[发明专利]电池管理系统中的电化学阻抗谱

权利要求书

1.一种在可再充电电池的充电和放电期间确定所述电池的健康状态和/或充电状态的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在第一选择频率范围内生成具有第一频率的第一激励信号，所述第一激励信号是连续变化的谐波信号；

(b)在第二选择频率范围内生成具有第二频率的第二激励信号，所述第二激励信号是单频恒定信号，所述第二选择频率范围包括比包括在所述第一选择频率范围中的频率高的频率；

(c)将所述第一激励信号和所述第二激励信号施加到所述可再充电电池；

(d)测量用于所述第一激励信号的第一响应信号和用于所述第二激励信号的第二响应信号；

(e)由所述第一激励信号和所述第二激励信号与它们相应的第一响应信号和第二响应信号之间的比率计算电化学阻抗，以及

(f)通过执行以下中的至少一个确定所述可再充电电池的健康状态和充电状态中的至少一个：(i)计算的电化学阻抗与所述电池的电路模型的比较，和(ii)直接评价电化学阻抗的特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电化学阻抗包括实部和虚部，所述方法还包括以下步骤：

(g)计算所述电化学阻抗的所述实部和所述虚部；其中，确定所述可再充电电池的健康状态和充电状态中的至少一个的步骤包括：

将所述电池的电路模型曲线拟合到计算的电化学阻抗的实部和虚部。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，计算所述电化学阻抗的所述实部和所述虚部的步骤(g)包括在奈奎斯特图中表示所述电化学阻抗的子步骤，以及其中，确定所述可再充电电池的健康状态和充电状态中的至少一个的步骤包括：将所述电池的电路模型曲线拟合到奈奎斯特图。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：(h)计算作为频率的函数的电化学阻抗的幅度；其中，确定所述可再充电电池的健康状态和充电状态中的至少一个的步骤包括：将作为频率的函数的电化学阻抗的幅度曲线拟合到所述电池的电路模型。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

(k)计算作为频率的函数的电化学阻抗的相位；其中，确定所述可再充电电池的健康状态和充电状态中的至少一个的步骤包括：将作为频率的函数的电化学阻抗的相位曲线拟合到所述电池的电路模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一激励信号是电流信号以及所述第二激励信号是电流信号，并且其中，所述第一响应信号和所述第二响应信号是电压信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述可再充电电池中的每个单元或每个单元块确定所述电化学阻抗，并且其中，根据针对每个单元或单元块获得的电化学阻抗，平衡所述单元或单元块。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将能量从具有相对较低的电化学阻抗的单元或单元块移动到具有相对较高的电化学阻抗的单元或单元块来平衡所述单元或单元块。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：

确定所述可再充电电池中的每个单元或每个单元块的容量；以及

通过将能量从具有相对较低的容量和相对较低的电化学阻抗的单元或单元块移动到具有相对较高的容量和相对较高的电化学阻抗的单元或单元块来平衡所述单元或单元块。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可再充电电池包括多个单元，在每个所述单元上测量所述第一响应信号和所述第二响应信号，并且在所述可再充电电池的所有所述多个单元上施加所述第一激励信号和所述第二激励信号。