电池动态电化学阻抗谱的测试装置制造方法及图纸

本申请提供一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置。所述测试装置包括第一控制器、动态工况发生器、交变电流发生器、交变电压采集器、时钟同步发生器和处理器。所述时钟同步发生器将所述交变电流发生器和所述交变电压采集器进行时钟同步。所述第一控制器控制所述交变电流发生器发送测试交流信号。所述交变电压采集器采集交流电压信号。所述处理器根据所述测试交流信号和所述交流电压信号计算待测电池的动态电化学阻抗谱。所述测试装置通过向所述待测电池和参照电池设置相同的动态工况并采集所述待测电池和所述参照电池之间的交流电压信号，降低了由于电池输入输出非线性和多因素耦合造成的误差，进而提高所述待测电池的动态电化学阻抗谱的测量精度。

A Test Device for Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy of Batteries

This application provides a test device for dynamic electrochemical impedance spectroscopy of batteries. The test device comprises a first controller, a dynamic working condition generator, an alternating current generator, an alternating voltage collector, a clock synchronization generator and a processor. The clock synchronization generator synchronizes the alternating current generator and the alternating voltage collector. The first controller controls the alternating current generator to send a test AC signal. The alternating voltage collector collects alternating voltage signals. The processor calculates the dynamic electrochemical impedance spectrum of the battery to be tested according to the test AC signal and the AC voltage signal. By setting the same dynamic condition to the battery to be tested and the reference battery and collecting the AC voltage signal between the battery to be tested and the reference battery, the test device reduces the error caused by the non-linearity of the input and output of the battery and the multi-factor coupling, thereby improving the measurement accuracy of the dynamic electrochemical impedance spectrum of the battery to be measured.

【技术实现步骤摘要】
电池动态电化学阻抗谱的测试装置
本申请涉及电池测试领域，特别是涉及一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置。
技术介绍
电池电化学阻抗谱测量是对电池阻抗分解，获取电池健康状态的重要手段。随着电池应用领域的推广和使用寿命的延长，通过电化学阻抗谱获取电池老化信息，成为电池继续应用工况设定和梯次利用检测的重要手段。当前对电池电化学阻抗谱的测量主要集中在电池静态工况下的电化学阻抗测量。然而，已有研究表明，即使电池在相同健康状态、相同荷电状态，电池在充电过程中的电化学阻抗与放电过程中的电化学阻抗也不相同，即电池在实际使用过程中，动态电化学阻抗谱才是反映电池在当前工况下电化学阻抗的更可靠手段。目前，对电池动态电化学阻抗谱的测量仍然采用与传统静态电化学阻抗谱测量相同的方法，测量精度较差。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有电池动态化学阻抗谱的测量精度差的问题，提供一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置。一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置，包括：第一控制器；动态工况发生器，与所述第一控制器电连接，所述第一控制器控制所述动态工况发生器发送工况信号；交变电流发生器，与所述第一控制器电连接，所述第一控制器控制所述交变电流发生器产生测试电流信号；交变电压采集器，与所述第一控制器电连接，所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集交流电压信号；时钟同步发生器，分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于将所述交变电流发生器和所述交变电压采集器进行时钟同步；以及处理器，分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于计算待测电池的动态电化学阻抗谱。在其中一个实施例中，所述时钟同步发生器与所述动态工况发生器电连接，用于将所述动态工况发生器和所述交变电流发生器进行钟同步。在其中一个实施例中，还包括：第二控制器，与所述第一控制器电连接，用于向所述第一控制器发送动态工况参数或电化学阻抗谱测量参数。在其中一个实施例中，还包括：显示器，与所述处理器电连接，用于实时显示测量得到的动态电化学阻抗谱。在其中一个实施例中，所述时钟同步发生器包括：第一振荡器，分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于将所述交变电流发生器和所述交变电压采集器进行时钟同步；以及第二振荡器，分别与所述动态工况发生器和所述交变电流发生器电连接，用于将所述动态工况发生器和所述交变电流发生器进行钟同步。在其中一个实施例中，所述处理器包括:获取单元，分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于获取所述测试电流信号和所述交流电压信号；以及计算单元，与所述获取单元电连接，用于计算待测电池的动态电化学阻抗谱。在其中一个实施例中，所述测试电流信号的频率范围为0.1mHz-1MHz，所述测试电流信号的振幅为0.02C-0.5C。在其中一个实施例中，当需要测量待测电池的电化学阻抗时，所述动态工况发生器分别向所述待测电池和参照电池施加相同的充电电流或放电电流。在其中一个实施例中，所述待测电池为铅酸蓄电池、镍镉蓄电池或锂蓄电池中的一种。一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置，包括：第一控制器；动态工况发生器，与所述第一控制器电连接，所述第一控制器控制所述动态工况发生器发送工况信号；电池模拟器，与所述动态工况发生器电连接，所述动态工况发生器向所述电池模拟器施加充电电流或放电电流；交变电流发生器，与所述第一控制器电连接，所述第一控制器控制所述交变电流发生器产生测试电流信号；交变电压采集器，与所述第一控制器电连接，所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集交流电压信号；时钟同步发生器，分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于将所述交变电流发生器和所述交变电压采集器进行时钟同步；以及处理器，分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于计算待测电池的动态电化学阻抗谱。本申请提供一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置。所述电池动态电化学阻抗谱的测试装置包括第一控制器、动态工况发生器、交变电流发生器、交变电压采集器、时钟同步发生器和处理器。所述第一控制器控制所述动态工况发生器施加动态工况。所述时钟同步发生器分别与所述交变电流发生器和所述交变电压采集器电连接，用于将所述交变电流发生器和所述交变电压采集器进行时钟同步。所述第一控制器控制所述交变电流发生器发送测试交流信号。所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集交流电压信号。所述处理器根据所述测试交流信号和所述交流电压信号计算待测电池的动态电化学阻抗谱。所述测试装置通过向所述待测电池和参照电池设置相同的动态工况并采集所述待测电池和所述参照电池之间的交流电压信号，可以降低由于电池输入输出非线性和多因素耦合造成的误差，进而提高所述待测电池的动态电化学阻抗谱的测量精度。附图说明图1为本申请一个实施例提供的电池动态电化学阻抗谱的测试装置结构图；图2为本申请一个实施例提供的电池动态电化学阻抗谱的测试装置结构图；图3为本申请一个实施例提供的电池动态电化学阻抗谱的测试装置结构图；图4为本申请一个实施例提供的传统动态电化学阻抗谱的测试结果图；图5为本申请一个实施例提供的动态电化学阻抗谱的测试结果图。主要元件附图标号说明电池动态电化学阻抗谱的测试装置100待测电池10第一电极11第二电极12参照电池20第三电极21第四电极22动态工况发生器31交变电流发生器32交变电压采集器33第一控制器41时钟同步发生器42第一振荡器421第二振荡器422处理器43获取单元431计算单元432第二控制器51显示器52电池模拟器60具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1，本申请一个实施例中提供一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置100。所述电池动态电化学阻抗谱的测试装置100包括第一控制器41、动态工况发生器31、交变电流发生器32、交变电压采集器33、时钟同步发生器42和处理器43。所述动态工况发生器31、所述交变电流发生器32以及交变电压采集器33分别与所述第一控制器41电连接。所述第一控制器41控制所述动态工况发生器31施加动态工况。所述时钟同步发生器42分别与所述交变电流发生器32和所述交变电压采集器33电连接，用于将所述交变电流发生器32和所述交变电压采集器33进行时钟同步。所述第一控制器41控制所述交变电流发生器32发送测试交流信号。所述测试电流信号的频率范围为0.1Hz-1MHz，所述测试电流信号的振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置(100)，其特征在于，包括：第一控制器(41)；动态工况发生器(31)，与所述第一控制器(41)电连接，所述第一控制器(41)控制所述动态工况发生器(31)发送工况信号；交变电流发生器(32)，与所述第一控制器(41)电连接，所述第一控制器(41)控制所述交变电流发生器(32)产生测试电流信号；交变电压采集器(33)，与所述第一控制器(41)电连接，所述第一控制器(41)控制所述交变电压采集器(33)采集交流电压信号；时钟同步发生器(42)，分别与所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)电连接，用于将所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)进行时钟同步；以及处理器(43)，分别与所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)电连接，用于计算待测电池(10)的动态电化学阻抗谱。

