專利名稱：電池內(nèi)阻測量裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池參數(shù)的檢測，特別涉及一種電池內(nèi)阻的測量裝置和方法。
背景技術(shù)：
每個電池都有內(nèi)阻，不同類型的電池內(nèi)阻不同，相同類型的電池，由于內(nèi)部化學(xué)特性的 不一致，內(nèi)阻也不一樣。
內(nèi)阻是衡量電池性能的一個重要技術(shù)指標(biāo)。正常情況下，內(nèi)阻小的電池其內(nèi)部電阻所消 耗的電壓較小，內(nèi)阻大的電池其本身就消耗了較大的電壓，可見，在大電流放電的應(yīng)用中， 一定要選擇內(nèi)阻較小的電池。
在電池放電的原理上來說，我們可以把電池和內(nèi)阻拆開考慮，分為一個完全沒有內(nèi)阻的 電池串接上一個阻值很小的電阻。此時如果外接的負(fù)載重，那么分配在這個小電阻上的電壓 就小，反之如果外接很輕的負(fù)載，那么分配在這個小電阻上的電壓就比較大，就會有一部分 功率被消耗在這個內(nèi)阻上，可能轉(zhuǎn)化為發(fā)熱或者是一些復(fù)雜的逆向電化學(xué)反應(yīng)。 一個可充電 電池出廠時的內(nèi)阻是比較小的，但經(jīng)過長期使用后，由于電池內(nèi)部電解液的枯竭，以及電池 內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低，內(nèi)阻會逐漸增加，直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無法正常釋放出 來，此時電池也就沒用了?？梢?，電池內(nèi)阻的大小直接影響著電池性能，所以，人們有必要 了解電池內(nèi)阻的大小，以便準(zhǔn)確判斷出電池性能的好壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種電池內(nèi)阻測量裝置。 還有必要提供一種電池內(nèi)阻測量方法。 一種電池內(nèi)阻測量裝置，包括
充/放電單元，用于分別通過第一 電阻和第二電阻對電池進(jìn)行充/放電；
第一切換開關(guān)，用于切換選擇所述第一電阻和第二電阻其中之一來對電池進(jìn)行充/放電
檢測單元，用于分別檢測所述第一 電阻和第二電阻兩端的電壓值；
計算單元，用于根據(jù)所述第一電阻和第二電阻的阻值，以及所述檢測單元檢測到的電壓 值計算出電池內(nèi)阻的阻值，計算公式為Resr=(V2-Vl)/(Vl/Rl-V2/R2)，其中，Resr表示電 池內(nèi)阻的阻值，Rl表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，Vl表示第一電阻兩端的電
壓值，V2表示第二電阻兩端的電壓值。
一種電池內(nèi)阻測量方法，包括如下步驟
通過第一 電阻給電池充/放電，并檢測充/放電時第一 電阻兩端的電壓值。 通過第二電阻給電池充/放電，并檢測充/放電時第二電阻兩端的電壓值。 根據(jù)公式Res^(V2-Vl)/(Vl/Rl-V2/R2)計算出電池內(nèi)阻的阻值，其中，Resr表示電池內(nèi)
阻的阻值，Rl表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，Vl表示第一電阻兩端的電壓值
，V2表示第二電阻兩端的電壓值。
上述電池內(nèi)阻測量裝置采用第一電阻和第二電阻分別對電池進(jìn)行充電或者放電，并檢測
其兩端得電壓值，再通過公式Resr-(V2-V1) / (V1/R1-V2/R2)得出電池內(nèi)阻的阻值，以使得用
戶可以根據(jù)得出電池內(nèi)阻的阻值來判斷電池性能的好壞。


圖1為一較佳實施方式的電池內(nèi)阻測量裝置的架構(gòu)圖。 圖2為一較佳實施方式的電池內(nèi)阻測量方法流程圖。
具體實施例方式
請參閱圖l，為了便于理解，本實施方式中電池20看作由一電池內(nèi)阻202和一理想電池 204串聯(lián)而成，電池內(nèi)阻測量裝置10即是用于檢測該電池內(nèi)阻202的阻值大小。
