电池动态电化学阻抗谱的获取方法技术

本申请提供一种电池动态电化学阻抗谱的获取方法。所述方法包括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电势差。所述处理器根据所述测试交流信号和所述电势差计算待测电池的动态电化学阻抗谱。所述方法通过向所述待测电池和参照模型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模型电池之间的电势差，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。

Acquisition method of dynamic electrochemical impedance spectroscopy of batteries

This application provides a method for obtaining dynamic electrochemical impedance spectra of batteries. The method includes that the first controller controls the dynamic condition generator to apply the dynamic condition. The first controller controls the alternating current generator to send a test AC signal. The first controller controls the acquisition potential difference of the alternating voltage collector. The processor calculates the dynamic electrochemical impedance spectrum of the battery to be measured according to the test AC signal and the potential difference. By setting the same dynamic condition to the battery to be tested and the reference model battery and collecting the potential difference between the battery to be measured and the reference model battery, the method can reduce 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获取方法
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获取方法。
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获取方法。一种电池动态电化学阻抗谱的获取方法。所述方法包括：S10，选取一个动力电池作为待测电池，提供一个参照模型电池，所述参照模型电池与所述待测电池具有相同的响应特性；S20，通过第一控制器控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况；S30，通过时钟同步发生器向交变电流发生器和交变电压采集器发送第一时钟同步信号；S40，当所述交变电流发生器和所述交变电压采集器时钟同步后，并且所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点时，通过所述第一控制器控制所述交变电流发生器向所述待测电池提供测试电流信号，并通过所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差；S50，通过处理器获取所述测试电流信号和所述电势差进而计算获得所述待测电池的动态电化学阻抗谱。在其中一个实施例中，所述S20，通过第一控制器控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况的步骤之后包括：通过第一控制器判断所述待测电池是否运行至目标工况点；当所述第一控制器判断所述待测电池已经运行至目标工况点时，所述交变电流发生器向所述待测电池提供测试电流信号。在其中一个实施例中，所述S20，通过第一控制器控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况的步骤之前包括：所述时钟同步发生器向所述动态工况发生器和所述交变电流发生器发送第二时钟同步信号。在其中一个实施例中，所述S20，通过第一控制器控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况的步骤包括：通过第二控制器向所述第一控制器发送动态工况参数；所述第一控制器根据所述动态工况参数，控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况。在其中一个实施例中，所述S40，当所述交变电流发生器和所述交变电压采集器时钟同步后，并且所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点时，通过所述第一控制器控制所述交变电流发生器向所述待测电池提供测试电流信号，并通过所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差的步骤包括：当所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点，并且所述交变电流发生器和所述交变电压采集器时钟同步后，第二控制器向所述第一控制器发送电化学阻抗谱测量参数；所述第一控制器根据所述电化学阻抗谱测量参数，控制所述交变电流发生器向所述待测电池提供测试电流信号，并所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差。在其中一个实施例中，所述S50，通过处理器获取所述测试电流信号和所述电势差进而计算获得所述待测电池的动态电化学阻抗谱的步骤包括：通过所述处理器中的获取单元获取所述测试电流信号和所述电势差，并将所述测试电流信号和所述电势差发送给所述处理器中的计算单元；所述计算单元根据接收到的所述测试电流信号和所述电势差，通过动态电化学阻抗谱计算公式获得所述待测电池的动态电化学阻抗谱。在其中一个实施例中，所述S10，选取一个动力电池作为待测电池，提供一个参照模型电池，所述参照模型电池与所述待测电池具有相同的响应特性的步骤包括：选取一个动力电池作为待测电池，所述动力电池为铅酸蓄电池、镍镉蓄电池或锂蓄电池中的一种；通过电池模拟器测量并记录动态工况下所述待测电池的响应特性；所述电池模拟器根据所述响应特性，模拟出与所述待测电池具有相同的响应特性所述参照模型电池。一种电池动态电化学阻抗谱的获取方法。所述方法包括：选取第一动力电池作为待测电池，选取第二动力电池作为参照电池，所述参照电池与所述待测电池具有相同的响应特性；通过第一控制器控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照电池提供相同的动态工况；通过时钟同步发生器向交变电流发生器和交变电压采集器发送第一时钟同步信号；当所述交变电流发生器和所述交变电压采集器时钟同步后，并且所述待测电池和所述参照电池运行至目标工况点时，通过所述第一控制器控制所述交变电流发生器向所述待测电池提供测试电流信号，并通过所述第一控制器控制所述交变电压采集器采集所述待测电池和所述参照电池之间的电势差；通过所述处理器中的获取单元获取所述测试电流信号和所述电势差，并将所述测试电流信号和所述电势差发送给所述处理器中的计算单元；所述计算单元根据接收到的所述测试电流信号和所述电势差，通过动态电化学阻抗谱计算公式获得所述待测电池的动态电化学阻抗谱，所述动态电化学阻抗谱计算公式满足：其中，所述Z代表电化学阻抗；Vm代表电势差的幅值；w’代表电势差的频率；代表电势差的相位；Im代表测试交流信号的幅值；w代表测试交流信号的频率；代表测试交流信号的相位。