本实用新型涉及锂电池性能参数测量领域，具体涉及一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置。
背景技术：
随着电子技术的发展，锂电池的应用范围越来越广泛，尤其是在光伏发电领域，在一些偏僻地区，只能依靠自然资源为通电设备供电，但是在夜晚和一些其他的情况下，光伏电池无法为用电设备进行供电，此时就需要有储能功能的锂电池来为供电设备进行供电。
为了更好的维护锂电池以及准确估算锂电池的剩余电量，目前采用最广泛的就是建立锂电池的等效电路模型，通过可测得的电池充放电电流以及端电压，对等效电路模型中的未知参数进行辨识。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，利用arm控制模块对模型参数进行自动辨识，避免了手动操作的失误。
用于实现上述目的的技术方案是：一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是包括：锂电池、充电模块、负载、数据采集模块、信号调理模块、arm控制模块、开关驱动模块和串口通信与显示模块；其中数据采集模块与锂电池相连接，采集锂电池的充放电电流和端电压；数据采集模块将采集到的锂电池充放电电流和端电压，经过信号调理电路传输到arm控制模块，信号调理模块对采集到的锂电池充放电电流和端电压进行处理，最后arm控制模块将采集到的锂电池充放电电流和端电压通过can总线协议通过串口通信与显示模块进行通信和显示；充电模块和负载分别通过两路继电器k充、k放与锂电池相连接；arm控制模块与开关驱动模块相连接，通过开关驱动模块来控制两路继电器k充、k放的开通与关断，完成锂电池的充放电过程，从而完成hppc实验，以实现锂电池等效电路模型参数的辨识。
一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是数据采集模块包括锂电池充放电电流采样模块和锂电池端电压采样模块；
锂电池充放电电流采样模块采用具有双向电流检测功能acs712电流传感器对锂电池的直流、双向电流进行实时检测；
锂电池端电压采样模块采用采样电阻加电压跟随器的组合方式，实现端电压的采样，将锂电池端电压分压后采样到arm控制模块。
一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是将锂电池电压容量百分表预置在arm控制模块中，锂电池容量每变化10％，就进行一次hppc实验，根据所测锂电池充放电电流和端电压数据，对锂电池等效电路模型参数进行辨识。
一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是锂电池处于充电状态下，arm控制器根据锂电池电压容量百分表，每当容量增加10％，arm控制模块控制开关驱动模块，断开k充，实时记录40s内锂电池端电压的变化，根据电压变化曲线图，对充电状态下的锂电池等效电路模型参数进行辨识，重复此操作，直至电池电量增加到100％。
一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是锂电池处于放电状态下，arm控制模块根据锂电池电压容量百分表，每当容量减小10％，arm控制模块控制开关驱动模块，断开k放，实时记录40s内锂电池端电压的变化，根据电压变化曲线图，对放电状态下的锂电池等效电路模型参数进行辨识，重复此操作，直至电池电量减小到0％。
附图说明
图1是本实用新型的整体系统原理框图。
图2锂电池二阶rc等效电路模型。
图3是锂电池电压容量百分比。
图4是本实用新型的双向电流检测电路图。
图5是本实用新型的端电压检测电路图。
图6是锂电池hppc电压曲线。
具体实施方式
以下将结合说明书附图对本实用新型的内容作进一步说明。
如图1所示，本实用新型是一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，包括八部分：锂电池、充电模块、负载、数据采集模块、信号调理模块、arm控制模块、开关驱动模块、串口通信与显示模块。
本实用新型的数据采集模块可以采集锂电池的充放电电流和锂电池端电压，通过数据采集模块和信号调理模块，将采集到的数据传递到arm控制模块的ad模数转换接口，通过串口通信，显示采样到的锂电池电压、电流。
本实用新型的信号调理模块包括两部分：电压信号调理模块和电流信号调理模块。信号调理模块的作用就是对采集到的电压电流信息进行处理，以达到arm控制模块中ad模数转换模块的电压标准。
如图4所示，是本实用新型的双向电流检测电路。电流采样模块采用的是acs712电流传感器，该传感器可以对电池的电流进行实时检测，结合信号调理模块，有利于模型参数辨识精度的提高；可以实时检测电池的充放电电流，可以检测直流、双向电流，其中，r3、r4并联作为采样电阻，提高采样精度，并且并联单个电阻阻值可以降低，单个电阻发热也降低，系统的散热效果也可提高。arm控制模块根据采样到的u4，通过公式计算出电池的充放电电流iin:
如图5所示，是本实用新型的端电压检测电路，采用采样电阻加电压跟随器的组合方式，实现端电压的采样。可以实时检测电池的端电压，采样电阻r1、r2连接到锂电池和地之间，将锂电池端电压分压后采样到arm控制模块。arm控制模块根据采样到的u5，通过公式计算出电池的端电压uocv:
