[发明专利]一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置

说明书

一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，涉及锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量领域。本发明是为了解决现有采用交流阻抗法对锂离子电池的电化学阻抗谱进行测量，该测量方法需要专用的测试设备，测试周期较长，难以实现系统内的集成和在线测量的问题。处理器，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；通过信号发生器得到电压激励信号；开关切换电路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转换电路将电压激励信号转化为电流激励信号；采样电路获得不同区段的响应电压信号；处理器还用于对响应电压信号进行快速傅氏变换，得到阻抗谱。用于测量锂离子电池组阻抗谱。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，属于锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量领域。

背景技术

锂离子电池作为新型的高能化学电源，具有比能量高、湿贮存寿命长、放电电压平坦、充放电效率高、环境友好等一系列特性，这使得锂离子电池在不同应用场合都得到了广泛的关注。

然而，在某些要求系统具有高安全性和可靠性的应用场合，如电动汽车，在轨卫星，应急设备等，需要监控核心能源部件以保证系统正常运行。对于锂离子电池这一对象而言，监控其健康状态是比较难以实现的，因为锂离子电池是一种化学电源，其健康状况主要由内部的电化学参数决定，难以从外部参数直接获得。针对这一问题，国内外很多学者对此进行了大量的研究，研究发现，电池的电化学阻抗谱与电池的寿命及荷电状态有着密切的联系，因此电化学阻抗谱的测量成为了监控锂离子电池健康状态的关键。

当前电化学阻抗谱的测量主要使用交流阻抗法(频域阻抗谱测量方法)，即在电池处于平衡电势的情况下对锂离子电池施加一定频率的电压或者电流激励，在得到几个周期的响应数据后计算该频点下的阻抗。这种方法需要专用的测试设备，测试周期较长，难以实现系统内的集成和在线测量。

发明内容

本发明是为了解决现有采用交流阻抗法对锂离子电池的电化学阻抗谱进行测量，该测量方法需要专用的测试设备，测试周期较长，难以实现系统内的集成和在线测量的问题。现提供一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置。

一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置，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；

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。

本发明的有益效果为：

本申请在硬件采用电路设计，软件上采用时域测量的方式，因而不需要精确控制信号发生的频率，省去了复杂的锁相环等电路，简化了硬件电路。通过部件集成的方式降低了外部环境因素带来的附加误差。