電池內(nèi)阻測量裝置10包括充電單元102、放電單元104、第一電阻106、第二電阻108、第 一切換開關(guān)IIO、第二切換開關(guān)112、檢測單元114、比較單元116、控制單元118、計算單元 120以及顯示單元122。
充電單元102可分別通過第一電阻106和第二電阻108對電池20進(jìn)行充電。 放電單元104可分別通過第一電阻106和第二電阻108為電池提供放電回路。 第一電阻106和第二電阻108并聯(lián)于第一切換開關(guān)110和第二切換開關(guān)112之間。第一切換 開關(guān)110還與電池20連接，用于切換選擇第一電阻106和第二電阻108其中之一來對電池20進(jìn) 行充電或放電。第二切換開關(guān)112還分別連接于充電單元102和放電單元104，用于切換選擇 充電單元102和放電單元104其中之一來進(jìn)行充電或者放電工作。
檢測單元114用于分別檢測第一電阻106、第二電阻108以及電池20兩端的電壓值。 比較單元l 16用于將當(dāng)前電池20兩端的電壓值與一預(yù)設(shè)電壓值比較，產(chǎn)生一個控制信號 ，以確定采用充電模式還是放電模式。因為，測量電池內(nèi)阻202的方式有充電模式和放電模 式兩種，當(dāng)電池20的兩端電壓較高，即電池20充電已經(jīng)充滿，也就不能夠再繼續(xù)充電了，此 時采用放電模式測量較好；若電池20沒有充滿電，其兩端電壓較低，放電能力不強，可能會
使得內(nèi)阻檢測結(jié)果誤差增大，所以此時采用充電模式測量較好。
控制單元118用于根據(jù)比較單元116發(fā)出的控制信號控制第二切換開關(guān)112的切換動作， 以及根據(jù)檢測單元114的檢測是否完成來控制第一切換開關(guān)110的切換動作。
計算單元120用于根據(jù)第一電阻106和第二電阻108的阻值，檢測單元114檢測到的電壓值 計算出電池內(nèi)阻202的阻值，具體算法后面會作詳細(xì)說明。顯示單元122用于顯示電池內(nèi)阻 202的阻值。
以下舉例說明電池內(nèi)阻測量裝置10測量工作，首先，檢測單元114檢測電池20兩端的電 壓，再將測得之電池20兩端的電壓與預(yù)設(shè)電壓值比較，若小于該預(yù)設(shè)電壓值，則通過控制單 元118控制第二切換開關(guān)112切換選擇所述充電單元102進(jìn)行測量工作，反之則通過控制單元 118控制第二切換開關(guān)112切換選擇放電單元104進(jìn)行測量工作。以下以充電模式為例，利用 控制單元118分別控制第一切換開關(guān)110依次選擇第一電阻106和第二電阻108，使得充電單元 102分別通過第一電阻106和第二電阻108對電池20各充電一次。此處定義充電電壓為Vc，第 一電阻106的阻值為R1，測得的第一電阻106兩端的電壓為V1，采用第一電阻106充電時測得 的電池20兩端的電壓為Vtl，第二電阻108的阻值為R2，測得的第二電阻108兩端的電壓為V2 ，采用第二電阻108充電時測得的電池20兩端的電壓為Vt2，電池內(nèi)阻202的阻值為Resr，理 想電池204的電壓為Vbat，各參數(shù)有如下關(guān)系
Vtl=Vbat+Resr(Vl/Rl)
Vt2=Vbat+Resr(V2/R2)
Vtl+Vl=Vc
Vt2+V2=Vc
根據(jù)上述公式可得
Vbat+Resr(Vl/Rl)+Vl=Vbat+Resr(V2/R2)+V2 Resr=(V2-VI)/(Vl/Rl-V2/R2)
其中，因為V1、 V2、 Rl、 R2都為已知數(shù)，所以可得到電池內(nèi)阻202的阻值Resr。還可以 看出，這樣的計算方法得到的是電池內(nèi)阻202的阻值Resr與第一電阻106和第二電阻108的阻 值R1、 R2以及其兩端的電壓值V1 、 V2的關(guān)系，跟充電電壓Vc以及電池20兩端的電壓Vtl沒有 關(guān)系。如此，若采用放電單元104進(jìn)行測量工作也同樣適用上述算法，以得到電池內(nèi)阻202的 阻值Resr。
