一種電池內部溫度檢測電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種電池內部溫度檢測電路，其特征在于：它包括待檢測的電池、交流電流源激勵電路、電池電壓檢測電路和相位差計，所述電池兩端分別連接所述交流電流激勵電路和電池電壓檢測電路，所述交流電流激勵電路將含有直流分量的交流電壓信號轉變為交流電流信號后，激勵所述電池；所述電池電壓檢測電路用于檢測所述電池對所述交流電流激勵電路的響應信號；所述交流電流激勵電路的激勵信號輸入所述相位差計，所述電池電壓檢測電路檢測到的響應信號也輸入所述相位差計，經所述相位差計得到所述激勵信號與電池兩極響應信號的相位差值，通過差值算法得到所述電池的內部溫度信息。本實用新型專利技術可以廣泛在電池溫度檢測中應用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種檢測電路，特別是關于一種電池內部溫度檢測電路。
技術介紹
鋰電池現在被廣泛用于移動通訊、車輛、工具等領域，但是鋰電池的安全性一直是人們最關注的焦點，鋰電池的安全性多表現于由于外部或內部的條件而導致的鋰電池溫度失控從而出現電池的安全問題。電池內部溫度的快速變化往往發生在毫秒級到數十秒級的范圍內。電池內部溫度的劇烈變化可能會導致隔膜層的關閉或斷裂，電解液的老化從而加劇釋放更多的熱量，最終導致溫度失控。傳統的電池溫度測量常用外部的溫度計測量電池的表面溫度。一般來說，電池的表面溫度為電池內部溫度的低通濾波的結果，所以很難及時響應電池內部溫度快速變化。根據目前研究表明，電池溫度在70攝氏度，隔膜層一般就可能存在危險，尤其是當電池處于高SOC (荷電狀態)時。
技術實現思路
針對上述問題，本技術的目的是提供一種能及時響應電池內部溫度變化的電池內部溫度檢測電路。為實現上述目的，本技術采取以下技術方案一種電池內部溫度檢測電路，其特征在于它包括待檢測的電池、交流電流激勵電路、電池電壓檢測電路和相位差計，所述電池兩端分別連接所述交流電流激勵電路和電池電壓檢測電路，所述交流電流激勵電路將含有直流分量的交流電壓信號轉變為交流電流信號后，激勵所述電池；所述電池電壓檢測電路用于檢測所述電池對所述交流電流激勵電路的響應信號；所述交流電流激勵電路的激勵信號輸入所述相位差計，所述電池電壓檢測電路檢測到的響應信號也輸入所述相位差計，經所述相位差計得到所述激勵信號與電池兩極響應信號的相位差值，通過差值算法得到所述電池的內部溫度信息。所述交流電流激勵電路包括含有直流分量的交流電流激勵源、放大器、三極管和電阻，所述交流電流激勵源輸出端分別連接所述放大器的負向輸入端和所述相位差計的一個輸入端；所述放大器的輸出端連接所述三極管基極，集電極連接所述電池正極，發射極與所述放大器正向輸入端并聯后，經所述電阻接地；所述電池負極接地。所述電池電壓檢測電路包括隔直電容和緩沖放大器，所述隔直電容一端連接所述電池正極，另一端連接所述緩沖放大器，將所述電池響應電壓信號濾除直流分量后，經所述放大器輸入所述相位差計中。所述三極管采用NM0SFET管或NPN型管。一種基于上述檢測電路的電池內部溫度檢測方法，其包括以下步驟1)建立相位差與電池內部溫度的關系查詢表(1)將待檢測的電池接入電池內部溫度檢測電路，并放入溫控箱內，準備檢測；(2)將電池在溫控箱內放置一段時間，使得電池表面溫度與電池內部溫度一致；(3)由交流電流激勵電路在電池兩端加載交流電流，并將該交流電流輸入相位差計；(4)通過電池電壓檢測電路檢測被測電池兩端的頻率信號，并將該頻率信號傳輸至相位差計；(5)由相位差計對加載交流電流和電池兩端的頻率信號進行相位差計算，得至IJ相位差，并記錄當前溫度；(6)判斷所有溫度采集點是否完成，若完成，則生成相位與電池內部溫度的關系查詢表；反之，則改變溫控箱溫度，返回所述步驟(I)重新檢測；2)由交流電流激勵電路加載交流電流到待檢測電池，電池在放電或充電過程中每隔一段時間檢測一次相位差，然后根據相位與電池內部溫度查詢表、差值算法和測得的相位差得到當前電池內部溫度。本技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點本技術由于采用直接通過測量和計算電池的特性來得到電池的溫度，此溫度與傳統的外置式溫度計相比能夠更快的預知電池的溫度，從而提前預測電池的安全狀態避免危險的發生以及避免電池受到損害，提升電池的健康度。本技術可以廣泛在電池溫度檢測中應用。