[发明专利]用于动力电池的交流阻抗测试系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于动力电池的交流阻抗测试系统，包括交流信号单元、功率放大单元、隔直电容、采样单元和数据处理单元。交流信号单元用于产生基础交流信号。功率放大单元用于放大基础交流信号并输出放大交流信号。功率放大单元、隔直电容和动力电池连接为回路，从而向动力电池注入放大交流信号。采样单元用于对功率放大单元端的交流电压和交流电流进行采样并输出对应的采样信号。数据处理单元用于根据采样信号进行数据处理、基于欧姆定律而得到动力电池的交流阻抗。本发明方案简单、测试方便，易于实现，准确度高，还以可避免对动力电池造成损害。

技术领域

本发明涉及动力电池阻抗测试领域，具体涉及一种用于动力电池的交流阻抗测试系统和方法。

背景技术

随着环境的日益恶化和石油资源的紧缺，汽车产业不断在调整。电动汽车因其污染小，更环保、噪音小等优点成为目前备受欢迎的新能源汽车。而新能源汽车的核心就是动力电池，汽车动力电池的电压通常为几十伏至几百伏之间，容量在几十AH至几百AH，故很难通过单体电池完成。因此，汽车动力电池通常是将多节电压等级和容量一致的单体电池通过串并联组成电池组供给汽车使用。组成电池组的单体电池要求除电压等级和容量一致要求外，电池阻抗也需尽可能一致，因此快速准确测量动力电池阻抗成为目前研究电池变化的关键问题。

目前电池阻抗的测试方法主要有直流测试法，交流测试法及时域直流脉冲测试法等。直流测试法需让电池在短时间内强制通过一个很大的电流，测量此时电池两端的电压，继而通过公式计算电池阻抗。该方法由于电池通过大电流时，电极极化，会产生极化内阻，故测量时间必须很短，否则测出阻抗值误差偏大。此外，大电流通过电池会对电池内部电极有一定的损伤从而减少电池寿命。交流测试法则是通过恒压源或恒流源产生小幅值的正弦波信号注入电池，滤除干扰后，测量出电池两端的电压响应信号和两者间的相位差，即可得出电池的交流阻抗。该方法无需对电池进行放电，所以不会对电池的性能产生影响，可实现电池阻抗的在线检测，测量结果的精确度受纹波电流等影响，因此要求测试设备需具备一定的抗干扰能力。而时域脉冲测试法则是根据脉冲前后电池电压的升降通过欧姆定律计算得出电池欧姆内阻，而动力电池容量通常较大，为了得到明显的电压变化则需通过大电流，受设备中接触器的开关时间限制，会引入较大的测量误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种方案简单、易于实现、误差较小、避免对动力电池造成损害、能够灵活进行测试的用于动力电池的交流阻抗测试系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于动力电池的交流阻抗测试系统，用于对动力电池进行交流阻抗测试，所述用于动力电池的交流阻抗测试系统包括：

交流信号单元，所述交流信号单元用于产生基础交流信号；

功率放大单元，所述功率放大单元与所述交流信号单元相连接，用于放大所述基础交流信号并输出放大交流信号；

隔直电容，所述功率放大单元、所述隔直电容和所述动力电池连接为回路，从而向所述动力电池注入所述放大交流信号；

采样单元，所述采样单元用于对所述功率放大单元端的交流电压和交流电流进行采样并输出对应的采样信号；

数据处理单元，所述数据处理单元与所述采样单元相连接，用于根据所述采样信号进行数据处理而得到所述动力电池的交流阻抗。

优选的，所述交流信号单元用于产生频率可调的所述基础交流信号。

优选的，所述功率放大单元包括开关功率放大器以及控制所述开关功率放大器的控制系统。

优选的，所述开关功率放大器采用半桥、全桥或多电平拓扑。