上述電池內(nèi)阻測量裝置10在測量前先根據(jù)電池20當(dāng)前的電壓狀況選擇合適的測量方式， 使得測得之電池內(nèi)阻202的阻值Resr更準(zhǔn)確。另外，電池內(nèi)阻測量裝置1 O采用第一 電阻106和
第二電阻108分別對電池20進(jìn)行充電或者放電，并檢測其兩端得電壓值，再通過公式 Resr= (V2-VI) / (Vl/Rl-V2/R2)得出電池內(nèi)阻202的阻值并顯示，用戶可以根據(jù)得出電池內(nèi)阻 202的阻值來判斷電池20性能的好壞。
一種電池內(nèi)阻測量方法包括如下步驟
步驟S31，檢測電池20兩端的電壓值。
步驟S33，判斷電池20兩端的電壓值是否小于預(yù)設(shè)電壓值，若是，則進(jìn)至步驟S35，否則 進(jìn)至步驟S43。
步驟S35，通過第一電阻106 (電阻值為R1)給電池20充電，并檢測充電時第一電阻106 兩端的電壓值V1。
步驟S37，通過第二電阻108 (電阻值為R2)給電池20充電，并檢測充電時第二電阻108 兩端的電壓值V2。
步驟S39，根據(jù)公式Res^ (V2-VI) / (Vl/Rl-V2/R2)計算出電池內(nèi)阻202的阻值Resr 。 步驟S41，顯示電池內(nèi)阻值Resr，流程結(jié)束。
步驟S43，通過第一電阻106 (電阻值為R1)給電池20放電，并檢測充電時第一電阻106 兩端的電壓值V1。
步驟S45，通過第二電阻108 (電阻值為R2)給電池20放電，并檢測充電時第二電阻108 兩端的電壓值V2，然后回到步驟S39。
上述電池內(nèi)阻測量方法在測量前先根據(jù)電池20當(dāng)前的電壓狀況選擇合適的測量方式，使 得測得之電池內(nèi)阻202的阻值Resr更準(zhǔn)確。另外，電池內(nèi)阻測量裝置lO采用第一電阻l06和第 二電阻108分別對電池20進(jìn)行充電或者放電，并檢測其兩端得電壓值，再通過公式 Resr= (V2-VI) / (Vl/Rl-V2/R2)得出電池內(nèi)阻202的阻值并顯示，用戶可以根據(jù)得出電池內(nèi)阻 202的阻值來判斷電池20性能的好壞。
權(quán)利要求
1.一種電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于，所述電池內(nèi)阻測量裝置包括充電單元，用于分別通過第一電阻和第二電阻對電池進(jìn)行充電；第一切換開關(guān)，用于切換選擇所述第一電阻和第二電阻其中之一來對電池進(jìn)行充電；檢測單元，用于分別檢測所述第一電阻和第二電阻兩端的電壓值；計算單元，用于根據(jù)所述第一電阻和第二電阻的阻值，以及所述檢測單元檢測到的電壓值計算出電池內(nèi)阻的阻值，計算公式為Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)，其中，Resr表示電池內(nèi)阻的阻值，R1表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，V1表示第一電阻兩端的電壓值，V2表示第二電阻兩端的電壓值。
2、如權(quán)利要求l所述的電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于所述充電 單元、第一電阻以及第一切換開關(guān)依次串聯(lián)，所述第二電阻與第一電阻并聯(lián)，所述檢測單元 與所述第二電阻與第一電阻兩端相連，所述計算單元與檢測單元相連。
3、如權(quán)利要求2所述的電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于所述電池 內(nèi)阻測量裝置還包括放電單元和第二切換開關(guān)，所述充電單元和放電單元分別通過第二切換開關(guān)與所述第一電阻和第二電阻相連，所述放電單元用于分別通過所述第一電阻和第二電阻為電池提供放電回路；所述第二切換開關(guān)用于切換選擇所述充電單元和放電單元其中之一 來對電池進(jìn)行充電或放電工作。