在其中一个实施例中，所述通过第一控制器控制动态工况发生器向所述待测电池和所述参照电池提供相同的动态工况的具体步骤包括：所述的动态工况发生器通过第一动态工况输出线束向所述待测电池的第二电极和所述参照电池的第四电极提供第一充电电流；所述的动态工况发生器通过第二动态工况输出线束向所述待测电池的第一电极提供第二充电电流，并通过第三动态工况输出线束向所述参照电池的第三电极提供第二充电电流；其中，所述第一充电电流与所述第二充电电流的方向相反，并且所述第一充电电流的大小为所述第二充电电流的大小的两倍。在其中一个实施例中，所述第一动力电池的型号与所述第二动力电池的型号相同，并且，所述第一动力电池与所述第二动力电池均为铅酸蓄电池、镍镉蓄电池或锂蓄电池中的一种。在其中一个实施例中，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幅为0.02C-0.5C。本申请提供一种电池动态电化学阻抗谱的获取方法。所述方法包括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电势差。所述处理器根据所述测试交流信号和所述电势差计算待测电池的动态电化学阻抗谱。所述方法通过向所述待测电池和参照模型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模型电池之间的电势差，可以降低由于电池输入输出非线性和多因素耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池动态电化学阻抗谱的获取方法，其特征在于，包括：S10，选取一个动力电池作为待测电池，提供一个参照模型电池，所述参照模型电池与所述待测电池具有相同的响应特性；S20，通过第一控制器(41)控制动态工况发生器(31)向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况；S30，通过时钟同步发生器(42)向交变电流发生器(32)和交变电压采集器(33)发送第一时钟同步信号；S40，当所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)时钟同步后，并且所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点时，通过所述第一控制器(41)控制所述交变电流发生器(32)向所述待测电池提供测试电流信号，并通过所述第一控制器(41)控制所述交变电压采集器(33)采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差；S50，通过处理器(43)获取所述测试电流信号和所述电势差进而计算获得所述待测电池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获取方法，其特征在于，包括：S10，选取一个动力电池作为待测电池，提供一个参照模型电池，所述参照模型电池与所述待测电池具有相同的响应特性；S20，通过第一控制器(41)控制动态工况发生器(31)向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况；S30，通过时钟同步发生器(42)向交变电流发生器(32)和交变电压采集器(33)发送第一时钟同步信号；S40，当所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)时钟同步后，并且所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点时，通过所述第一控制器(41)控制所述交变电流发生器(32)向所述待测电池提供测试电流信号，并通过所述第一控制器(41)控制所述交变电压采集器(33)采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差；S50，通过处理器(43)获取所述测试电流信号和所述电势差进而计算获得所述待测电池的动态电化学阻抗谱。2.根据权利要求1所述的获取方法,其特征在于，所述S20，通过第一控制器(41)控制动态工况发生器(31)向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况的步骤之后包括：通过第一控制器(41)判断所述待测电池是否运行至目标工况点；当所述第一控制器(41)判断所述待测电池已经运行至目标工况点时，所述交变电流发生器(32)向所述待测电池提供测试电流信号。3.根据权利要求2所述的获取方法，其特征在于，所述S20，通过第一控制器(41)控制动态工况发生器(31)向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况的步骤之前包括：所述时钟同步发生器(42)向所述动态工况发生器(31)和所述交变电流发生器(32)发送第二时钟同步信号。4.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，所述S20，通过第一控制器(41)控制动态工况发生器(31)向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况的步骤包括：通过第二控制器(51)向所述第一控制器(41)发送动态工况参数；所述第一控制器(51)根据所述动态工况参数，控制动态工况发生器(31)向所述待测电池和所述参照模型电池提供相同的动态工况。5.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述S40，当所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)时钟同步后，并且所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点时，通过所述第一控制器(41)控制所述交变电流发生器(32)向所述待测电池提供测试电流信号，并通过所述第一控制器(41)控制所述交变电压采集器(33)采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差的步骤包括：当所述待测电池和所述参照模型电池运行至目标工况点，并且所述交变电流发生器(32)和所述交变电压采集器(33)时钟同步后，第二控制器(51)向所述第一控制器(41)发送电化学阻抗谱测量参数；所述第一控制器(51)根据所述电化学阻抗谱测量参数，控制所述交变电流发生器(32)向所述待测电池提供测试电流信号，并所述第一控制器(51)控制所述交变电压采集器(33)采集所述待测电池和所述参照模型电池之间的电势差。6.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述S50，通过处理器(43)获取所述测试电流信号和所述电势差进而计算获得所述待测电池的动态电化学阻抗谱的步骤包括：通过...

【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