如图3所示，是本实用新型实验所用的锂电池电压容量百分比，无论是充电还是放电，每当电池电压容量变化10％，arm控制模块通过驱动电路来控制继电器的开断，继电器的开断持续时间为40s，实时记录这一时段的电池端电压变化。
本实用新型是在已知锂电池等效电路模型的条件下，对模型中的未知参数进行辨识，如图2所示，是本实用新型所采用的电池等效电路模型—二阶rc等效电路模型，模型中需要辨识的参数有欧姆内阻r0，极化电阻rc、rs，极化电容cc、cs。
如图6所示，是本实用新型hppc实验电压曲线。将锂电池电压容量百分表预置在arm控制模块中，电池容量每变化10％，就进行一次hppc实验，根据所测电压电流数据，对电池等效电路模型参数进行辨识，可以研究电池电压不同容量百分比和电池模型内部参数的关系，为后续研究锂电池soc估计奠定基础。
锂电池处于充电状态下，arm控制器根据锂电池电压容量百分表，每当容量增加10％，arm控制模块控制开关驱动模块，断开k充，实时记录40s内锂电池端电压的变化。根据电压变化曲线图，对充电状态下的电池等效电路模型参数进行辨识。重复此操作，直至电池电量增加到100％。
锂电池处于放电状态下，arm控制模块根据锂电池电压容量百分表，每当容量减小10％，arm控制模块控制开关驱动模块，断开k放，实时记录40s内锂电池端电压的变化。根据电压变化曲线图，对放电状态下的电池等效电路模型参数进行辨识。重复此操作，直至电池电量减小到0％。
本实用新型对电池充放电两种工作状态下的电池等效电路模型参数分别进行辨识。不同的工作状态对应不同的电池等效电路模型。电池充电状态下，由于本实用新型中锂电池应用于太阳能供电系统，充电方式是脉冲充电，可以改变脉冲频率，研究不同频率下，电池等效电路模型内部参数和充电电流频率之间的关系。
本实用新型在电池放电状态，可以改变放电电流的大小，研究不同放电倍率下，电池等效电路模型内部参数和电池放电倍率之间的关系。
本实用新型中的arm控制系统根据系统中预置的电池电压容量百分比，控制继电器，进而控制电池的充放电，完成hppc实验，分别记录充放电瞬间以后40s内电池端电压，即图5所示的电压变化曲线。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，基于本实用新型思想的改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
1.一种基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是包括：锂电池、充电模块、负载、数据采集模块、信号调理模块、arm控制模块、开关驱动模块、串口通信与显示模块；其中数据采集模块与锂电池相连接，采集锂电池的充放电电流和端电压；数据采集模块将采集到的锂电池充放电电流和端电压，经过信号调理电路传输到arm控制模块，信号调理模块对采集到的锂电池充放电电流和端电压进行处理，最后arm控制模块将采集到的锂电池充放电电流和端电压通过can总线协议通过串口通信与显示模块进行通信和显示；充电模块和负载分别通过两路继电器k充、k放与锂电池相连接；arm控制模块与开关驱动模块相连接，通过开关驱动模块来控制两路继电器k充、k放的开通与关断，完成锂电池的充放电过程，从而完成hppc实验，以实现锂电池等效电路模型参数的辨识。
2.如权利要求1所述的基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是数据采集模块包括锂电池充放电电流采样模块和锂电池端电压采样模块；
锂电池充放电电流采样模块采用具有双向电流检测功能acs712电流传感器对锂电池的直流、双向电流进行实时检测；
锂电池端电压采样模块采用采样电阻加电压跟随器的组合方式，实现端电压的采样，将锂电池端电压分压后采样到arm控制模块。
3.如权利要求1所述的基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是将锂电池电压容量百分表预置在arm控制模块中，锂电池容量每变化10％，就进行一次hppc实验，根据所测锂电池充放电电流和端电压数据，对锂电池等效电路模型参数进行辨识。
4.如权利要求3所述的基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是锂电池处于充电状态下，arm控制器根据锂电池电压容量百分表，每当容量增加10％，arm控制模块控制开关驱动模块，断开k充，实时记录40s内锂电池端电压的变化，根据电压变化曲线图，对充电状态下的锂电池等效电路模型参数进行辨识，重复此操作，直至电池电量增加到100％。
5.如权利要求3所述的基于arm的锂电池等效电路模型参数辨识装置，其特征是锂电池处于放电状态下，arm控制模块根据锂电池电压容量百分表，每当容量减小10％，arm控制模块控制开关驱动模块，断开k放，实时记录40s内锂电池端电压的变化，根据电压变化曲线图，对放电状态下的锂电池等效电路模型参数进行辨识，重复此操作，直至电池电量减小到0％。
技术总结