的MCU单元、用于将数字正弦波信号转换成模拟正弦波信号的DAC单元，DAC单元连接有恒流源单元，恒流源单元设置有用于高精确电流输出的功率放大器，恒流源单元输出预定频率交流电源至待测电池，设置有用于采集待测电池两端交流电压的ADC单元，ADC单元通过将模拟电压信号转换成数字电压信号反馈至MCU单元，还设置有用于和外部设备通信的串口模块。采用ADC单元实时采集待测电池两端的交流电压，测试更加精准，恒流源单元采用功率放大器进行精准电流输出，可以有效减少测试结果的误差。

技术研发人员：诸葛骏
受保护的技术使用者：深圳市昂盛达电子股份有限公司
技术研发日：20230310
技术公布日：2024/1/13