附圖說明圖I是本技術的檢測電路整體結構示意圖；圖2是本技術的檢測電路整體電路原理不意圖；圖3是本技術建立相位與電池內部溫度關系查詢表的流程示意圖；圖4是本技術在電池陽極特性頻率范圍為40 IOOHz時，電池陽極相移與溫度的關系曲線圖圖5是本技術在電池陰極特性頻率范圍為10 30Hz時，電池陰極相移與溫度的關系曲線圖。具體實施方式本技術是基于鋰電池陽極和陰極對于具體頻率信號響應的相移隨電池溫度變化的對應關系，而實時測量電池相移，進而預測電池內部溫度的檢測方法。以下結合附圖和實施例對本技術進行詳細的描述。如圖I、圖2所示，本技術的電池內部溫度檢測電路包括待檢測的電池I、交流電流激勵電路2、電池電壓檢測電路3和相位差計4，電池I兩端分別連接交流電流激勵電路2和電池電壓檢測電路3，交流電流激勵電路2將含有直流分量的交流電壓信號轉變為交流電流信號后，激勵電池I ;電池電壓檢測電路3用于檢測電池I對交流電流激勵電路2的響應信號。交流電流激勵電路2的激勵信號輸入相位差計4，電池電壓檢測電路3檢測到的響應信號也輸入相位差計4，經相位差計4進行相位差運算后，得到激勵信號與電池I兩極響應信號的相位差值，通過現有技術中的差值算法即可得到電池I的內部溫度信息。上述實施例中，如圖2所示，交流電流激勵電路2包括含有直流分量的交流電流激勵源5、放大器A0、三極管QO和電阻R0，交流電流激勵源5輸出端分別連接放大器AO的負向輸入端和相位差計4的一個輸入端；放大器AO的輸出端連接三極管QO基極,三極管QO集電極連接電池I正極，三極管QO發射極與放大器AO正向輸入端并聯后，經電阻RO接地。其中，電池I負極接地。放大器A0，三極管QO及電阻RO構成負反饋電路，放大器AO根據正向輸入端輸入的電阻RO反饋量，與放大器AO負向輸入端輸入的交流信號源比較后,輸出調節三極管QO的導通量，以實現輸出穩定的交流電流。上述各實施例中，如圖2所示，電池電壓檢測電路3包括隔直電容CO和緩沖放大器UO，隔直電容CO —端連接電池I正極，另一端連接緩沖放大器U0，將電池I響應電壓信號濾除直流分量后，經放大器UO將信號放大，然后輸入相位差計4中。上述各實施例中，三極管QO可以采用NM0SFET管或NPN型管。如圖3所示，本技術的電池內部溫度檢測方法包括以下步驟I)建立相位差與電池內部溫度的關系查詢表(I)將待檢測的電池接入電池內部溫度檢測電路，并放入溫控箱內，準備檢測；(2)將電池在溫控箱內放置一段時間，以確保電池處于穩定的溫度環境，使得電池表面溫度與電池內部溫度一致；其中，電池放置時間是由電池的體積及溫控箱的控溫能力決定。(3)當電池表面溫度與電池內部溫度一致時，由交流電流激勵電路在電池兩端加載交流電流，并將該交流電流輸入相位差計；(4)通過電池電壓檢測電路檢測被測電池兩端的頻率信號，并將該頻率信號傳輸至相位差計；(5)由相位差計對加載交流電流和電池兩端的頻率信號進行相位差計算，得到相位差，并記錄當前溫度；(6)判斷所有溫度采集點是否完成，若完成，則生成相位與電池內部溫度的關系查詢表；反之，則改變溫控箱溫度，返回步驟(I)重新檢測。2)由交流電流激勵電路加載交流電流到待檢測電池，電池在放電或充電過程中每隔一段時間檢測一次相位差，然后根據步驟I)中的相位與電池內部溫度查詢表、差值算法和測得的相位差得到當前電池內部溫度。綜上所述，本技術是通過在電池陽極及陰極之間加載不同頻率的電流信號，從而得到電池對激勵信號的響應，即電池陽極與陰極的電壓隨在陽極與陰極間加載的電流信號而產生的變化。由于電池的兩極對各自特征頻率的激勵信號的響應都本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池內部溫度檢測電路，其特征在于：它包括待檢測的電池、交流電流激勵電路、電池電壓檢測電路和相位差計，所述電池兩端分別連接所述交流電流激勵電路和電池電壓檢測電路，所述交流電流激勵電路將含有直流分量的交流電壓信號轉變為交流電流信號后，激勵所述電池；所述電池電壓檢測電路用于檢測所述電池對所述交流電流激勵電路的響應信號；所述交流電流激勵電路的激勵信號輸入所述相位差計，所述電池電壓檢測電路檢測到的響應信號也輸入所述相位差計，經所述相位差計得到所述激勵信號與電池兩極響應信號的相位差值，通過差值算法得到所述電池的內部溫度信息。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴久蓮，
申請(專利權)人：上海福睿電子科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：