一种对锂电池的电压电阻的测试方法
阅读说明：本技术 一种对锂电池的电压电阻的测试方法 (Method for testing voltage resistance of lithium battery ) 是由 李金勇 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及锂电池电压测试的技术领域,且公开了一种对锂电池的电压电阻的测试方法,借由于电池通道选择开关,差分放大及绝对值电路,检测电压时,首先通过模拟开关选择相应的电池,经过差分放大器,消除共模电压,再经绝对值处理及滤波,通过AD采样,即可得到单体电池的电压值,使用CAN通信,可以实现电压检测系统的系统级联,通过对电池组电压电阻进行检测,利用MSP43F149单片机进行实际采样,同时借由MAX14752高压模拟开关实现多串锂电池组单体电池电压检测系统的生成,因此本方法的模拟前端只需要两个模块开关,一个差分放大器,一个四通道的精密放大器及少量电阻电容,以此达到可以做到很小的体积,同时成本也很低,并且检测后拥有极高的精准度。(The invention relates to the technical field of lithium battery voltage test, and discloses a method for testing the voltage resistance of a lithium battery, which comprises the steps of selecting a corresponding battery through a battery channel selection switch and a differential amplification and absolute value circuit when detecting the voltage, eliminating common-mode voltage through a differential amplifier, processing and filtering absolute values, obtaining the voltage value of a single battery through AD sampling, using CAN communication to realize the system cascade of a voltage detection system, detecting the voltage resistance of a battery pack, using an MSP43F149 single chip microcomputer to carry out actual sampling, and realizing the generation of a multi-string lithium battery pack single battery voltage detection system through an MAX14752 high-voltage analog switch, therefore, the analog front end of the method only needs two module switches, one differential amplifier, a four-channel precision amplifier and a small amount of resistance capacitors, therefore, the volume can be very small, the cost is very low, and the detection has extremely high precision.)
技术领域
本发明涉及锂电池电压测试的技术领域，具体为一种对锂电池的电压电阻的测试方法。
背景技术
随着锂离子电池技术的发展，锂离子电池越来越多地被用于动力、储能等众多新能源领域。而在这些应用中，需要把几十甚至上百个单体电池串联起来以达到所需的电压，为了保证电池组的正常工作，需要对锂离子电池进行安全管理，锂电池组中单体电池电压、电池温度、总电流的实时监控是安全管理的重要基础，电池温度和总电流的检测相对比较简单，温度检测可以采用热敏电阻或者数字温度传感器检测，总电流检测可以采用霍尔电流传感器或者分流电阻检测，而电池组单体电池电压的检测，由于电池两端共模电压的存在，不能直接对电池电压进行直接采样，需要采取其他手段来检测。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种对锂电池的电压电阻的测试方法。
（二）技术方案
为实现上述成本也很低，并且检测后拥有极高的精准度的目的，本发明提供如下技术方案：一种对锂电池的电压电阻的测试方法，包括以下步骤：
