高精度电池内阻检测仪

高精度电池内阻检测仪频法、内阻、容量

1.概述

自国际电工IEEE-1996为蓄电池维护制定了以定期测试内阻

预测蓄电池寿命的标准以来，中国信息产业部邮电工业产品质量监督检验中心对YD/799-2002也

进行了内阻规范的增补。随着国内经济的发展和社会信息的普及、通讯电源、网络供能、动力机

组、发电配电，以及各行各业使用的蓄电池组数量激增。作为后备电源最后一个环节，做到对蓄

电池在线质量状态的准确了解不仅是使蓄电池能够提供稳定后备支持能力的重要保证和依据，而

且有利于蓄电池资源进行优化整合。

2.蓄电池的维护

蓄电池的小概率损坏是当今无

法解决的世界性技术难期。也正因如此对蓄电池进行检测及维护不仅是必要的，也是必须的!

现在比较通用的维护方法是:

第一步:用蓄电池内阻检测仪定期对蓄电池内阻进行检测，

找出可能

容量不足的蓄电池。

第二步:用蓄电池放电测试仪进行容量验证，找出容量

不足的蓄电池。

第三步:对容量不足的蓄电池进行维护或更换。

3.蓄电池测试仪的

比较:

A蓄电池内阻测试仪:

内阻与容量的相关性是:当电池的内阻大于初始值(基

值)的25%时，电池将无法通过容量测试。当电池的内阻大于初始值的2倍时，电池的容量将在其

额定容量的80%以下。基于此推出的蓄电池内阻测试仪主要采用了国际流行的异频法(交流测试

法)测试，通过给蓄电池加一特定交流信号(l)，然后用高性能带通滤波器检测蓄电池内阻上

的压降(U)，R=U/I

推算出蓄电池内阻值。

该方法测试方便，不论蓄电池是否充满

电，均可测试。可以在线测试，也可以离线测试，测试速度快，适于大范围测试。(特别是在线

测试，完全避免了因测试可能造成的蓄电池无法工作，进而导致系统瘫痪的情况发生!)

B.蓄电池放电测试仪:

高精度电池内阻检测仪

保存数据，因此操作也很简便。

c、 及时发现落后电池，在维护人员减少，维护工作量不

断增大的情况下，通过内阻测试可以很快寻找落后电池，提高维护效率,确保系统安全有效运

行。

D、内阻测试是否可以完全取代核对放电测试?

核对放电法即100%C的深度放电，

它具有容量测试准确可靠的优点，因此，仍然是目前世界上检测电池性能的最可靠方法 。核对

放电法即全放电的容量试验，是检测电池容量最直接、最可靠的方法，无论是在线还是离线进行

检测，都必须设置备用电源作为防范措施，以保证系统的安全。

内阻测试可以在线测量，

不会影响系统的正常工作，同时测试花费时间短，日常维护非常方便。

因为，内阻测试是

通过对比整组的电池的内阻差异或跟踪单体电池不同时期的内阻变化的方式，检查蓄电池的老化

程度，所以并不能100%的精确测量容量。但是由于核对放电存在很多缺点(见知识背景C)，所

以，内阻测试可以弥补核对放电检测的缺点，通过对比找出或者预测老化的蓄电池，使得蓄电池

的日常维护十分方便有效，通过寻找落后电池，并结合单体放电测试，大大节省了维护费用，使

后备电源系统更加稳定安全运行。

E、测量内阻使用什么样的方法?

直流测试:利用

蓄电池放电给测试仪器，测量出加在蓄电池内阻上的压降，然后除以放电电流得出蓄电池内阻，

一般的测试电流都很大，达到50A-80A左右。

优点:测试准确、一致性好

缺点:测试

电流大，必须把探头与蓄电池极柱稳定连接，如果接触不好会打出电弧，存在安全隐患。

高精度电池内阻检测仪交流测试:测试仪器会在蓄电池两端加一个已知频率和振幅的交流电压信号，测量出与电压同相

位的交流电流值，其交流电压分量与交流电流的比值即为电池的内阻。

高精度电池内阻检测仪优点:测试方法简

单，不会影响蓄电池的工作状态，也不会产生安全隐患。

缺点:1、存在着易受充电器纹波

电流和其它噪声源干扰的问题。

2、有些设备不能在线(连接充电器和负载，并处于浮充状

态)对由池进行测试

3、使用频玄为60Hz或50Hz的交流测试由流更不可取，因为这是充由

高精度电池内阻检测仪

ON

UFF

OFF

ON

计算程序、电池内阻数据显示程序等。其程序流程图如图

5 所示。

(4)接口电路主要包括显示译码器、八总线缓冲器/驱动

4.5模拟开关导通电阻的变化对测量误差的影响

显示译码器将单片机输出的电池内阻值数据译码，为电压

为便于分析计算，假设图4中的电池电动势E为1.5V模

显示电路提供显示数据。八总线缓冲器/驱动器对电压表

拟开关的导通电阻由常态值0.5Ω增加到0.7Ω(由ADG819的

D转换电路输出的电压数据与单片机输出的电池内阻值数

导通电阻变化曲线可知，当VDD=1.5伏时,导通电阻变化的最

进行选择，使电压表的显示器能够分时分别显示这两种数

大值为0.2日)，电路中其它元件参数保持不变。按上述计算方法

其三态允许端与单片机的控制线相连。

可得电池内阻比实际值减少了0.5mΩ，可见模拟开关的导通电

(5)电阻R和r选用精密金属膜电阻。

阻的变化对测量误差影响很小。从ADG819 的导通电阻变化曲

4.2 硬件组成

线可知，当电源电压U=3V，Us(U)在1V1.5V电压范围内变

电池内阻与模拟开关导通电阻之和约为1Ω，为了保证等

化时，其导通电阻的变化量最大值只有003Ω，此数值是上述

R=+1成立，并且使测试电路具有合适的测试电流，电阻r

分析计算中使用的导通电阻增加值0.2Ω 的3/20。这说明实际

R的阻值分别为99Ω和100Ω。电池内阻测量装置的硬件

模拟开关导通电阻的变化所引起的测量误差比 0.5mΩ 小很

成如图4所示。图4中的MN。

多。综上所述，模拟开关导通电阻的变化对测量误差几乎没

4.3 工作原理

有影响。

单片机复位后，其控制端输出高电平，将模拟开关的控制

5实验测试结果

IN置1,然后连续对电压表进行检测。当检测到电压表有输

电压时，单片机将模拟开关的IN控制端置0则D端与S2

利用作者研制的电池内阻测量装置，对不同型号和新

之间呈断开状态，此时电压表测量所得的电压值为电源的电

度不同的电池进行了测试。部分测试结果见表2。

势E。单片机通过数据总线将数字电压表测量所得的电压数

为了科学地衡量电池内阻测量装置的准确性，分别用传

存入单片机存储器中，然后单片机将模拟开关的IN端置1

的电位差计法和不平衡电桥法对上述同样电池的内阻进

D 端与 S2 端之间呈导通状态。此时电压表测量所得的电压

测试，测试结果也列于表2中。