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日志

闲谈电池内阻测量

已有 632 次阅读2011-4-12 13:46 |个人分类:电路分析

去年去北京的时候,与杜老哥吃饭,闲聊之中他聊了一下他目前所从事的事情,其实还是与我有些关系的。今天正好也听到了这方面的论述,因此进行一些闲谈。

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里面文章中提到的是美国Midtronics公司,日本HIOKI公司和鹤贺电机TSURUGA公司。这两个公司都做的是交流阻抗测试仪。美国Midtronics公司采用低频(30Hz)测量,日本HIOKI公司则采用高频(1000Hz),杜老哥想要设计仪器进行一个频段的全频采集后处理。在此提一些小许问题,如果说硬件设计可以进行调整和仿效,软件是无法benchmarking的,按照这个的设计,最后的软件计算与处理也需要很大的能力去做这件事情。

交流电阻测量方法

交流阻抗:电池按照特性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(1KHZ频率及以下,50mA左右的激励小电流),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。

从原理上而言(参考文献为蓄电池内阻测量技术的分析): 当使用受控电流时,ΔI = Imax Sin(2πft),产生的电压响应为:

ΔV = Vmax Sin(2πft + φ)

也可以考虑使用受控电压激励,ΔV = Vmax Sin(2πft),产生的电流响应为:

ΔI = Vmax Sin(2πft - φ)

以上的两种情况的阻抗均为:

电池阻抗是与频率有关的复阻抗,其模 |Z|= Vmax/Imax, 相角为φ。

一般情况下激励引起的电压幅值变化小于10mV,这样能保证阻抗测量的线性。

从理论上讲,向电池馈入一个交流电流信号,测量由此信号产生的电压变化即可测得电池的内阻。

R = Vav / Iav

式中 Vav----为检测到交流信号的平均值;Iav ---- 为馈入交流信号的平均值

在实际使用中,由于激励信号的幅值有限,电池的内阻在微欧或毫欧级(这个根据不同的电池类型,容量和包装等其他的因素),产生的电压变化幅值也在微伏级(我估计要根据不同的电池来改激励,否则增益变化太大了一些),小信号容易受到干扰。BLESS杜老哥,希望他现在有进一步的进展;与之相对的是这个,大家看看这样的创新设计吧,杜老哥如果看到情何以堪啊……,这东西还是装车上的,在大电流扰动的边上滴。

对比一下吧:


PS:再给大家讲个笑话,我今天在会场问一个车载充电机供应商,它的4KW充电机效率为多少?答曰90%,我就问了400W的损耗功率用几个工业级风扇怎么排除去?她告诉我最新的3.3KW充电机新方案给chery做的效率可以达到99%,我就败退了。

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