（a）首先使用飞电容法，由一个开关阵列、飞电容以及电压跟随电路组成，检测时，首先通过开关阵列让电容与电池连接，使电容充电，然后断开开关，并使电容与电压跟随电路连接，对电压跟随电路输出的电压进行采样，即可得到初步电池电压；
（b）电阻分压法，也称为共模电压法，电阻分压法的基本思想是使用精密电阻网络对每一个电池的正极电压进行分压，通过 AD 采样之后，把结果逐一相减，再得到每一个电池的电压；
（c）利用分立器件构建的电压进行电流转换电路，同时配合用于电池组电压检测的芯片进行电压检测，这样得到检测电压；
（d）将三种不同方法对锂电池进行电压测试得出的数值进行比对，并以此得到最精准的电压测试结果；
（e）随后再借由于电池通道选择开关，差分放大及绝对值电路，检测电压时，首先通过模拟开关选择相应的电池，经过差分放大器，消除共模电压，再经绝对值处理及滤波，通过 AD 采样，即可得到单体电池的电压值。
优选的，所述采用飞电容法对电池影响较小，精度也比较高，当电池数量较少时，可以采用普通的模拟开关，然而当电池数量较多时，超出了模拟开关的输出范围，可以采用继电器做为开关，但是受继电器的开关速度和寿命影响，造成检测速度慢，而且继电压动作的时候有噪声，此时也可以采用光电 MOS 继电器，这样在根据不同数量的电池进行不同的装置进行测试，提高对电池电压电阻检测的精准度。
优选的，所述受电阻精度影响，电阻分压法检测的精度比较低，而且容易产生累积误差，AD 采样的分辨率因为电阻分压而降低，另外由于电阻网络造成串联电池组中每个电池的静态电流不一样，长期下去对电池组的一致性影响比较大，但是采用电阻分压法进行检测可以达到低成本，且快速进行检测的效果。
优选的，所述当电池数量较少时可以采用差模电压法，一般采用运放消除电池两端的共模电压，这样可以达到快速对电池电压与电阻进行检测的方法。
优选的，所述由于差分放大器输出会有负电压，所以在差分放大器后端，加入一个高精度绝对值处理电路，且绝对值电路均采用0.1%精度的电阻，这样可以最大精准度的得到电压电阻检测结果。
优选的，所述对电池组电压电阻进行检测，利用MSP43F149单片机进行实际采样，同时借由MAX14752高压模拟开关实现多串锂电池组单体电池电压检测系统的生成，因此本方法的模拟前端只需要两个模块开关，一个差分放大器，一个四通道的精密放大器及少量电阻电容，以此达到可以做到很小的体积，同时成本也很低，并且检测后拥有极高的精准度。
优选的，所述对电池组进行检测时，通过使用CAN通信，可以实现电压检测系统的系统级联，为数量众多的串联锂电池组提供单体电压测试。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种对锂电池的电压电阻的测试方法，具备以下有益效果：
1、该对锂电池的电压电阻的测试方法，通过对电池组电压电阻进行检测，利用MSP43F149单片机进行实际采样，同时借由MAX14752高压模拟开关实现多串锂电池组单体电池电压检测系统的生成，因此本方法的模拟前端只需要两个模块开关，一个差分放大器，一个四通道的精密放大器及少量电阻电容，以此达到可以做到很小的体积，同时成本也很低，并且检测后拥有极高的精准度。
2、该对锂电池的电压电阻的测试方法，采用飞电容法对电池影响较小，精度也比较高，当电池数量较少时，可以采用普通的模拟开关，然而当电池数量较多时，超出了模拟开关的输出范围，可以采用继电器做为开关，但是受继电器的开关速度和寿命影响，造成检测速度慢，而且继电压动作的时候有噪声，此时也可以采用光电 MOS 继电器，这样在根据不同数量的电池进行不同的装置进行测试，提高对电池电压电阻检测的精准度。
3、该对锂电池的电压电阻的测试方法，通过受电阻精度影响，电阻分压法检测的精度比较低，而且容易产生累积误差，AD 采样的分辨率因为电阻分压而降低，另外由于电阻网络造成串联电池组中每个电池的静态电流不一样，长期下去对电池组的一致性影响比较大，但是采用电阻分压法进行检测可以达到低成本，且快速进行检测的效果。
4、该对锂电池的电压电阻的测试方法，通过当电池数量较少时可以采用差模电压法，一般采用运放消除电池两端的共模电压，这样可以达到快速对电池电压与电阻进行检测的方法。
5、该对锂电池的电压电阻的测试方法，通过由于差分放大器输出会有负电压，所以在差分放大器后端，加入一个高精度绝对值处理电路，且绝对值电路均采用0.1%精度的电阻，这样可以最大精准度的得到电压电阻检测结果。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明-部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种对锂电池的电压电阻的测试方法，包括以下步骤：
