[发明专利]一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置

权利要求书

1.一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，其特征在于，所述装置包括处理器(1)、信号发生器(2)、V-I转换电路(3)、开关切换电路(4)和采样电路(5)，

处理器(1)，用于将各频率的正弦波进行分组，将分组后的各频率的正弦波分别加载到最低频正弦信号的不同区段；

以频率为ω₀的正弦基波为基础，从ω₁到ω_n分为m组，分别叠加在频率为ω₀的正弦基波的t_1s～t_1e,t_2s～t_2e……t_ms～t_me段；所述ω₀表示第1个正弦波的频率，ω₁表示第2个正弦波的频率，ω_n表示第n+1个正弦波的频率；

信号发生器(2)，用于得到加载后的不同区段的电压激励信号；

处理器(1)，还用于控制开关切换电路(4)的切换；

开关切换电路(4)，用于对不同锂离子电池单体进行切换，使切换选择的锂离子电池单体接收不同区段的电流激励信号；

V-I转换电路(3)，用于将所述的不同区段的电压激励信号分别转化为电流激励信号；

采样电路(5)，用于从切换选择的锂离子电池单体上获得不同区段的响应电压信号；

处理器(1)，还用于对获得的不同区段的响应电压信号进行快速傅氏变换，得到该锂离子电池单体不同区段的电压向量，通过该电压向量和V-I转换电路(3)得到的电流激励信号，获得各频率下的阻抗，对各频率下的阻抗进行拟合，从而得到各激励信号下的锂离子电池单体的阻抗谱。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，其特征在于，V-I转换电路(3)包括电阻R1-R12、电阻Rs、二极管D1-D2、三极管Q1-Q2和运算放大器U1-U3，

信号发生器(2)的电压激励信号输出端同时连接电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接电源地，电阻R6的另一端同时连接运算放大器U1的反相输入端、电阻R9的一端和电阻R8的一端，运算放大器U1的同相输入端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电源地，

运算放大器U1的正电源端同时连接+15V供电电源、电阻R1的一端和电阻R3的一端，电阻R1的另一端同时连接二极管D1的正极和三极管Q1的基极，二极管D1的负极同时连接运算放大器U1的输出端和二极管D2的正极，二极管D2的负极同时连接电阻R2的一端和三极管Q2的基极，电阻R2的另一端同时连接运算放大器U1的负电源端、15V供电电源和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极同时连接三极管Q1的发射极、电阻R8的另一端和电阻Rs的一端，三极管Q1的集电极连接电阻R3的另一端，

电阻Rs的另一端同时连接电阻R12的一端和运算放大器U3的同相输入端，运算放大器U3的反相输入端同时连接运算放大器U3的输出端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端同时连接电阻R10的一端和运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U2的同相输出端连接电源地，电阻R10的另一端同时连接运算放大器U2的输出端和电阻R9的另一端，

电阻R12的另一端和接地线均连接锂离子电池组(6)。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，其特征在于，开关切换电路(4)包括n对对顶MOS管，

V-I转换电路(3)电流激励信号的正极输出端同时连接n个对顶MOS管的一端，V-I转换电路(3)电流激励信号的负极输出端同时连接另外的n个对顶MOS管的一端，每对对顶MOS管的另一端之间串联一个锂离子电池单体，n个锂离子电池单体串联。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，其特征在于，采样电路(5)从每个锂离子电池单体两端采集该锂离子电池单体的响应电压。

5.根据权利要求2所述的一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，其特征在于，V-I转换电路(3)输出的激励电流I_out为：

式中，V_in为V-I转换电路输入的激励电压，R_S为电阻Rs的电阻值。