【技术特征摘要】
1.一种电池动态电化学阻抗谱的测试装置(100)，其特征在于，包括：第一控制器(41)；动态工况发生器(31)，与所述第一控制器(41)电连接，所述第一控制器(41)控制所述动态工况发生器(31)发送工况信号；交变电流发生器(32)，与所述第一控制器(41)电连接，所述第一控制器(41)控制所述交变电流发生器(32)产生测试电流信号；交变电压采集器(33)，与所述第一控制器(41)电连接，所述第一控制器(41)控制所述交变电压采集器(33)采集交流电压信号；时钟同步发生器(42)，分别与所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)电连接，用于将所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)进行时钟同步；以及处理器(43)，分别与所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)电连接，用于计算待测电池(10)的动态电化学阻抗谱。2.根据权利要求1所述的测试装置(100)，其特征在于，所述时钟同步发生器(41)与所述动态工况发生器(31)电连接，用于将所述动态工况发生器(31)和所述交变电流发生器(32)进行钟同步。3.根据权利要求1所述的测试装置(100)，其特征在于，还包括：第二控制器(51)，与所述第一控制器(41)电连接，用于向所述第一控制器(41)发送动态工况参数或电化学阻抗谱测量参数。4.根据权利要求3所述的测试装置(100)，其特征在于，还包括：显示器(52)，与所述处理器(43)电连接，用于实时显示测量得到的动态电化学阻抗谱。5.根据权利要求1所述的测试装置(100)，其特征在于，所述时钟同步发生器(42)包括：第一振荡器(421)，分别与所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)电连接，用于将所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)进行时钟同步；以及第二振荡器(422)，分别与所述动态工况发生器(31)和所述交变电流发生器(32)电连接，用于将所述动态工况发生器(31)和所述交变电流发生器(32)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚伦，韩雪冰，欧阳明高，卢兰光，杜玖玉，李建秋，褚政宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11