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第2節(jié)34.65635.041.1%

噪聲被濾除,，則處理后信號(hào)為……（3）其中：G為差分放大器增益,。

測(cè)量精度內(nèi)阻Ω: 0.3% 電壓V: 0.05%內(nèi)阻Ω: 0.5% 電壓V: 0.1%

為保證信號(hào)不失真，應(yīng)選擇合適的耦合電容C參數(shù)，V/I變換電路如圖3所示由于運(yùn)放引入負(fù)反饋,。

附件,、電源線

同步檢測(cè)、平衡解調(diào)和調(diào)制等電路,，其**工作頻率為1KHz,。放大電路如圖5所示，由AD630的原理可知,。

測(cè)試范圍內(nèi)阻Ω：0.001mΩ～3.2kΩ,；電壓V：0V~60V 六量程自動(dòng)和手動(dòng)內(nèi)阻Ω：0.01mΩ~3.2kΩ；電壓V：0V~60V

工程上比較常用的兩種測(cè)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(cè)量電池的開路電壓。

測(cè)試速度3次/秒,、15次/秒,、50次/秒3次/秒、10次/秒,、50次/秒

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

為了獲得較高精度，高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)換結(jié)果,，參考電壓由外部高精度基準(zhǔn)電壓芯片MA6701提供,。本部分電路需要注意在信號(hào)進(jìn)入ADC轉(zhuǎn)換通道之前。

提高增益,，便于鎖相器處理,，芯片采用精密儀器放大器INA111，該器件為高精度,、低溫漂,、低偏置電流場(chǎng)效應(yīng)運(yùn)算放大器。

測(cè)量誤差主要受ADC轉(zhuǎn)換精度,、導(dǎo)線寄生參數(shù),、運(yùn)算放大器的漂移、電源穩(wěn)定性等影響,。改進(jìn)方法主要有：采用高精度獨(dú)立ADC轉(zhuǎn)換芯片,。

為阻礙測(cè)量的交流小信號(hào)進(jìn)入直流供電回路，在電路中LC濾波器,，濾波器截止頻率盡量低,，使交流阻抗足夠大,。

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

第1節(jié)34.22134.771.6%

接線盡量短,，電源完整性設(shè)計(jì)也需要注意,；電阻應(yīng)選擇溫漂低、穩(wěn)定性優(yōu)良的儀器電阻,；但是也需顧及成本要求,。

內(nèi)置比較器功能，30組分選條件保存

調(diào)節(jié)電阻Ro就可以使電流恒定在50mA,，信號(hào)放大電路,，對(duì)采樣電阻和電池的交流電壓信號(hào)分別進(jìn)行放大。

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

可粗略估算內(nèi)阻值,，但如要獲得較高的測(cè)量精度，需要進(jìn)行脫機(jī)大電流放電測(cè)量,，對(duì)電池有一定的損害,；

配套自動(dòng)測(cè)試設(shè)備完成電池內(nèi)阻+電壓的自動(dòng)檢測(cè)

測(cè)試參數(shù)交流電阻，直流電壓

高精度鋰電池內(nèi)阻,，電壓檢測(cè)

減小信號(hào)失真度,，V/I電路采用比較常見的運(yùn)算放大器拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)，功率放大器選用OPA544T輸出電流能力滿足系統(tǒng)50mA的要求,。

豐富的接口配置,，標(biāo)配RS232和HANDLER接口

……（9），將式（8）代入式（9）可得：……（10）,；……（11）,。

容易擊穿芯片，造成電路的**損害,。本設(shè)計(jì)采用了兩個(gè)快恢復(fù)肖特基二極管串聯(lián),，鉗制輸入信號(hào)。

誤差均為1%,，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量電池為某品牌12V/12AH鉛酸蓄電池,，61內(nèi)阻測(cè)量?jī)x的測(cè)量值,。分別測(cè)量了3節(jié)蓄電池所得結(jié)果如表1所列,。

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(jià)格貴的傳感器,。電池管理系統(tǒng)集成了電壓檢測(cè)和電流檢測(cè)裝置。

電阻測(cè)試精度0.3%,，電壓測(cè)試精度0.05%（僅60）,；測(cè)試速度*快50次/秒

分流盡量小，為防止DC-DC模塊工作不穩(wěn)定,，選擇大容量鋁電解電容,，等效串聯(lián)電阻也要稍大。

顯示4色 VFD 顯示

蓄電池內(nèi)阻測(cè)量的電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

頻率調(diào)節(jié)范圍為0.001Hz~300kHz,，頻率可調(diào)節(jié)范圍寬,，輸出的正弦波失真度小于1%。而且外圍電路較為簡(jiǎn)單,。

