[发明专利]一种电池阻抗快速测量方法及系统

说明书

本发明涉及一种电池阻抗快速测量方法及系统，该方法包括以下步骤：1)确定用于阻抗测量的激励电流形式、幅值和偏置；2)确定待测阻抗对应的频率f；3)依据待测阻抗的最高频率，确定信号的采样频率f_sample；4)采用确定后的激励电流对待测电池进行充放电；5)以扫描频率f_scan在不同电池电压和电流通道间进行扫描以采集得到n个待测电池的端电压和电流序列；6)进行重新同步；7)进行时频分析得到不同频率下的复系数，并且计算每个电池在不同频率下的阻抗，与现有技术相比，本发明具有测量速度快、实现成本低等优点。

技术领域

本发明涉及电池信息管理领域，尤其是涉及一种电池阻抗快速测量方法及系统。

背景技术

无论是对蓄电池还是燃料电池，阻抗都是电池的重要特征，大量研究表明，对于大规模使用的锂离子电池，基于阻抗可以实现其内部荷电状态、老化状态、温度等状态估计，以及内短路、析锂、过充、过放等诊断，如文献LEE J H,CHOI W.Novel State-of-ChargeEstimation Method for Lithium Polymer Batteries Using ElectrochemicalImpedance Spectroscopy[J].Journal of Power Electronics,2011,11(2):237-243.、GALEOTTI M,CINA L,GIAMMANCO C,et al.Performance analysis and SOH(state ofhealth)evaluation of lithium polymer batteries through electrochemicalimpedance spectroscopy[J].Energy,2015,89(678-686).和ZHU J G,SUN Z C,WEI X Z,et al.A new lithium-ion battery internal temperature on-line estimate methodbased on electrochemical impedance spectroscopy measurement[J].Journal ofPower Sources,2015,274(990-1004)；对于氢燃料电池，采用阻抗也可实现内部水含量进行估计和诊断，因此，对于锂离子电池和氢燃料电池的应用场合，特别是新能源汽车应用场合，快速、准确地测得阻抗对精准、高效的电池管理和控制具有非常重要的意义。

在阻抗快速测量方法方面，中国专利：一种车载电池阻抗快速测量方法201710168684X，公开了一种利用小波变换在阶跃信号作用下进行电池阻抗快速测量的方法。由于采用的Morlet小波变换没有加速计算方法，使得基于该发明的阻抗测量方法不得不对电压和电流进行总计2次傅里叶变换和2次傅里叶逆变换，大大增加了计算复杂度，对于阻抗测量计算速度方面仍有欠缺。

在阻抗快速测量系统方面，中国专利：电池阻抗检测系统、设备及方法和电池单元阻抗谱测量系统，虽然给出了电池单元的电池单体阻抗测量装置和方法，但是在实现实车应用时有以下几点不足：

(1)所引用的发明中有关电流激励的装置只能逐次分别作用在电池单元两端施加激励电流，具体实现时需要进行电气开关切换，增加了系统成本、降低了系统可靠性；

(2)所引用的发明中对激励下响应电压的测量每次只能进行一个电池单元响应电压测量，且需要与激励装置同步切换至不同电池单元。

另外，中国专利一种车载蓄电池组电池单体阻抗测量装置及方法，借助于多通道同步采样方案，可以消除多个电池电压的采样之间的时延，但是在信号采样部分使用了多个差分放大器和同步采样模数转换器提高了系统的实现成本。可见，其在高效、低成本阻抗快速测量系统方面仍有不足。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电池阻抗快速测量方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：