去年的上半年，刚开始看到杜老哥的博客，里面畅谈了国内模拟电路设计领域的种种问题，引起了我的无限感慨。本以为变换了公司，变换了职位，已经无从去接触这个领域；不过事情总是有峰回路转的，由于目前涉及到了锂电池的这个领域，有着很多待发展的空间，常规的电池管理（监控电压，电流和温度，估算SOC不谈）以外，关于电池分组和内阻和容量的测量是有着较为可整理的内容。想写这个主题的一系列文章，是想把一些相关的背景知识，测量原理，方案设计和细节的内容都梳理清楚，由于本人已经比较难凑到设备去调试，只好根据可考据的文献和设计指南上东西把这些整理出来。

以前的电池的内阻问题的由来

   很多工程师接触到的电池模型都是2R+C的模型：

    很多的研究证明，在以前的电池容量衰减（见铅酸电池容量衰减快一些，镍氢和锂电池相对要慢一些）的同时内阻上升极大的阻碍了电池的使用。在我们电池大部分的使用过程中，整个电池如同一个浴缸，两个极柱犹如两个很大的量杯，把电能掏出来。如果极柱内阻上升等于量杯的容积减少了，对于需要进行启动或者短时间释放大电流的应用而言，电池等于失去了作用。

随着电池的发展，特别是锂电池两极的发展，使得极柱内阻（本身就很小）变化并不大，很大的一部分失效就变成了电池容量，正负极柱容量的衰减引起的问题了（此问题以后在文献的支持下进行阐述，今天学到了不少的东西）。

因此，可以看出在以前的电池使用中，内阻变成了其中重要的SOH的表征，一般有车上的在线监测方法（电池管理系统）或者采用离线方法（阻抗测试仪）。在铅酸电池中，ADI的测量系统市场占有率较高的。这在有篇博文中已经提到过了，可采用放电时候电流电压进行测量。

可采用集成芯片方案

还有一种方法，就是测电导:

这里再次整理一下如何进行电池内阻的测量原理(这段首先借鉴前面写的文章)

直流电阻：通过对电池进行瞬间大电流放电，测量电池上的瞬间电压降，通过欧姆定律计算出电池内阻。

交流阻抗：电池按照特性等效于一个有源电阻，因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流（1KHZ频率及以下，50mA左右的激励小电流），对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。

从原理上而言（参考文献为蓄电池内阻测量技术的分析）： 当使用受控电流时，ΔI = Imax Sin(2πft),产生的电压响应为：

ΔV = Vmax Sin(2πft + φ)  

也可以考虑使用受控电压激励，ΔV = Vmax Sin(2πft),产生的电流响应为： ΔI = Vmax Sin(2πft - φ)  

以上的两种情况的阻抗均为：  

电池阻抗是与频率有关的复阻抗，其模 |Z|= Vmax/Imax, 相角为φ。 一般情况下激励引起的电压幅值变化小于10mV，这样能保证阻抗测量的线性。从理论上讲，向电池馈入一个交流电流信号，测量由此信号产生的电压变化即可测得电池的内阻。 R = Vav / Iav 式中 Vav----为检测到交流信号的平均值；Iav ---- 为馈入交流信号的平均值

    周三一天参加了一位资深的电池方面的电化学专家的介绍会议，看样子，在锂电池这个领域，技术的发展已经把内阻的问题解决了，容量衰减的问题到成了问题的关键了。对此话题可能还是基于以前的研究基础，但是对于未来的设计可能用处并不是想象的那么大了。工艺在发展，国内需加油啊。

参考文章：

（SAE）

Evidence Theory Based Automotive Battery Health Monitoring

Automotive smart battery with state of health conductance testing and monitoring technology (onGUARD(Registered))

On-Board Battery Condition Diagnostics Based on Mathematical Modelling of an Engine Starting System

其他论文

Life diagnosis apparatus for automotive battery

Study about Lithium Battery's Characteristics

Discrimination of Battery Characteristics Using DischargingCharging Voltage Pattern Recognition

Failure modes of valve-regulated leadacid batteries

Standby VRLA Battery Reserve Life Estimation