4、如權(quán)利要求3所述的電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于所述檢測 單元進(jìn)一步用于檢測電池兩端的電壓值，所述電池內(nèi)阻測量裝置還包括比較單元和控制單 元，所述比較單元連接于所述檢測單元和控制單元之間，所述控制單元與所述第二切換開關(guān) 相連，所述檢測單元進(jìn)一步用于檢測電池兩端的電壓值，所述比較單元用于將所述電池兩端 的電壓值與預(yù)設(shè)電壓值比較，產(chǎn)生一個控制信號；所述控制單元用于根據(jù)比較單元發(fā)出的控 制信號控制第二切換開關(guān)的切換動作，當(dāng)所述電池兩端的電壓值小于預(yù)設(shè)電壓值，所述第二 切換開關(guān)選擇所述充電單元工作，反之則選擇所述放電單元工作。
5、如權(quán)利要求3所述的電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于所述控制單元進(jìn)一步與所述第一切換開關(guān)相連，用于根據(jù)所述檢測單元的檢測是否完成來控制第一切 換開關(guān)的切換動作。
6、如權(quán)利要求l所述的電池內(nèi)阻測量裝置，其特征在于將所述充 電單元替換為放電單元，所述放電單元用于分別通過所述第一電阻和第二電阻為電池提供放 電回路。
7、一種電池內(nèi)阻測量方法，包括如下步驟 將電池、第一電阻以及充電單元依次串聯(lián)，通過所述第一電阻給電池充電，并檢測充 電時所述第 一 電阻兩端的電壓值；將電池、第二電阻以及充電單元依次串聯(lián)，通過第二電阻給電池充電，并檢測充電時所述第二電阻兩端的電壓值；根據(jù)公式Res^(V2-Vl)/(Vl/Rl-V2/R2)計算出電池內(nèi)阻的阻值，其中，Resr表示電池 內(nèi)阻的阻值，Rl表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，Vl表示第一電阻兩端的電壓 值，V2表示第二電阻兩端的電壓值。
8、如權(quán)利要求7所述的電池內(nèi)阻測量方法，其特征在于進(jìn)一步包 括如下步驟檢測所述電池兩端的電壓值；判斷所述電池兩端的電壓值是否小于預(yù)設(shè)電壓值，若是，跳到所述通過第一電阻給電 池充電，并檢測充電時第一電阻兩端的電壓值的步驟，若不是，進(jìn)至如下步驟將所述電池、第一電阻以及放電單元依次串聯(lián)，通過所述第一電阻給所述電池放電， 并檢測充電時所述第一 電阻兩端的電壓值；將所述電池、第一電阻以及放電單元依次串聯(lián)，通過所述第二電阻給所述電池放電， 并檢測充電時所述第二電阻兩端的電壓值，然后根據(jù)公式Res^(V2-Vl)/(Vl/Rl-V2/R2)計算 出電池內(nèi)阻的阻值。
9、如權(quán)利要求7所述的電池內(nèi)阻測量方法，其特征在于進(jìn)一步包 括顯示所述電池內(nèi)阻值Resr的步驟。
10、如權(quán)利要求7所述的電池內(nèi)阻測量方法，其特征在于將所述步 驟中的充電單元替換為放電單元，并將充電動作替換為放電動作。
全文摘要
一種電池內(nèi)阻測量裝置，包括充電單元，用于分別通過第一電阻和第二電阻對電池進(jìn)行充電；第一切換開關(guān)，用于切換選擇所述第一電阻和第二電阻其中之一來對電池進(jìn)行充電；檢測單元，用于分別檢測所述第一電阻和第二電阻兩端的電壓值；計算單元，用于根據(jù)所述第一電阻和第二電阻的阻值，以及所述檢測單元檢測到的電壓值計算出電池內(nèi)阻的阻值，計算公式為Resr＝(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)，其中，Resr表示電池內(nèi)阻的阻值，R1表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，V1表示第一電阻兩端的電壓值，V2表示第二電阻兩端的電壓值。本發(fā)明還提供一種電池內(nèi)阻測量方法。
文檔編號G01R31/36GK101339230SQ20071020101
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者莊宗仁, 張俊偉, 翁世芳 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司