為了消除電池直流電壓對(duì)本級(jí)電路的影響,，測(cè)量中需要通過大電容實(shí)現(xiàn)交流耦合，隔離直流信號(hào),，但信號(hào)頻率較低,。

超級(jí)電容的ESR測(cè)試

交流信號(hào)發(fā)生器，前面分析可知,，交流信號(hào)頻率設(shè)定在1KHz,，信號(hào)發(fā)生器選擇性能較為優(yōu)良的ICL8038。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn),，當(dāng)替代電阻與電池電阻值接近時(shí),，誤差較小，本系統(tǒng)采用10mΩ和20mΩ的精密電阻,。

因此工作在線性區(qū),，其中R1=R2=R3=R4。根據(jù)“虛短虛斷”原則可知：……（7）,；……（8）,。

采用兩個(gè)精密電阻代替電池，分別測(cè)得ADC電壓值為UR1,、UR2,，則可以通過比值消除其他參數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響。

調(diào)節(jié)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(nèi)調(diào)節(jié)電壓信號(hào)幅值,。振蕩電容C選擇為3300pF。

型號(hào)6061

然后測(cè)量電池兩端的響應(yīng)電壓,，利用鎖相放大器進(jìn)行信號(hào)處理,，進(jìn)而可求得電池的內(nèi)阻值,，整個(gè)電路系統(tǒng)屬于小信號(hào)處理電路。

容易引入干擾,，為提高測(cè)量精度,，需采用四端子測(cè)量方法。信號(hào)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(xiàn)較佳,。

可使開關(guān)失真降至*低，通道A和B之間隔離度超過100dB,，AD630主要用于鎖相放大器,，相敏檢測(cè)電路。

另外與噪聲信號(hào)頻率相差較大,，容易提取低頻信號(hào),，濾波誤差小。選擇較小的信號(hào)幅值,，以便忽略測(cè)量小信號(hào)對(duì)電池狀態(tài)的影響,。

蓄電池編號(hào)61/mΩ測(cè)量系統(tǒng)/mΩ誤差

實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，蓄電池若在大電流狀態(tài)下,，則測(cè)量值為歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻之和,，交流注入法能測(cè)量大部分蓄電池,，應(yīng)用廣泛,。

電源電壓:190VAC ～ 256VAC; 頻率: 47Hz ～ 63Hz；額定功率：15VA

鎖相放大器電路,，本部分電路為測(cè)量系統(tǒng)核心部分,，采用高精度、高靈敏度的模擬器件AD630,。這是一款高精度的平衡調(diào)制器,。

第3節(jié)34.44534.891.2%

尺寸385mm(L)x249mm(W)x102mm(D); 重量: 3.5kg

防止燒壞STM32，實(shí)現(xiàn)電路如圖6所示,。其中（R1+R2）,、C構(gòu)成一階濾波器，同時(shí)電容C起到一定的電壓緩沖作用,。

比較器30組記錄,，檔計(jì)數(shù)

本電路是一個(gè)高通濾波器，為了抑制共模信號(hào),，電路中C1=C2,，R1=R2，采用高通濾波電路主要是為了隔離蓄電池直流電壓對(duì)電路的影響,。

應(yīng) 用 (APPLICATION)

可調(diào)高增益達(dá)1000倍以上,，共模抑制比*小為106dB,，是小信號(hào)處理性能較為優(yōu)秀的儀器放大器。

內(nèi)部電阻均是高穩(wěn)定薄膜電阻,，保證了其工作的精確性和穩(wěn)定性,；具有高靈敏度的比較器,，切換速度較高,。

綜合考慮項(xiàng)目要求，本文采用交流注入法測(cè)量電池內(nèi)阻,。測(cè)量原理框圖如圖1所示,。測(cè)量系統(tǒng)的電路主要由信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生所需頻率的電壓信號(hào)。

規(guī)格(SPECIFICATION)

自動(dòng)化測(cè)量,，準(zhǔn)確快速的判斷,，適用于流水線上的產(chǎn)品分選和出廠檢驗(yàn)

然后信號(hào)通過低通濾波器，2倍頻信號(hào)被衰減濾除,，只剩下直流信號(hào)：……（4）,，其中：K為濾波電路增益。

接口RS-232,、RS-485接口 ,、Handler接口（CHT3561選配）

性能上能滿足測(cè)量系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)電路原理如圖2所示,，通過調(diào)節(jié)Rw2和Rw1可以實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)定,，*終調(diào)定頻率在1KHz。

設(shè)參考電阻上的電壓信號(hào)為……（1）,，電池兩端的電壓信號(hào)為：……（2）,。

主要由相敏檢測(cè)單元和低通濾波器構(gòu)成，為提高測(cè)量精度,，相敏檢測(cè)單元需要高精度運(yùn)算處理芯片并且具有較高的開關(guān)速度和靈敏度,。