（a）首先使用飞电容法，由一个开关阵列、飞电容以及电压跟随电路组成，检测时，首先通过开关阵列让电容与电池连接，使电容充电，然后断开开关，并使电容与电压跟随电路连接，对电压跟随电路输出的电压进行采样，即可得到初步电池电压，采用飞电容法对电池影响较小，精度也比较高，当电池数量较少时，可以采用普通的模拟开关，然而当电池数量较多时，超出了模拟开关的输出范围，可以采用继电器做为开关，但是受继电器的开关速度和寿命影响，造成检测速度慢，而且继电压动作的时候有噪声，此时也可以采用光电 MOS继电器，这样在根据不同数量的电池进行不同的装置进行测试，提高对电池电压电阻检测的精准度；
（b）电阻分压法，也称为共模电压法，电阻分压法的基本思想是使用精密电阻网络对每一个电池的正极电压进行分压，通过 AD 采样之后，把结果逐一相减，再得到每一个电池的电压，受电阻精度影响，电阻分压法检测的精度比较低，而且容易产生累积误差，AD 采样的分辨率因为电阻分压而降低，另外由于电阻网络造成串联电池组中每个电池的静态电流不一样，长期下去对电池组的一致性影响比较大，但是采用电阻分压法进行检测可以达到低成本，且快速进行检测的效果；
（c）利用分立器件构建的电压进行电流转换电路，同时配合用于电池组电压检测的芯片进行电压检测，这样得到检测电压，当电池数量较少时可以采用差模电压法，一般采用运放消除电池两端的共模电压，这样可以达到快速对电池电压与电阻进行检测的方法；
（d）将三种不同方法对锂电池进行电压测试得出的数值进行比对，并以此得到最精准的电压测试结果，由于差分放大器输出会有负电压，所以在差分放大器后端，加入一个高精度绝对值处理电路，且绝对值电路均采用0.1%精度的电阻，这样可以最大精准度的得到电压电阻检测结果；
（e）随后再借由于电池通道选择开关，差分放大及绝对值电路，检测电压时，首先通过模拟开关选择相应的电池，经过差分放大器，消除共模电压，再经绝对值处理及滤波，通过 AD 采样，即可得到单体电池的电压值，对电池组电压电阻进行检测，利用MSP43F149单片机进行实际采样，同时借由MAX14752高压模拟开关实现多串锂电池组单体电池电压检测系统的生成，因此本方法的模拟前端只需要两个模块开关，一个差分放大器，一个四通道的精密放大器及少量电阻电容，以此达到可以做到很小的体积，同时成本也很低，并且检测后拥有极高的精准度。
实施例二
一种对锂电池的电压电阻的测试方法，包括以下步骤：
（a）首先使用飞电容法，由一个开关阵列、飞电容以及电压跟随电路组成，检测时，首先通过开关阵列让电容与电池连接，使电容充电，然后断开开关，并使电容与电压跟随电路连接，对电压跟随电路输出的电压进行采样，即可得到初步电池电压，采用飞电容法对电池影响较小，精度也比较高，当电池数量较少时，可以采用普通的模拟开关，然而当电池数量较多时，超出了模拟开关的输出范围，可以采用继电器做为开关，但是受继电器的开关速度和寿命影响，造成检测速度慢，而且继电压动作的时候有噪声，此时也可以采用光电 MOS继电器，这样在根据不同数量的电池进行不同的装置进行测试，提高对电池电压电阻检测的精准度；
（b）电阻分压法，也称为共模电压法，电阻分压法的基本思想是使用精密电阻网络对每一个电池的正极电压进行分压，通过 AD 采样之后，把结果逐一相减，再得到每一个电池的电压，受电阻精度影响，电阻分压法检测的精度比较低，而且容易产生累积误差，AD 采样的分辨率因为电阻分压而降低，另外由于电阻网络造成串联电池组中每个电池的静态电流不一样，长期下去对电池组的一致性影响比较大，但是采用电阻分压法进行检测可以达到低成本，且快速进行检测的效果；
（c）利用分立器件构建的电压进行电流转换电路，同时配合用于电池组电压检测的芯片进行电压检测，这样得到检测电压，当电池数量较少时可以采用差模电压法，一般采用运放消除电池两端的共模电压，这样可以达到快速对电池电压与电阻进行检测的方法；
（d）将三种不同方法对锂电池进行电压测试得出的数值进行比对，并以此得到最精准的电压测试结果，由于差分放大器输出会有负电压，所以在差分放大器后端，加入一个高精度绝对值处理电路，且绝对值电路均采用0.1%精度的电阻，这样可以最大精准度的得到电压电阻检测结果；
（e）随后再借由于电池通道选择开关，差分放大及绝对值电路，检测电压时，首先通过模拟开关选择相应的电池，经过差分放大器，消除共模电压，再经绝对值处理及滤波，通过 AD 采样，即可得到单体电池的电压值，对电池组电压电阻进行检测，利用MSP43F149单片机进行实际采样，同时借由MAX14752高压模拟开关实现多串锂电池组单体电池电压检测系统的生成，因此本方法的模拟前端只需要两个模块开关，一个差分放大器，一个四通道的精密放大器及少量电阻电容，以此达到可以做到很小的体积，同时成本也很低，并且检测后拥有极高的精准度，对电池组进行检测时，通过使用CAN通信，可以实现电压检测系统的系统级联，为数量众多的串联锂电池组提供单体电压测试。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。