通過式（6）可求出此時(shí)電池內(nèi)阻值，電源回路,，依據(jù)項(xiàng)目要求,，測(cè)量系統(tǒng)的電源由被測(cè)電池提供。

V/I變換電路,，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)穩(wěn)定性,，在信號(hào)發(fā)生器信號(hào)輸出之后通過一個(gè)信號(hào)跟隨器，提高信號(hào)的輸出穩(wěn)定性,。

其中：為蓄電池內(nèi)部極化電容產(chǎn)生的相位差,。參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)通過鎖相放大器后，噪聲信號(hào)與測(cè)量信號(hào)獨(dú)立不相關(guān),。

*后通過STM32的A/D轉(zhuǎn)換電路和控制電路,，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理和傳輸,，采用抗干擾能力較強(qiáng)的RS485總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

測(cè)量電路設(shè)計(jì)為提高測(cè)量精度,，信號(hào)放大器需采用共模抑制比較高的儀器放大器,，鎖相放大器是本測(cè)量系統(tǒng)的核心部分。

電池內(nèi)阻的計(jì)算公式為：……（5）,，其中：I為交流恒流源**值,，測(cè)量系統(tǒng)取值為50mA。

使用時(shí)需在電源處并聯(lián)去耦電容,，使供電回路穩(wěn)定,，兩個(gè)跟隨器采用高精度，低溫漂,、低偏移運(yùn)放OP07,。

電池的劣化狀態(tài)和壽命評(píng)估

特 性 (FEATURES)

觸發(fā)器內(nèi)部觸發(fā)，手動(dòng)觸發(fā),，外部觸發(fā),，總線觸發(fā)

60內(nèi)阻*小分辨率0.001mΩ，電壓**量程60V,，測(cè)試速度20mS,。結(jié)合更經(jīng)濟(jì)的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，廣泛用于實(shí)驗(yàn)室,、產(chǎn)線和自動(dòng)化設(shè)備配套,。

其他測(cè)試引線損壞檢測(cè)功能, 鍵盤鎖定和數(shù)據(jù)保存功能，REl 功能

校正全量程內(nèi)短路清零

通過V/I變換電路實(shí)現(xiàn)恒流,；注入采樣電阻和蓄電池,，放大采樣信號(hào)和測(cè)量信號(hào)；然后兩路信號(hào)輸入到鎖相放大器AD630,。

需進(jìn)行過壓保護(hù)處理,，主要原因是測(cè)量端開路會(huì)造成運(yùn)算放大器飽和，導(dǎo)致輸出電壓高達(dá)10V,，供電電源選擇12V,。

測(cè)量原理，由于大容量動(dòng)力蓄電池的內(nèi)阻一般小于50mΩ,，因此普通測(cè)量方法難以保證精度要求,。

把式（4）代入式（5），即可得到電池內(nèi)阻為……（6）,，其中：K,、A、I、U,、G均為已知的數(shù)值,。

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

對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢波處理，再通過低通濾波器實(shí)現(xiàn)濾波,，信號(hào)變?yōu)橹绷?，同時(shí)濾除高頻噪聲信號(hào),，使信號(hào)平滑,；

參考信號(hào)經(jīng)過比較器后轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的方波信號(hào)，展開為傅里葉級(jí)數(shù)：……（12）,。

放電時(shí)間限制導(dǎo)致檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng),，因此限制了該方法在蓄電池檢測(cè)系統(tǒng)中的普遍應(yīng)用。交流注入法即將低頻交流的恒流小信號(hào)注入到電池,。

增強(qiáng)電路的安全性,，時(shí)間常數(shù)選擇需適中，過大則影響測(cè)量響應(yīng)時(shí)間,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論數(shù)據(jù)處理,，在實(shí)際測(cè)量中，為了消除導(dǎo)線電阻引入誤差,。

然后進(jìn)行大電流放電,，一般放電倍率約為0.8，放電時(shí)間為2s左右,，此時(shí)測(cè)量電池端電壓和流過負(fù)載的電流,。

使用中注意電源需按上去耦電容，使信號(hào)輸出更穩(wěn)定,。實(shí)現(xiàn)電路如圖4所示,，放大倍數(shù)為：，由圖4可知,。

BDC-60/BDC-61通用型電池內(nèi)阻測(cè)試儀是本公司重點(diǎn)推出的針對(duì)電池行業(yè)精確電池內(nèi)阻電壓測(cè)試的高速測(cè)試設(shè)備,。

表 1 蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果

把式（12）代入式（3），*后得到直流信號(hào)為：……（13）同理,，*后得到內(nèi)阻值：……（14）,。